高速公路桥梁设计与应用探究

1、高速公路桥梁设计与应用探究摘要：随着高速公路里程的不断增加，在丘陵和山区地带，桥梁设计成为不可或缺的要素。本文从高速公路桥梁设计的一般性要求、基本原则入手，与周边环境相互配合，提出高速公路桥梁设计的具体应用和几个细节问题。关键词：高速公路桥梁设计应用中图分类号： U412.36+6 文献标识码： A 文章编号：随着国内交通事业的迅速发展，高速公路建设也随之加速，而且逐步从干线网高交通量路段扩散到省际连接段和加密线，从原来的平原和小山丘向大丘陵和偏远山区延伸，显而易见，由于水文、地质等硬性施工条件变得越来越恶劣，相应地，对安全的要求也越来越高，设计和施工难度越来越大，这必然影响到高速公路桥梁设计

2、的技术、安全、环保等方面的工作内容。一、桥梁设计的基本原则高速公路桥梁设计的基本原则主要分为上部和下部两大结构。其中，上部设计的关键点在于主梁、伸缩缝等，下部的主要设计重点在于桥墩、桥台等部分。首先来看上部设计。主梁可采用空心板、小箱梁、T 梁等结构，一般采用标准跨径。桥梁单孔跨径小于等于10 米时可采用6m、8m、10m 简支空心板结构；桥梁单孔跨径大于 10 米小于等于 20 米时可采用 10m、13m 装配式预应力混凝土简支空心板结构， 16m、20m 装配式预应力混凝土简支或先简支后连续空心板结构；桥梁单孔跨径大于 20 米小于等于 40 米时可采用 20m、25m、30m、35m、4

3、0m 装配式预应力混凝土先简支后连续小箱梁、T 梁结构；桥梁单孔跨径大于40 米时可采用现浇连续箱梁、拱桥、悬索桥、斜拉桥等大跨径主梁结构。关于伸缩缝，考虑到行车的平稳、舒适、安全性等问题，桥上尽量采用桥面连续的方式，不设置伸缩缝。单跨且跨径小于等于16m 的桥梁，最多设 1 道伸缩缝；单孔跨径 16m 以下的两跨桥梁，可将伸缩缝设置在桥墩处，两侧桥台处采用桥面连续的方式。伸缩缝的设置尽量使行车舒适，降低事故发生的可能性。紧接着来看下部设计。关于桥墩，普通结构一般采取柱式的墩身、上面盖梁的框架。按桥梁斜交角度分，以双向四车道桥梁为例，小于 30°的采用双柱式桥墩， 大于等于 30&#

4、176;的采用三柱式桥墩。桥墩盖梁的设置应立足于实际需求，墩身的设计要做到简洁美观。 墩台的基础因地形而异，平原微丘地区注重地质情况，大丘陵地区多采用钻孔灌注桩基础。桥台可采用桩柱式桥台、肋板式桥台、U 型桥台等。关于桥台高度，由于台后填土高度会影响施工进度，所以必须加以控制。软土路段的高度最好低于 6 米，一般路段的高度应当控制在 10 米以下。为让受力均匀，调降尺寸，节约成本，台高大于 8m 时， U 台台身的前墙可设置一个前倾斜坡， 横向地面变化大时，可设置阶梯式。二、桥梁设计的一般要求关于大跨径桥梁，包括了预应力混凝土连续梁、连续刚构、钢桁梁悬索桥等多种方案。确定桥位后，要因地制宜，结

5、合桥梁周边地质、水文、施工条件、景观协调等因素，经过综合比较，然后选定最合适的方案。首先要满足桥梁的使用功能，考虑到对地质、环保和造价等各方面的影响。 力求造型新颖， 合理布局，尤其要协调墩高与桥跨的比例，使桥梁融入周围的整体景观。桥梁桩基础广泛应用于公路桥梁，桩基成孔的技术和手段越来越成熟，大幅降低工程成本的同时，大大提升了工程质量，更多地使用在强度高且不透水的地质环境。由于扩大基础施工的工期长，费用高，基坑开挖工程量太大，而且严重破坏地面，因此选择方案时要尽量少采用扩大基础施工。特别是山区桥梁的建设，与环境配合尤为重要。因横、纵断面变化较大，地质条件复杂，使开挖面不规则扩大，破坏地表，所以

6、要灵活使用，根据实际地形进行设计，做到尽量减小开挖面。另外，在充分保证施工必须的场地和便道条件，保障桥梁结构安全的前提下，尽可能少砍伐甚至不砍伐当地树木。其次，在造价预算充足的前提下，应尽量选择整体结构好、高速行车安全性好、承载能力大的桥型。最后，方案上最好选用技术成熟、施工快速简便的桥型，结构标准化，施工机械化，保证桥梁顺利竣工。三、高速公路桥梁设计的几个细节问题除了上述的基本原则和一般性要求，高速公路桥梁设计具有其独特之处， 主要体现在几个细节问题上。其一，施工和运营阶段，主梁很可能沿支座产生严重的侧向和纵向位移，所以支座必须水平安放，保证支座顶底面安放和受力分摊在水平面上。通过几个方面去

7、完成，水平放置垫石顶、支座、梁底与支座接触面，梁底采用贴楔形钢板，或是在预制梁底时，支座顶面断面处设置专用模板， 可调整纵向和横向角度。其中，楔形钢板预先在工厂精度加工，与梁底预埋钢板共同采用焊接工艺， 最大程度避免主梁沿支座位移。其二，一联 80160 米跨径的大桥，设计采用结构连续，联端设置 160 型伸缩缝。根据实际统计， 80 型伸缩缝行车基本不会产生噪音，不会跳车， 160 型伸缩缝则存在噪音，从成本上看， 160 型缝因受限很难使用最大伸缩量，远高于 80 型伸缩缝的 2 倍，而80 型伸缩缝能有效减少现浇接头、桥墩帽梁的施工量，另外， 160 型伸缩缝进行维修时要全封闭一半桥梁全封闭，导致半幅双向通车的不安全隐患，严重影响高速公路正常通行。所以，高速公路桥梁设计尽量采用 80 型伸缩缝。总的说来，不同的地形条件下，高速公路桥梁的设计与施工均存在较大差异， 应综合考虑结构安全性、行车舒适性、经济合理性、施工便利性、环境协调性等各项因素，才能有效避免因设计方面导致的施工问题和行车不适，再结合水文、地质、环境、施工、交通运输等方面的实际情况，重视高速