摘要：結(jié)合以往山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計經(jīng)驗，來介紹成都至重慶高速公路初步設(shè)計中橋型方案設(shè)計。

　　關(guān)鍵詞：高速公路橋型 方案設(shè)計

　　Abstract: This paper introduces the bridge type scheme design of expressway primary design from Chengdu to Chongqing, combined with the previous experience in the mountain highway bridge design.

　　Key words: highway bridge design; bridge type scheme design

　　中圖分類號：U443.3 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104(2012)

　　1 概述

　　成安渝高速公路是四川省高速公路規(guī)劃中23個出川通道之一，是直接連接成渝經(jīng)濟雙核的重要通道，同時也是解決資陽地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的一條重要公路，成安渝高速公路是成渝高速公路復線。本項目起于成都繞城高速公路與成洛路交匯處(DK0+000=成都繞城高速 K19+600=成洛路K4+464.117)。路線以成都繞城高速、成都~資陽工業(yè)園區(qū)、樂至縣、安岳縣為控制點，主要經(jīng)過洛帶、養(yǎng)馬、平武、高寺、和興、水口寺、李家等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，止于安岳縣忠義鄉(xiāng)觀音橋附近川渝界。本項目采用設(shè)計速度100km/h、路基寬度33.5米、雙向六車道，按全部控制出入的高速公路技術(shù)標準建設(shè)。

　　由于本項目路線所經(jīng)地帶為深切丘陵地帶，表現(xiàn)為箱形谷、窄谷的駝脊狀或坡狀丘陵地貌形態(tài)，谷深坡陡，谷底或平坦，或呈“V”形，高差60~150m。在厚層砂巖出露地段常形成陡崖，山脊多與巖層走向平行，呈駝峰鞍狀連續(xù)分布。方案受地形和地質(zhì)、環(huán)境保護以及特殊的旅游需要等因素制約，作為重要組成部分的橋梁其平縱線形受影響較為突出。具有曲線、大縱坡、高墩、長橋等特征的山區(qū)高速公路橋梁，在橋型方案的比選上有相當難度和復雜性。

　　以下就以往山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計經(jīng)驗，淺析成都至重慶高速公路初步設(shè)計中橋型方案的設(shè)計。

　　2 橋型方案的比選

　　一般來說，橋型的選擇應(yīng)根據(jù)適應(yīng)、經(jīng)濟、美觀、安全以及設(shè)計施工的難易程度等因素進行綜合分析，以便最終確定橋梁實施方案.對于山區(qū)高速公路而言，還應(yīng)著重考慮施工難易程度、山區(qū)地質(zhì)病害及環(huán)境保護等影響因素。并綜合考慮其受力特點和經(jīng)濟性。結(jié)合以往山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計經(jīng)驗，在成安渝高速公路初步設(shè)計中，主要考慮對簡支空心板、先簡支后連續(xù)組合箱梁和現(xiàn)澆連續(xù)箱梁三種結(jié)構(gòu)橋型進行比較。

　　2.1 簡支空心板結(jié)構(gòu)：

　　此種結(jié)構(gòu)橋型，施工方便，施工技術(shù)成熟;但跨徑小，梁高大;由于橋梁跨徑受限制，往往造成跨深溝橋梁高跨比不協(xié)調(diào)，美觀性差;上部構(gòu)造難以與路線小半徑、大超高線形符合，且高墩數(shù)量增加;橋面伸縮縫多，行駛條件差。因而，在山區(qū)高速公路中，該類橋型一般用于地形相對平緩、填土不高的中、小橋上。

　　2.2現(xiàn)澆連續(xù)箱梁：

　　高速公路橋梁基于運營的整體性、舒適性和耐久性的考慮，往往必須設(shè)計為預(yù)應(yīng)力連續(xù)結(jié)構(gòu)。對于預(yù)應(yīng)力混凝土彎橋，梁在承受豎向彎曲時，由于曲率的影響，必然產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，而這種扭轉(zhuǎn)作用又將導致?lián)锨冃危@種彎扭互相耦合的作用，使得彎橋變形也為彎曲和扭轉(zhuǎn)兩者的迭加，故變形值要比一般直線橋為大。同時由于扭矩作用，彎橋的外梁荷載加重，內(nèi)梁減載，內(nèi)外梁應(yīng)力產(chǎn)生差別。因此，抗扭能力強的整體式閉合箱梁成為彎橋設(shè)計的首選型式;而且，箱梁頂板和底板都具有較大的面積，能有效地抵抗彎矩，抗扭能力強，受力合理。

　　對于跨越溝谷、河流的高架橋，尤其是與溝谷、河流斜交或交錯并行的高架橋，為了減小橋墩對水流的影響，往往設(shè)置為獨柱墩的形式。而這種獨柱墩的形式，對于跨線高架橋來說，可減少橫向墩的數(shù)量，加強下部空間的透視度，增加墩的纖細感，加上梁高一致，整個橋梁外型簡潔優(yōu)美，線條流暢，這對整個跨線高架橋是否美觀起著很重要的作用。而就這一點來說，只有采用整體式連續(xù)箱梁的方案才能做到，因為箱形截面抗扭剛度很大，對于需要在其梁底下設(shè)置獨柱單支點的支承形式特別有利。為了提高箱梁的橫向穩(wěn)定性，本項目中，采取將墩頂擴大，設(shè)置雙支座方案，這將大大提高箱梁的整體強度和抗扭能力，增強箱梁的橫向穩(wěn)定性。

　　在現(xiàn)今橋梁設(shè)計中，橋梁美學已被越來越多的設(shè)計者重視，而人們對美的要求也越來越高，而象湯屯高速公路這樣一條旅游高速公路來說，在橋型選擇時，可較多地考慮橋梁的美觀因素，在保證結(jié)構(gòu)強度需要的同時，盡可能使橋梁具有優(yōu)美的外形，并與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。采用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，布孔方便、合理;對小半徑、大超高線形平縱橫要求適應(yīng)性強，外觀平順，橋型美觀，行車平順舒適。

　　但對于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁來說，采用滿堂支架施工，對山體植被破壞嚴重，支架工程量大，對于跨河橋影響通航與排洪，支架安全性較難保證。另外，施工周期長，施工費用高，需要有較大的施工場地，施工管理復雜。因而采用滿堂支架現(xiàn)澆的施工方法，一般用于地形平坦、中等跨徑且墩高不大、橋孔不多的橋梁;或彎曲程度較大的彎橋、變寬橋以及預(yù)制場地選擇困難的橋梁。

　　對于中等跨徑的多孔長橋，采用移動滑模逐孔澆筑箱梁的施工方法，無疑是一種優(yōu)選橋型。由于此法是在橋位上現(xiàn)澆施工，可免去大型運輸和吊裝設(shè)備，使橋梁整體性好;同時它又具有在橋梁預(yù)制廠的生產(chǎn)特點，可提高機械設(shè)備的利用率和生產(chǎn)效率。支架工程量小，施工期與河流的干擾較小。但是，對于中等跨徑的橋梁，整體式箱梁橋無論采用何種施工方法，費用都較高，與預(yù)制吊裝多梁式組合箱梁相比，處于弱勢。

　　對于較大跨徑的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，選擇橋型方案時應(yīng)首選懸臂澆筑的施工方法。它可以不需在河中搭設(shè)支架，施工不影響通航或橋下交通，在跨越深水、山谷、湖泊等處時更能顯示優(yōu)勢。湯屯高速公路初步設(shè)計中，對于跨越通航河道、主河槽較寬的河流及深水水庫的大型橋梁，其推薦的橋型方案多采用此類50米以上跨徑的變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋。

　　2.3 預(yù)制吊裝組合箱梁：

　　一般來說，預(yù)制吊裝多梁式組合箱梁在中等跨徑的橋梁中具有造價省，施工方便的特點，其造價低于整體式箱梁，是中等跨徑橋梁常用的橋型。橋型美觀，結(jié)構(gòu)受力性能好，行車平順性良好。無需大量支架，造價較低，后期養(yǎng)護工作量較小。若在橋頭路基上預(yù)制組合箱梁、采用架橋機安裝，將主要施工工作面轉(zhuǎn)移至橋上，可大大減小對沿線環(huán)境的影響。但對于小半徑、大超高的曲線梁橋來說，采用此種橋型，抗扭及梁體受力平衡能力均較整體式箱梁差;且梁體預(yù)制較復雜，施工難度大，施工周期長，在受力和施工上都不盡人意。但當彎橋的彎曲程度較小，單跨橋梁采取彎橋直做、以兩端橋臺為控制點;多跨橋梁，各墩臺呈放射狀、向心布置、調(diào)整每片梁長，或者調(diào)整現(xiàn)澆段長度，但應(yīng)注意調(diào)整現(xiàn)澆段長度時核對蓋梁的寬度，以保證滿足支座的安放。對于橋梁橫坡特別是超高緩和段的橫坡，據(jù)以往項目反映經(jīng)常出現(xiàn)支座懸空的情況，嚴重影響橋梁的營運壽命，本項目采取調(diào)整每端、每側(cè)箱梁腹板高度的辦法，嚴格使其滿足橫坡的需求。采用直梁設(shè)計，以翼緣板寬度調(diào)整平面線形，可減少曲梁的彎扭作用，在一定程度上彌補彎梁橋在受力和施工上的不足，此外可以采取加強橫向聯(lián)系的措施，提高結(jié)構(gòu)的整體性能。鑒于該類橋型造價低，對地形的適應(yīng)性較強，施工周期快，在中等跨徑的長橋及高架橋中較廣泛采用。在本項目設(shè)計中，如預(yù)制場地選擇較方便，彎橋的彎曲程度較小，無大超高、大縱坡時或跨越溝谷、河流的中等跨徑的橋梁，可考慮采用預(yù)制拼裝組合箱梁結(jié)構(gòu)。

　　3.結(jié)語

　　橋型方案設(shè)計本身就是一項復雜和靈活的工作，對于山區(qū)高速公路而言，因發(fā)展時期較短，具有曲線、大超高、大縱坡、高墩和長橋等特征的橋型方案設(shè)計，還處于摸索階段，有很多新的問題需要進一步的探討和研究。隨著社會經(jīng)濟和公路事業(yè)的日益發(fā)展，大力發(fā)展山區(qū)高速公路將成為必然，因而山區(qū)高速公路橋型方案設(shè)計必將日趨成熟。

　　參 考 文 獻

　　[1]祝敏方，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計探討 公路 2003(5).

　　[2]范立礎(chǔ). 橋梁工程 北京，人民交通出版社，1993.

　　[3]公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 (JTJ D60—2004).北京，人民交通出版社，2004.

　　[4]邵旭東. 橋梁設(shè)計百問 北京，人民交通出版社，2003.