試論高速公路橋梁設計的要點

石春瑞

（北京中交華泰公路技術有限公司，北京 100078）

一﹑概述

近年來我國交通基礎設施建設取得了重大的成績，在十三五規(guī)劃中，高速公路的建設同樣擺在非常重要的地位。目前我國高速公路里程數(shù)已經(jīng)成為全球第二，公路建設也逐步有干線交通網(wǎng)絡過度到省際連接段以及加密交通線等方向發(fā)展。地形條件也逐步從平原微丘向山嶺重丘段發(fā)展，也就是說高速公路的施工環(huán)境和地質(zhì)條件越來越惡劣，設計及施工的難度也越來越大，特別是高速公路的橋梁設計和安全以及環(huán)保等要求越來越高，正是基于這樣的背景，本文通過論述橋梁設計的要點，從而為高速公路橋梁設計水平的提升給出一定的技術參考。

二﹑高速公路橋梁設計的要點分析

（一）橋梁設計需要和選位環(huán)境相融合

橋梁設計從一開始就需要和選位環(huán)境進行融合，重返考慮橋梁建設成功者會后對地質(zhì)以及當?shù)丨h(huán)保的影響，并且考慮選擇合適的橋梁基礎型式，從而提升高速公路橋梁的設計水平。對此可以從下面兩個方面來完善。

第一，根據(jù)環(huán)境要求盡可能的選擇樁基成孔技術，取代傳統(tǒng)的擴大型的基礎施工。因為樁基成孔技術近年來不斷完善，而且實現(xiàn)的方法也越來越豐富，在地質(zhì)強度高且不透水的條件下，挖孔樁能夠有效縮短工期，而且工程質(zhì)量高，對環(huán)境影響小。要比傳統(tǒng)的擴大基礎施工要具有明顯的優(yōu)勢。另外從受力條件來看，也應該選擇嵌巖樁結(jié)合挖孔技術，從而讓橋梁設計更好的和環(huán)境得到有效融合。第二，對于山嶺重丘等地區(qū)的高速公路橋梁建設就更需要和環(huán)境進行融合。由于山區(qū)丘陵地區(qū)縱斷面和橫斷面變化大，而且地質(zhì)條件更為復雜，所以開挖基面較大，容易對地表產(chǎn)生更大破壞，所以在設計上要根據(jù)具體的地形變化進行靈活設計，盡可能的減少開挖面。另外在設計時，要盡可能的避免征伐附近的樹木，避免對環(huán)境的影響。

（二）高速公路橋梁設計的基本原則

高度公路橋梁設計的原則需要從上下兩個部分進行論述，其中上部設計主要涉及到主梁﹑伸縮縫以及搭板等部分，而下部設計則主要涉及到橋墩和橋臺的設計。其中上部設計主要包括下面兩個方面。

第一，主梁設計。從施工的復雜程度及價值標準考量，如果主線橋梁單孔跨徑≤10m，就可以采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。而其他跨徑的橋梁則應該使用預應力混凝土結(jié)構(gòu)。如果橋梁整長小于100m或者是單孔跨徑小于等于20m，可以使用簡支體系空心板結(jié)構(gòu)。如果橋梁整長大于100m，且跨徑大于20m以上，則應該使用連續(xù)結(jié)構(gòu)。不過由于跨河大橋的支架澆筑難度大，所以可以使用先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)。另外在山區(qū)建設的特大型橋，同樣也會受到地形影響，現(xiàn)澆難度大，所以也要使用預制的先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。

第二，伸縮縫的設計。從道路的平穩(wěn)角度來看，橋梁上應該盡可能的減少伸縮縫。對于跨徑小于等于16m的單孔橋梁只需要設置一個伸縮縫，而另一端采用橋面連續(xù)的設計方案。如果橋梁有兩跨，且單孔跨徑小于等于16m，那么伸縮縫可以設計在橋墩處，兩側(cè)橋臺部位則可以使用橋面連續(xù)結(jié)果，這樣就能夠有效提升行車的舒適度。

而對于下部的設計則需要從下面幾個方面來重點考量：第一是橋墩的設計。對于普通的橋梁結(jié)構(gòu)英才采用柱式墩，且上置蓋梁的框架式體系。下面則以30。為分界點，超過30。就需要采用3柱式橋墩，而小于30。則采用雙柱式橋墩。第二就是橋臺的設計。為了有效規(guī)避填土高度對施工造成的影響，需要控制填土高度。在軟土路段臺后填土的高度應該控制在6m之下。而一般路段的臺后填土高度則控制在10m之下。如果橋臺使用擴大基礎進行施工，臺身主要使用重力式，并選擇合理的受力，降低臺身尺寸節(jié)約成本。如果臺高在8m以上，那么臺身敲墻需要設置10:1的前傾斜坡。

（三）設計的一些細節(jié)要點分析

在高速公路的橋梁設計方面，除了注重設計準則和環(huán)境融合之外，還需要注重橋梁的一些細節(jié)設計方面，只有如此才能夠有效提升橋梁設計水平，而這些細節(jié)主要體現(xiàn)在下面兩點：

第一，為了規(guī)避施工和運營階段主梁沿著支座方向產(chǎn)生不可逆的側(cè)向以及縱向移位，在設計過程中需要強調(diào)支座安置的水平。在施工過程中也要保障支座頂?shù)孛娴陌仓煤褪芰σ３衷谒矫嫔?。具體的操作細節(jié)體現(xiàn)在下面幾點：首先要墊石頂水平，然后支座也要水平放置。接著就是梁底和支座的接觸面保持水平，其中梁底要采用貼楔形鋼板忙活著在梁底預制時，就可以在支座頂面斷面之處設立可調(diào)整縱向角度或者是橫向角度的專用模板。另外楔形鋼板的加工要保障精度高，并和梁底預埋鋼板進行焊接時，需要精細的焊接工藝，從而避免主梁沿著支座方向進行位移的問題。第二，對于單跨徑在20m到40m之間的特大型橋梁，設計時大多采用150到200為一聯(lián)的連續(xù)性結(jié)構(gòu)，并以160型伸縮縫進行設計，從當前的使用效果來看，80型的伸縮縫設計在行車時基本上沒有跳車和噪音。而160型伸縮縫大多存在噪音。從經(jīng)濟效益上來看，一道160型伸縮縫主要受到支座性能的限制，所以在設計上并沒有使用最大的伸縮量，而且造價一般是80型伸縮縫的兩倍。而且使用80型的伸縮縫還可以減少澆筑接頭和橋墩帽梁的施工數(shù)量。而且使用160型的伸縮縫在維修過程中，還需要半幅橋梁完全封閉，但是一般特大型橋梁中間并沒有設置分隔帶缺口，這樣就容易出現(xiàn)半幅橋梁雙向行車，給安全帶來隱患。同樣也會影響到高速行車質(zhì)量。所以針對當前特大型橋梁的160型伸縮縫設計，應該重新修正為80型伸縮縫設計，橋臺所在的聯(lián)按照100到150m進行粉戀，而其他聯(lián)則可以控制在80到100m。

結(jié)語

總而言之，高速公路橋梁的設計需要遵循環(huán)境原則，根據(jù)地質(zhì)條件的不同進行相應的調(diào)整，同時還要綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和行車的舒適性以及經(jīng)濟效益。還包括了施工的便捷性以及環(huán)境的協(xié)調(diào)性等諸多元素，只有如此才能夠充分發(fā)掘在橋梁設計過程中可能忽視的細節(jié)問題，進而提升高速公路橋梁設計水平。

[1]羅帥，高濤.高速公路常規(guī)結(jié)構(gòu)橋梁設計探析[J].中國新技術新產(chǎn)品，2012（18）:31-36.