淺析橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張彥偉

摘要：目前橋梁建設(shè)中的立交橋梁設(shè)計(jì)除了考慮其經(jīng)濟(jì)效益外，越來(lái)越多地考慮到其結(jié)構(gòu)輕巧、造型美觀、便于制造等方面。而更高、更新的要求是更人性化的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)更多地考慮立交橋梁建成后使用者的安全需要，使其具有舒適的感覺(jué)。基于此，本文概述了橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁，闡述了橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)形式，對(duì)橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：互通立交橋梁；橋梁建設(shè)；設(shè)計(jì)形式；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；

一、橋梁建設(shè)中的互通式立交橋概述

橋梁建設(shè)中的互通式立交橋主要包括三枝交叉互通式立交橋、四枝交叉互通式立交橋和多枝交叉的互通式立交橋。互通立交橋梁和一般橋梁的相同之處在于都有著跨越山川河谷等自然障礙的功能。不同之處在于一般橋梁都是只有一條線貫穿，工程的范圍較小，對(duì)于設(shè)計(jì)的要求不多。而互通立交橋梁要涉及的工程范圍較大，而且多條線之間的聯(lián)系貫通需要設(shè)計(jì)到許多類型橋梁的設(shè)計(jì)，同一條橋梁之間的線型組合等，都是一個(gè)比較繁復(fù)的過(guò)程，這就要求設(shè)計(jì)者根據(jù)地形、氣候和技術(shù)水平等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

二、橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)形式分析

目前橋梁建設(shè)中常用的互通立交橋梁設(shè)計(jì)形式主要表現(xiàn)為：（1）橋梁跨徑設(shè)計(jì)形式分析。通?；ネ⒔粯蛄旱臉蛄嚎鐝皆酱螅瑯蛄旱脑靸r(jià)就越高。橋梁的跨徑是根據(jù)跨越高速公路的數(shù)值或者被交道的數(shù)值來(lái)決定的。而進(jìn)行橋梁跨徑的設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)因?yàn)闃蛄嚎鐝降脑靸r(jià)而對(duì)跨徑的幅度進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)，以此來(lái)降低成本。如在高速公路的中央分隔帶處，設(shè)立中墩，一邊一孔跨越高速公路，這樣的設(shè)計(jì)就能大大地減少了橋梁的跨徑，而又不影響原有的橋梁的功能，反而還能使工程量減少，經(jīng)濟(jì)效果比較明顯。但是如果這樣在路中間設(shè)立橋墩，會(huì)阻礙到行車(chē)駕駛員的視線，影響交通的暢通，也會(huì)影響橋梁建筑的美觀，與周?chē)沫h(huán)境不形成協(xié)調(diào)，不利于交通建設(shè)規(guī)劃。這時(shí)候可以采取大跨徑連續(xù)橋梁的設(shè)計(jì)方法，不在路中央設(shè)置橋墩，這樣的設(shè)計(jì)在橋梁的承重能力允許的基礎(chǔ)上進(jìn)行，特別是在人流擁擠的城市地區(qū)，這樣的跨徑設(shè)計(jì)使交通的變得通常，而整個(gè)橋梁的設(shè)計(jì)也會(huì)變得大方、簡(jiǎn)潔和美觀，而且不會(huì)產(chǎn)生過(guò)度的投資增加負(fù)擔(dān)。這是主跨設(shè)計(jì)，而其它的跨徑可根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整。（2）橋面寬度設(shè)計(jì)形式分析?；ネ⒔粯蛄旱臉蛎鎸挾纫鶕?jù)互通立交橋梁的建設(shè)需要，對(duì)行車(chē)道、人行道以及護(hù)欄進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)調(diào)整，還要根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌ú块T(mén)對(duì)于道路建設(shè)的相關(guān)交通規(guī)劃，以確定跨線橋的橋梁寬度，通?？缇€橋的行車(chē)寬度和它所連接的橋梁的行車(chē)寬度是一樣的。如果出現(xiàn)特殊的情況，還要對(duì)此做相應(yīng)的調(diào)整。（3）縱坡設(shè)計(jì)形式分析?；诟咚俟穼?duì)于行車(chē)凈空有數(shù)據(jù)的要求，所以互通立交橋梁的縱坡設(shè)計(jì)要考慮跨線橋的建筑高度等，還要其它的各項(xiàng)要求，跨線橋的高度要符合以下公式：H=Hg+hj+hs+E+a。公式中H是跨線橋與高速公路的交叉點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度，Hg是高速公路與跨線橋交點(diǎn)處的路面設(shè)計(jì)標(biāo)高，hj是高速公路的行車(chē)凈空，hs是跨線橋上部結(jié)構(gòu)的建筑高度；E是被交道縱截面在該處的外矩，如果該點(diǎn)不在變坡點(diǎn)的切線范圍內(nèi)時(shí)，該值取零；a是由高速公路、跨線橋的縱坡和橫坡影響而需要的調(diào)整值。

三、橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1、橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁結(jié)構(gòu)有很多種，在橋面寬度和跨徑都確定的情況下，要選擇造型美觀和經(jīng)濟(jì)適用的橋梁結(jié)構(gòu)。一種是簡(jiǎn)支梁橋。這種橋梁結(jié)構(gòu)外形比較簡(jiǎn)單，容易施工，產(chǎn)生的施工費(fèi)用較少，而且適用于地基較差的橋位進(jìn)行建橋，因此被廣泛地應(yīng)用。但是這種橋梁結(jié)構(gòu)重要是用于跨徑比較小的橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中，當(dāng)橋梁的跨徑逐步增大時(shí)，跨中的恒載和活載彎矩按幾何速度增加，結(jié)構(gòu)尺寸迅速增大，如果跨徑超過(guò)25m時(shí)，施工的難度就變得很大，也會(huì)影響到橋梁建筑的美觀，而且簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)要設(shè)置橋墩蓋梁，當(dāng)跨徑很大時(shí)，橋墩蓋梁也會(huì)變得很大，會(huì)影響到橋形的美觀。盡管如此，簡(jiǎn)支梁橋在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建設(shè)中出現(xiàn)的還是比較多的。另一種是懸臂梁橋。這種橋梁結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn)支梁橋的變體，主要是將簡(jiǎn)支梁橋的梁體經(jīng)過(guò)技術(shù)的處理進(jìn)行加長(zhǎng)。因?yàn)楹?jiǎn)支梁橋的過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致梁體的正彎矩受力過(guò)重，施工難度增大，而懸臂梁橋則是在中間設(shè)置主跨，兩頭分別設(shè)置一跨對(duì)正彎矩進(jìn)行受力卸載，這樣可以降低橋梁的高度，節(jié)約工程成本，但是又增加和主跨的橋腳等工序，因此很少被采用。最后一種是連續(xù)梁橋。這種橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)綜合了簡(jiǎn)支梁橋和懸臂梁橋的優(yōu)點(diǎn)，利用相臨跨的恒載或活載作用，使支點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)彎矩對(duì)鄰跨跨中正彎矩產(chǎn)生有利的卸載作用，使橋跨中的正彎矩比相同跨徑的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)的正彎矩顯著減小。從而可以減少橋梁的建筑高度，節(jié)省建筑材料，降低工程造價(jià)，因此被應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造最廣泛。

2、橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。表現(xiàn)為：（1）互通立交橋梁的上部結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。橋梁的上部結(jié)構(gòu)截面主要有預(yù)制板橋、T梁和空心板截面等截面設(shè)計(jì)的類型，文章主要論述空心板截面和箱形截面。空心板截面主要是針對(duì)跨徑比較小的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，一般在20m以下的跨徑可以用此截面設(shè)計(jì)。根據(jù)橋面寬度、梁體高度的不同，結(jié)合翼緣板的大小，合理確定圓孔的大小，有時(shí)也采用橢圓孔。這種設(shè)計(jì)能滿足跨徑較小的橋梁的受力程度，降低了橋梁的高度，節(jié)約了成本，降低了工程造價(jià)。對(duì)于跨徑較大的橋梁結(jié)構(gòu)，要使用到箱形截面。箱形截面的閉合薄壁截面抗扭剛度大，對(duì)彎橋和懸臂施工的梁有利，其頂板和底板的面積較大，能夠很好地承受正負(fù)彎矩，工程造價(jià)也很低，被普遍采用。（2）互通立交橋梁的下部結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。橋梁的下部結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計(jì)主要是要突出它承受力的性能和美學(xué)的特性。由于它承接著上部的壓力，又將壓力轉(zhuǎn)接到下部基礎(chǔ)部分。所以在設(shè)計(jì)時(shí)在受力性能可靠的情況下，要講究它的輕巧美觀，它主要是橋墩的形式出現(xiàn)。橋墩一般分為重力式橋墩、空心式橋墩、樁柱式橋墩、柱式墩、薄壁式橋墩、其他造型的橋墩等。重力式橋墩的截面有很多種，如圓形、方形、多邊形等，它主要靠自身的重力還平衡外力?？招氖菢蚨帐侵亓κ綐蚨盏暮?jiǎn)化版，為了節(jié)省材料，一般都做得很大，很少被采用。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著橋梁工程建設(shè)的不斷發(fā)展，使得互通立交橋梁建設(shè)項(xiàng)目日漸增多。但是由于互通立交橋梁沒(méi)有固定是模式，所以其設(shè)計(jì)需要根據(jù)地形、地質(zhì)基礎(chǔ)、自然條件和人文條件等實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此對(duì)橋梁建設(shè)中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析具有重要意義。

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（作者單位：河南豫西路橋勘察設(shè)計(jì)有限公司）