论述高速公路常规桥梁设计要点.doc

1、1论述高速公路常规桥梁设计要点摘要：随着社会进步,人们开始认识到在桥梁的设计与施工中不仅仅要为自己着想,同时还要为别人着想,即关心桥梁对大地的影响,以及桥梁的地标意义。本文主要对桥梁的设计要点进行论述。 关键词：高速公路桥梁设计桥位选择 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 一、 桥位的选择 高速公路的桥位选择，总的原则是：中小桥严格服从路线布设，大桥、特大桥等大型工程应做多方案同深度的桥位比选，并以其为控制点，总体上达到与路线走向一致，做到路、桥综合考虑，合理衔接。同时，还应该注意保护名胜古迹，少干扰学校和居民村落，少占耕地。这些原则和平原区基本上相同，山区桥位的选择更

2、重要的是要凸现对地质的重视。 1、跨越岩溶地区 岩溶在山区不可避免要遇到，在遇到强岩溶地区时，桥位应以绕避为主，并尽量选在弱岩溶地区，若必须在强岩溶地区设桥时，则应选择在岩层比较完整，洞穴顶板厚度尺寸足够处；桥位遇到构造破碎带时，应使桥位垂直或以较小的斜交角通过；岩溶塌陷区的桥位应选在覆盖层较厚、土层稳固、洞穴和地下水位稳定处，如塌陷范围小，可选择单跨2跨越。 （如新屋场 2大桥、榨尾湾 1大桥） 2、跨越滑坡体 尽管在方案选择、路线指标的运用、构造物和线位的布设等方面做了很大的努力，由于所处的地质环境特殊，岩土工程性质差，路线无法完全避开山体滑坡，滑坡体对桥梁基础稳定性造成潜在威胁，应首先考

3、虑对滑坡体采取工程措施进行处置，保证桥基安全。 弯桥的设计 1、弯桥直梁的可行性 高速公路线性条件有限，桥梁大部分位于曲线段内，但考虑到施工工期和施工难度的影响，一般在曲线半径 R 200 米时仍然可以采用曲梁直作的方案。根据日本曲线梁桥的规定，当曲线角 5 度可用直梁布置，因此，可在相应的曲线半径内采用相应的跨径来满足这个要求，如：R200m，L20m；R300m，L25m；R350m，L30m；R500m，L40m；这些情况按直梁布设，完全能满足结构设计的要求，只需将翼缘板和防撞墙部分现浇处理为曲线，即可符合弯桥布设的要求。 2、弯桥的梁（板）布设 装配式梁（板）桥，桥型的平面布置一般采用

4、各墩台平行布置或者径向布置。平行布置时因为各墩台与路线交角均不相同，各墩台盖梁上支座的位置也不一样，几何及下部构造较为复杂，所以只是在曲线半径大、桥长较短时采用，其优点是能保持预制梁长一致，但由于梁端角度不同，各墩台长度不一致，使得设计和施工相对较为复杂；在这里主要3介绍径向布置的方法，径向布置分为等梁长和变梁长两种方法。 等梁长径向布置：利用改变墩顶现浇段的宽度来保证预制梁长一致，但曲线段桥墩盖梁的宽度不宜超过 220cm，否则施工中的偏心荷载对墩身的安全造成影响，这时的现浇段平面为扇面状，需要单独设计。此方法的优势在于能保证预制梁长一致，节省模板。缺点在于现浇段的设计较麻烦，而且桥墩盖梁宽

5、度普遍太大，不美观。 变梁长径向布置：梁长变化，以保证现浇段的宽度不变。优点在于盖梁宽度能保持一致，且不用加宽，现浇段设计简单。缺点在于预制梁长不一致，施工时必须调整模板尺寸来改变梁长，稍微麻烦。我省十漫高速公路桥梁设计多采用此方法。 采用径向布置时，桥墩台存在错幅的问题，可将左右幅桥中心附近的桥墩对齐，然后两幅桥各自以其曲线内侧弧长为标准梁长为基准向两岸布孔，这样将全桥范围内的左右幅差值均衡地分配到桥两端，不影响视觉上的美观效果。 曲线梁桥布孔时，考虑到曲线弦弧矢高的影响，预制梁的外边缘必须做成曲线才能满足防撞墙（护栏）的浇注空间要求，因此，可以在预制内外边梁时稍微调整模板，使翼缘板做成折线

6、状，来达到预期的目的。坡桥的设计 1、桥梁的纵坡问题 公路工程技术标准 （JTJ001-97）规定，二、三、四级公路上的特、大、中桥桥上纵坡不宜大于 4，桥头引道纵坡不宜大于 5；位于4市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于 3。此规定的主要因素是因为纵坡过大，非机动车爬行越困难，对通行的干扰越大，为防止堵车和发生事故，桥上及桥头引道的纵坡不宜过大。山区高速公路上的桥梁，由于受地形及路线线性的限制，考虑到高速公路的行车条件，故在路线纵坡设计时桥上纵坡可以大于 4，但在桥梁上下部结构的构造措施、安全防护等方面应进行综合考虑。 2、梁（板）桥桥墩水平力问题 恒载作用下的桥墩受力：设计

7、时，保证支座垫石和支座处于水平状态，使桥墩理论上仅受到竖向力的作用。 制动力作用下的桥墩受力：在制动力作用下，桥墩承受的力为制动力的水平分力和竖向分力，考虑到竖向分力较小，水平分力比制动力略小，故设计时，对制动力可不进行分解，而将制动力看作是水平作用力。 温度变化引起的墩顶水平力：因温度变化，上部结构产生收缩，导致桥墩墩顶产生水平位移，此时桥墩所受的水平力与墩顶的水平位移成正比，与桥面纵坡无关，故温度变化引起的墩顶水平力与桥面纵坡无关。 综上所述，位于路线纵坡较大处的梁（板）桥，在恒载、活载、制动力及温度变化影响力的共同作用下，桥墩墩顶所受的水平力与桥梁的纵坡关系不大，一般情况下，下部构造可按

8、平坡桥进行结构分析。但纵坡较大的桥梁在施工运梁、安装时容易出现滑移，设计、施工时应采取相应的安全措施。 5桥墩、台设计 1、桥墩、台型式的选择 在同一座桥里，桥墩的型式应尽量统一。对于跨河桥与墩高30m 的桥墩，采用受力明确的双柱式墩。墩高20m，仅在地面附近设一道系梁，线条简洁、美观；墩高20m，在墩身中间附近，加设一道系梁，使双柱共同变形和受力。 柱式墩和方墩在景观方面的效果差不多，在截面积相等时，方墩的截面刚度大于圆墩，通过调整厚度，可以调整方墩的截面刚度；圆墩在施工中外观质量容易控制，且与桩基础衔接方便，对于弯、斜桥来讲，圆墩的景观协调性要好。 墩高30m 时，可采用薄壁墩，高墩的稳定

9、（尤其是施工阶段）与安全均得到改善，从桥梁的整体外观看，线条简洁美观，随着墩高与内力的变化，通过调整薄壁墩的厚度以改变墩身的刚度，使结构受力更加合理。 当地形横向陡峭时，若采用双柱墩，墩身高差大，因此墩身的刚度相差也大，为了使桥墩的受力均衡，可以保证相同高程处墩柱截面尺寸一致，其余部分加大截面尺寸和桩基统一；还可以考虑采用独柱墩，不仅解决了结构受力的问题，同时景观更加协调，减少了施工的工作面，经济而且合理。 在选用桥墩的型式时，一定要注意同一联内桥墩刚度比的协调，刚度相差不宜太大，否则各墩内力相差也很大，一般来说矮墩取较小的截面，高墩则采用相对大的截面。 6山区高速公路多采用 U 台、双柱式台

10、和肋板式桥台，但应注意以下几个问题： 地面横坡较陡，则桥台锥坡范围很大，防护工程面积也大，这时可以考虑台后接矮挡墙进入挖方路段； U 台台高一般控制在 9m 以内，地面横坡较陡，地质情况比较好时，采用台阶式基础以避免挖方量太大，地质情况不好时，可以考虑采用桩基础 U 台。 有些桥台处地表岩土风化严重，虽有表层有天然植被，但施工时不宜大开大挖，以免破坏了山体的稳定，此时可以选择柱式台或者肋板式桥台，台高5m，采用柱式台，5m台高10m，采用肋板式桥台。 2、高墩的设计 山区高速公路一个重要特点就是桥多墩高，高墩的设计对于桥梁的结构安全至关重要，高墩设计时可采取如下措施： 采用合理的桥梁结构，在最高墩的位置采用连续刚构组合体系的桥型方案，利用高墩的柔度，使结构受力合理； 处于小半径上的连续 T 梁，充分利用地形条件合理划分联数，由较矮的桥墩承受大部分的水平力，使得高墩的设计更加合理； 选择合理的下部结构，下部构造结合墩高，配合不同的上部结构，如连续刚构采用空心墩，连续 T 梁采用柱式墩或薄壁墩。 结束语 总之，高速公路桥梁设计难度大，施工艰巨。沿线存在各种滑坡、岩堆、危岩体、岩溶、岩溶塌陷、地下暗河、崩塌、顺层滑坡、断裂带7及冲积扇等不良地质情况，为了克服这些不良地质的影响，桥梁的设计、施工技术都应当不断探索，不断总结，不断提高。以上仅属个人经验，如有不正之处，望不吝指正。