装配式桥梁设计探讨

刘大明 王斌强

(1.广东省南粤交通投资建设有限公司，广东 广州 510101； 2.武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023)



装配式桥梁设计探讨

刘大明1王斌强2

(1.广东省南粤交通投资建设有限公司，广东 广州 510101； 2.武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023)

通过湖南省龙山茨岩塘至永顺公路(重丘区二级公路)的一座桥梁设计，详细介绍了在山区公路、高速公路部分变宽桥梁设计中如何利用交通运输部装配式桥梁通用图的各项技术指标，以及在桥梁设计过程中如何体现,以供桥梁设计人员参考。

装配式桥梁，设计，参考

0 引言

装配式桥梁具有受力明确，工艺成熟、施工简单、经济美观、工期短等优点，在我国公路桥梁中得到了最广泛的应用。交通运输部、部分省级交通运输厅也进行了相关通用图的编制工作，用于标准化作业。

但在标准跨径的桥梁设计中，应充分了解通用图的各项技术指标，在条件允许的前提下，有效的利用通用图的便利性，灵活运用各种设计手段，才能达到设计成果的合理性和可实施性。本文结合湖南省龙山茨岩塘至永顺公路(重丘区二级公路)一座桥梁设计，从其桥梁方案选择和桥梁设计两方面阐述如何利用交通运输部装配式桥梁通用图的各项技术指标，如何在桥梁设计过程中体现，提出了见解，供桥梁设计人员参考。

1 项目概况

湖南省龙山茨岩塘至永顺公路起点位于龙山县茨岩塘，接桑龙公路(S305)茨岩塘绕镇线，局部路段沿G209进行老路改造，大部分路段为新建，全线按二级公路建设。线路地形条件复杂，全线均为重丘地貌，地面高程为340 m～900 m，地势起伏大，线路穿越多重山脉，既有X004和G209采用盘山绕线方式翻越山岭，路线平纵指标普遍较低。

本桥平面分别位于直线(起始桩号:K22+597.52，终止桩号:K22+694.554)和缓和曲线(起始桩号:K22+694.554，终止桩号:K22+722.44，参数A:66.5，左偏)上，纵断面纵坡3%；墩台等角度布置。

该桥为跨越山谷而设，桥址区地貌形态为重丘地貌，微地貌单元为沟谷地，地势呈南、北及东侧三面高、西侧低的谷地，中部为冲沟、稻田，场区附近无公路通过，交通不便，大型载重车辆几乎无法到达桥位处。桥梁设计标高至桥下沟谷最大高差40 m。

2 桥型方案选择

现浇箱梁方案：由于已经进入小半径曲线，采用装配式梁存在梁长变化和悬弧差的影响因素，加上在内侧，路线设置加宽段，通过直线内插计算，在大桩号桥台处，需加宽1.15 m。根据一般经验，已经不适合采用装配式桥梁方案。从路线加宽的角度考虑，现浇箱梁的可行性最高，但由于高差大，山体陡峭，支架现浇的条件不成熟，故而舍弃；而悬拼箱梁的工期太长，受制于本项目的工期，也不成为首选方案。

拱桥方案：桥梁高度较高，支架的附属的成本高，工期长。在路线总体方案方面，受制于路线后段的台地和隧道因素，本桥位段线位主要为服从于路线总体，需要利用地形进行展线和爬坡，路线线位较高。而本桥的桥台和路线前段的中桥桥台仅相隔12 m，且桥台位于山脊处，结合地形和地质条件，不宜设计为拱桥方案。

装配式方案：从高跨比的角度，最经济的方案为30 m或40 m。但由于桥位处地形条件也较差，自然纵坡达到8%～10%，交通极为不便，大型载重车无法到达施工现场，且现场没有条件设置预制场地。据当地施工单位介绍，仅20 m空心板结构的单片板勉强能通过运输工具到达施工现场。

综合考虑项目的实际情况，经多方论证，与项目业主、专家共同商议后，选择20 m空心板结构作为本桥梁设计的最终方案。

3 设计方案[2,3]

3.1 设计标准

1)标准桥面净宽：1×净8.50 m(规范为净8.0 m；考虑该道路为地方主要对外通道，重车较多，地方政府要求能适当考虑增加桥梁宽度以便老百姓通行，故全线桥面净宽同路基宽度)；本桥为变宽桥。

2)设计荷载：公路—Ⅱ级。

3)设计洪水频率：1/100。

4)区域内地震动参数：桥位区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期均为0.35 s。对应原地震基本烈度为小于6度，属工程场地较稳定地区，考虑简易防震设施。

3.2 桥型介绍

全桥共2联：5×20+20；上部结构采用预应力混凝土(后张)连续空心板；下部结构采用柱式墩，墩台采用桩基础。3号，4号桥墩采用墩梁固结。桥面变宽，前四跨等宽，第五跨自桩号K22+547.75开始左侧加宽(见图1)。

3.3 加宽问题

加宽变化段起始桩号位于第五跨跨中位置(K22+687.93)，根据线性内插计算，在5号桥墩处，内侧需加宽43.1 cm(见图2)。故第五跨前四跨的标准横断面采用本项目一般的空心板横断面，两侧悬臂长都是380 mm；第五跨从K22+684.93到5号墩顶，内侧边板悬臂长从380 mm渐变至630 mm。剩余的18.1 cm通过局部压缩标准横断面单侧富余的25 cm进行调整，整体满足二级公路的净宽8 m要求。在6号桥台处，需加宽1.15 m，在第六跨，整体多加一块板。由于本桥位于单向3%的纵坡上，为保证多加的一块板不出现滑落，桥的外侧边板不设置悬臂，内侧边板设置630的悬臂长度，保证第六跨的内侧边板与第五跨的内侧边板的主板结构有足够的交错距离。在内边板设置630悬臂的情况下，内侧的加宽和外侧的悬弧差，均小于路基单侧富余的25 cm净宽，均通过护栏对富余的净宽进行调整。

3.4 梁长变化问题

第六跨由于处于小半径曲线段，内外侧的单块板的板长变化值均超过20 cm的调整值，不能对板长进行简单的加长或缩短，本桥采用把6号桥台旋转5°来实现。调整后的板长均在20 cm的调整范围之内(见图3)。

3.5 旋转桥台后引起的空心板折线布置问题

通过总体布置，前五跨均可按直线布梁布置空心板，第六跨，为保证板长的调整，旋转桥台之后，空心板需在5号墩顶折线布置，以5号墩顶和6号桥台的中心线连线方向作为第六跨空心板的布置方向，在5号墩顶，于平面上会有锯齿形出现，并需要对5号桥墩进行加宽设计。

3.6 高墩的处理

根据一般桥梁布跨原则，本桥设置20 m跨径不甚合理，不可避免将会出现多个高墩，本桥最高桥墩已超过30 m，本桥在3号，4号桥墩采用固结。墩柱尺寸和配筋均有所加大。

3.7 后期维护

在近些年来，板式结构的后期维护出现了越来越多的问题，病害比较突出。由于本桥的特殊布置，加上本国道上超重车比较多，需要经常对本桥进行维护的检测，防止事故的发生。

4 结语

为加快推进施工标准化工作，提升现代工程管理水平，标准化设计这一前提工作已愈发重要。在设计的过程中，如何利用好通用图的既有指标，通过各种设计手段，经过设计人员的综合运用，满足相关规范，路线总体设计要求，施工条件或其他特定要求是设计人员值得去思考的问题。对于山区公路、高速公路互通范围内变宽桥，本文提出的设计思路均值得参考。

[1]交通部专家委员会.公路桥梁通用图.北京：人民交通出版社，2010.

[2]JTG B01—2014，公路工程技术标准.

[3]JTG D60—2004，公路桥涵设计通用规范.

[4]JTG H10—2009，公路养护技术规范.

Discussion about the design of assembled bridge

Liu Daming1Wang Binqiang2

(1.GuangdongProvince,GuangdongTrafficConstructionInvestmentCo.,Ltd,Guangzhou510101,China；2.WuhanMunicipalEngineeringDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Wuhan430023,China)

Through the Longshan of Hunan province, rock pond to Yongshun road(high secondary roads)a bridge design, detailed in a mountainous area highway, highway widening bridge how to make use of the ministry of transport in the design of prefabricated bridges general figure of the technical indicators, and how they are manifested in the bridge design process, in order to offer reference for the bridge design personnel.

prefabricated bridges, design, reference

1009-6825(2015)18-0189-02

2015-04-11

刘大明(1982- )，男，工程师

U442

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