高速公路常规结构桥梁设计分析

杨振祥，张忠文(江西省赣南公路勘察设计院,江西 赣州341000)

高速公路常规结构桥梁设计分析

杨振祥，张忠文
(江西省赣南公路勘察设计院,江西 赣州341000)

随着我国经济的发展，交通事业也取得了一定的发展，在快节奏的今天，人们对于高速公路建设的重视力度越来越大，怎样去做好公路工程项目设计，这是业内人士关注的重点。论文将高速公路常规结构桥梁设计作为切入点，分析其在设计过程中需要重视的问题，以供同行参考。

高速；公路；桥梁；结构；设计；分析

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.016

1　引言

常规桥型，是高速公路建设过程中比较常见的一种桥型，占据桥型的首要位置的应当数标准化桥型与装配化桥型。而桥梁结构对于建设项目的安全性，造价等方面都有着重要的影响。本文综合作者实际设计经验，分析了常规桥梁设计存在的问题。

2　设计关键点

2.1完善前期考察工作

在高速公路桥梁设计之前，要做好各种资料的整理完善工作。当处于条件允许的环境下，设计人员需要到现场考察。由于高速公路桥梁的设计与施工，受到实际地形与地貌等方面的影响，故而在实际设计阶段，不能马虎大意，否则一旦出现问题将导致很严重的后果。

2.2采用灵活的方式进行设计

高速公路的施工场地往往是以山区为主，因此与地面的高低变化是有一定关联，材料与机械在运输过程中也会受到地形的影响，另外，施工也会受到来自各方面环境条件的干扰，因此，在开展施工计划阶段中，要根据实际的情况进行[1]。

3　桥梁设计的原则

3.1一般原则

在进行高速公路桥梁设计时，往往会选跨度直径比较宽的桥梁，并且会选取预应力混凝土连续梁以及钢筋梁等连续构件，在实际设计过程中，初步确定桥位后，设计人员需要综合地理位置、施工环境、地质特征等因素，选择桥梁建造类型。在这个过程中需要遵循的原则有如下几点：

1）相关基数必须符合桥梁的建设标准，然后再对桥梁的本身进行科学合理的构建。需要重视桥墩与桥跨之间的比例问题，需要控制好桥梁与周围环境形成良好的协调状态。

2）在满足成本控制的前提下，做好桥梁设计的合理构造，测量行驶速度以及桥梁承载力。满足这些条件之后，再选择施工工艺。在施工过程中需要保证施工标准化、结构标准化，进而保证工程项目有序开展。

3.2设计准则

设计原则遵循的是由上至下的设计方式，在此过程中，需要重视主梁、伸缩缝、搭板等各个方面的结构问题，另外下部结构的设计需要重视桥墩、桥台等方面的设计问题。

4　上部结构设计

通常情况下，预制先张预应力空心板、后张预应力空心板和其他配件是组成桥梁上部结构的重要构建。在主线位置、立交匝道上区域位置以及3孔以上或者是桥长度大于40m的桥梁中，在适应T梁或是小梁结构时，需要对其进行支撑，在支撑完成后再进行上部连续构件的构造。

桥梁的上部结构使用预制先张预应力混凝土空心板，把桥面连接在一起是也是一个非常有效的举措。通常情况下，空心板边缘最大的限度距离小于0.75cm,假如桥面加宽，板翼也需要随着加宽，加宽的距离可以大于0.75cm,随着距离加宽，钢筋的数量也需要加大，特别是在板翼相互连接的位置必须重点增加钢筋数量。与此同时，在桥面加宽的过程中，板的数量也会变多，因此需要针对实际情况选择铺设方法，采用从内到外的方式进行铺设，所有的板块都需要一致对外，并且铺设的板块材料采用的都是空心板，在铺设过程中需要合理控制宽度，改变桥宽时不能影响到缝宽。

另一方面，在连续箱梁建设过程中，梁高采用的是等截面连续梁进行操作，其规格为：L/15m～L/25m；变截面连续箱梁为中墩支点L/15m～L/25m，跨中或边支点L/25m～L/40m；同时，需要充分考虑箱梁中模板的构造要求，其中连续箱梁中的小高粱不能小于1.3m。连续箱梁翼缘臂长度不能小于3m，当小于2.5m以上，就需要设置横向预应力钢筋；悬臂翼缘板尺寸一般情况下大于3m，需要特别重视板下缘处各方面钢筋的比例，箱梁翼的边沿悬臂边厚不能低于14cm，悬臂边厚为18cm。把悬臂分成5份或7份，其悬臂头部厚可取悬臂5份或7份之中的1份宽作为厚度。连续箱梁顶、底板厚度：这两部分的厚度及板跨越平面距离的比例要大于1:30，总厚度要超过20cm。要考虑普通钢筋及预应力钢筋和保护层的相应标准，经过运算，得出在原材料不使用钢筋的时候，要小于250mm。预应力连续梁箱梁端横隔梁头0.2m以内的横梁钢筋长度不大于1.6cm[2，3]。

此外，桥通道上部结构，其采用的是现浇实心板。横桥需要向板端设置翼缘，其长度的设置需要结合实际的情况而定。如果桥梁自身的桥台高度超过了6m，那么在设计过程中，可以将其设计成暗桥，暗桥混凝土的搅板可以使用型号为C30的混凝土进行施工。

5　下方构架设计

5.1桥墩设计

相对于普通的结构桥梁而言，一般使用柱式墩身上盖梁的框架式体系比较合适。当桥梁的斜角度小于20毅时，可以采用双柱桥墩；当其角度大于20毅时，则采用3柱式桥墩。

5.2桥台设计

一般情况下，比较常用的桥台有：重力式U型、桩柱型以及肋板式台型。其中重力式U型台型使用最为广泛。根据《公路桥涵设计手册——墩台与基础(第二版)》台型设计规定，该台型适用于填土范围在4～10m范围。基于此，其高度控制需要维持在10m最为理想[4]。

横向陡坡与纵向陡坡是桥梁的主要特征，在设计阶段，为了能够充分利用地形，需控制开挖力度，节约挖方量。以桩柱式桥台为例，其自身具有强度不高、受力性差等缺点，在实际设计过程中，台后的填土范围需要控制在5m之内，不能填土过高，联长的距离应控制在150m之内。对于以上几种桥台而言，埋置式桥台使用的方位更加广泛，其填土的高度能够结合实际情况而定，但是一般情况下填土的高度往往在12m内即可[5]。

5.3基础设计与要点

一般情况下，在完成上部结构设计后就需要进行下部结构设计，而无论对于哪种结构物而言，它的设计必须充分考虑到地基的情况。因此，在进行设计的过程中，设计人员需要全面掌握桥梁结构的专业知识，深入了解各种地形地貌特征。一般情况下，高速公路的桥梁基本上处在山区，其地理位置与地貌呈现多样化，对桥梁的基础设计产生一定的影响，再加上地质中有黄土、冻土等恶劣地质条件存在，这些影响因素在一定程度上给基础设计增加复杂性。设计人员在设计的过程中需要将环保理念作为设计的基础原则，在设计中尽量避免对环境的破坏，需要因地制宜地选择优良的基础结构形式。

钻孔基础与扩大基础是高速公路桥梁中的基础方式：

1）桩基础，需要在满足公路桥梁的地基与基础设计规范的响应指标之内，还需要在陡坡的安全距离中设定深度大于3倍的桩径。另外，位置处于熔岩地区中，桩径的穿透形式则采用穿透熔洞的方式。

2）扩大基础，在满足抗滑移与抗倾斜的基础上，需要明确其承受能力以及埋置方面的相关要求。对于基础的安全，在基础边缘中5m的距离是适当的距离，一般情况下不能低于这个距离。

6　结语

综上所述，在设计的过程中，作为一个合格的设计人员需要不断地丰富自我的专业知识以及实践理论知识，需要做好各种桥梁设计研究工作，并对桥梁的设计方案提出合理建议，从而保证高速公路设计具备可行性。

【1】陶真林，曾诚.单箱单室宽箱梁空间受力分析[J].公路与汽运，2008(3)：156-158.

【2】李旭，林晶，虞建成.连续宽箱梁桥活载正应力增大系数研究[J].苏州科技学院学报，2010（4）：35-39.

【3】曹海顺，洪国治.宽箱梁荷载横向分布的探讨[J].结构工程师，2005（2）：39-42.

【4】陆光闾，曹中银，等.城市高架弧形底宽箱梁桥横向效应分析[J]．中国市政工程，2004（4）：17-20.

【5】叶益军，王银辉，陈旭丹，等.偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析[J].交通标准化，2014，42(2)：1-4.

Designand Analysisof HighwayConventionalStructure Bridge

YANG Zhen-xiang,ZHANG Zhong-wen
（JiangxiGannanHighwaySurveyandDesign Institute,Ganzhou341000，China）

W ith thecontinuousdevelopmentoftheeconomyofourcountry,theconstructionof transportationhasalsobeenacertain degreeofdevelopment,today in the fastpaceofdevelopment,people forhighway constructionefforts to theattentionmoreandmore. How to do a good job in the part of road engineering project design,this is also the industry to pay close attention to a problem.The conventionalstructuredesignofExpressway Bridgeas thepointof tangency,analyzestheproblemsin thedesign processneeds to pay attention to the,tocolleaguesforreference.

highspeed;highway;bridge；structure;design;analysis

U442.5

A

1007-9467（2016）11-0063-03

杨振详（1984～），男，江西大余人，工程师，从事公路桥梁设计与研究。

2016-04-21