简析道路桥梁工程中的互通立交桥梁设计要点

马祥超 高野

摘 要：随着城市化建设的快速推进，促进了道路桥梁交通工程建设的发展，使得互通立交桥梁建设项目日渐增多。道路桥梁工程中的互通立交桥梁设计除要求有丰富的桥梁设计经验、扎实的理论基础外，还需要一个统筹思考的思维角度。基于此，本文概述了互通立交桥梁，简述了互通立交桥梁合理设计的重要性，对道路桥梁工程中的互通立交桥梁设计要点进行了简要分析。

关键词：互通立交桥梁；合理设计；重要性；道路桥梁工程；设计要点

一、互通立交桥梁的概述

互通立交桥梁和一般桥梁既有相同，又存在不同。相同之处在于都有着跨越山川河谷等自然障碍的功能。不同之处在于一般桥梁都是只有一条线贯穿，工程范围较小，对于设计的要求不多。而互通立交桥梁要涉及的工程范围较大，而且多条线之间的联系贯通需要设计到许多类型桥梁的设计，同一条桥梁之间的线型组合等，都是一个比较繁复过程，这就要求设计者根据地形、气候和技术水平进行合理的设计，使桥的结构整体达到协调，桥的整体性能优良，切实解决交通拥堵的问题。

二、互通立交桥梁合理设计的重要性

为了充分发挥互通立交桥梁的作用，互通立交桥梁合理设计对互通立交桥梁的结构受力合理、控制桥梁造价以及提高整个互通立交桥梁安全运行均有重要影响。随着公路工程建设的不断发展，立交桥梁设计除了考虑其经济效益外，越来越多地考虑到其结构轻巧、造型美观、便于制造等方面。而更高、更新的要求是更人性化的设计，设计时更多地考虑立交桥梁建成后道路使用者的安全需要，使其具有舒适的感觉，因此必须加强互通立交桥梁的合理设计。

三、道路桥梁工程中的互通立交桥梁设计要点分析

1、互通立交桥梁的地形设计要点分析。互通立交桥梁设计需要充分考虑各种地形因素。一是道路桥梁工程中的互通立交桥梁设计，要对建设现场的地形地貌和建筑物的分布有详细的了解，并分析建筑物是否能拆除，还要考虑到是否会影响到地下现有管道，如影响到应如何进行处理等。二是要考虑到桥型的建设是否会影响到城市的整体布局，避免造成影响城市建筑布局，以及造成环境污染等。三是互通立交桥梁的野外建设必然会影响到原有山川原野的河流走向和坡度，因此在设计中要尽量对完工后的自然地貌进行还原，对已经被破坏的自然植被进行梳理。四是要详细了解当地的人文环境的状况，将当地的长远建设规划和互通立交桥梁自身的设计结合起来，使互通立交桥梁和当地的自然环境和人文环境相协调。

2、互通立交桥梁的结构设计要点分析。互通立交桥梁结构有很多种，在桥面宽度和跨径都确定的情况下，要选择造型美观和经济适用的桥梁结构。一种是简支梁桥。这种桥梁结构外形比较简单，容易施工，产生的施工费用较少，而且适用于地基较差的桥位进行建桥，因此被广泛地应用。但是这种桥梁结构重要是用于跨径比较小的桥梁设计当中，当桥梁的跨径逐步增大时，跨中的恒载和活载弯矩按几何速度增加，结构尺寸迅速增大，如果跨径超过25m时，施工的难度就变得很大，也会影响到桥梁建筑的美观，而且简支梁结构要设置桥墩盖梁，当跨径很大时，桥墩盖梁也会变得很大，会影响到桥形的美观。尽管如此，简支梁桥在桥梁结构设计建设中出现的还是比较多的。另一种是悬臂梁桥。这种桥梁结构是简支梁桥的变体，主要是将简支梁桥的梁体经过技术的处理进行加长。因为简支梁桥的过长导致梁体的正弯矩受力过重，施工难度增大，而悬臂梁桥则是在中间设置主跨，两头分别设置一跨对正弯矩进行受力卸载，这样可以降低桥梁的高度，节约工程成本，但是又增加和主跨的桥脚等工序，因此很少被采用。最后一种是连续梁桥。这种桥梁结构的设计综合了简支梁桥和悬臂梁桥的优点，利用相临跨的恒载或活载作用，使支点产生负弯矩对邻跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用，使桥跨中的正弯矩比相同跨径的简支结构的正弯矩显著减小。从而可以减少桥梁的建筑高度，节省建筑材料，降低工程造价，因此被应用于桥梁结构设计和建造最广泛。

3、互通立交桥梁的截面设计要点分析。互通立交桥梁结构截面设计具体体现在：（1）互通立交桥梁的下部结构截面设计要点分析。桥梁的下部结构截面的设计主要是要突出它承受力的性能和美学的特性。由于它承接着上部的压力，又将压力转接到下部基础部分。所以在设计时在受力性能可靠的情况下，要讲究它的轻巧美观，它主要是桥墩的形式出现。桥墩一般分为重力式桥墩、空心式桥墩、桩柱式桥墩、柱式墩、薄壁式桥墩、其他造型的桥墩等。重力式桥墩的截面有很多种，如圆形、方形、多边形等，它主要靠自身的重力还平衡外力。空心是桥墩是重力式桥墩的简化版，为了节省材料，一般都做得很大，很少被采用。（2）互通立交桥梁的上部结构截面设计要点分析。桥梁的上部结构截面主要有预制板桥、T梁和空心板截面等截面设计的类型，文章主要论述空心板截面和箱形截面。空心板截面主要是针对跨径比较小的桥梁结构进行的设计，一般在20m以下的跨径可以用此截面设计。根据桥面宽度、梁体高度的不同，结合翼缘板的大小，合理确定圆孔的大小，有时也采用椭圆孔。这种设计能满足跨径较小的桥梁的受力程度，降低了桥梁的高度，节约了成本，降低了工程造价。对于跨径较大的桥梁结构，要使用到箱形截面。箱形截面的闭合薄壁截面抗扭刚度大，对弯桥和悬臂施工的梁有利，其顶板和底板的面积较大，能够很好地承受正负弯矩，工程造价也很低，被普遍采用。

4、互通立交桥梁的匝道设计要点分析。主要表现为：（1）匝道平曲线半径设计要点分析。匝道圆曲线半径的大小，在考虑立交形式、用地规模以及拆迁数量和造价等条件下，还应当与设计速度、超高横坡度以及行车安全和舒适性的情况下，为了保证曲率的缓和过渡以及上下主线的展线长度要求，应采用较大的圆曲线半径和较小的超高横坡度以及足够的匝道长度。（2）匝道纵坡设计要点分析。匝道的纵坡长度应定为车流分合流端部之间的长度。分合流段前后的变速车道部分，不应该同匝道纵坡相同，尤其是在匝道技术指标明显低于主线技术指标时，否则，在变速车道，设计行车速度下降，匝道的平曲线半径小，横向力系数变大，车辆的舒适性和安全性都会大大降低；并且超高横坡使得排水问题处理也有难度。而随主线的纵坡、横坡变化，分合流段前后的变速车道部分与之相同。应将主线为平曲线且有超高的外侧变速车道做成向外的横坡，同时根据變速车道形式向超高过渡。直接式车道在变速车道全长范围内过渡，平行式车道在端部至匝道与主线相交点范围内过渡。（3）缓和曲线设计要点分析。为了满足汽车行驶力学和线形流畅的要求，将缓和曲线设置在曲率变化较大的地方。缓和曲线一般采用回旋线，并且回旋线的参数、长度以及相邻回旋线参数比值要符合规范要求。

结束语

综上所述，为了适应城市化建设发展的需要，使得互通立交桥梁建设不断增多，为了充分发挥其作用，在道路桥梁工程中，互通立交桥梁设计需要根据地形、地质基础、自然条件和人文条件等实际情况进行科学设计，从而满足人们出行需要。

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