海外项目中小跨径桥梁上部结构型式方案浅析

王立国

摘要：文章针对柬埔寨的公路桥梁建设项目，对中小跨径桥梁上部结构的选型方案进行分析，从造价、施工便宜性、运营期病害等角度，对空心板梁、矮T梁及小箱梁方案进行了阐述。空心板梁铰缝处是受力薄弱点，病害易发生，但是施工方便，造价经济，超载不严重情况下较适用;矮T梁病害较少，结构优良，做为一种新型的桥梁结构必将得到广泛应用;小箱梁是一种传统桥型，跨越能力突出，施工简洁，仍然是一种很好的桥梁结构。依照当地国情，选取适当的设计荷载，采用恰当的桥梁结构，是值得桥梁设计者深思的重要课题。

Abstract： This paper analyzes the selection plan of the upper structure of medium and small span bridges for highway bridge construction projects in Cambodia. From the perspectives of cost， construction cheapness， and disease during operation period， hollow slab beam， short T beam and small box girder program was elaborated. The hollow joint of the hollow slab beam is weak， and the disease is easy to occur， but the construction is convenient， the cost is economical， and the overload is not serious. The short T-beam has fewer diseases and good structure， and it is a new type of bridge structure. It will be widely used; the small box girder is a traditional bridge type with outstanding spanning ability and simple construction， and it is still a good bridge structure. According to the local conditions， choosing the appropriate design load and adopting the appropriate bridge structure are important topics that bridge designers should ponder.

關键词：上部结构选型;空心板;矮T梁;小箱梁;荷载;病害;造价

Key words： superstructure selection;hollow slab;short T beam;small box girder;load;disease;cost

中图分类号：U445                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）16-0109-03

0  引言

随着“一带一路”的提出，海外公路建设项目也迎来了一个快速发展的机遇期。目前，柬埔寨公路路网整体水平不高，尤其是农村地区的道路状况很差。根据柬埔寨公共工程部和农村发展部统计，全国现在主要有7条国道，以首都金边为中心向外辐射，路网全长约35810km，包括4700km的国道、6600km省级公路和24500km的乡村道路[1]。11号公路（见图1）、55号公路（见图2）、1551号公路、1577号公路、51号公路等已经完成的公路建设项目，桥梁跨径涵盖了13m、16m和20m。中小跨径桥梁在柬埔寨公路桥梁建设中占有十分重要的位置。

1  公路交通量及汽车荷载分析

柬埔寨位于东南亚中南半岛南部，国土总面积为18.1万平方公里，2011年全国人口1480.5万人，人口密度为81.8人/平方公里。2013年国内生产总值（GDP）为151.91亿美元，人均GDP为1036美元。

柬埔寨公路运输跟国内相比有一定差距，柬埔寨国道11号路与国内甘肃省G248的交通量预测对比如表1。

2  上部结构运营典型病害分析

中小跨径桥梁上部结构常见截面型式有空心板梁（见图3）、矮T梁（见图4）和小箱梁（见图5）。在国内公路桥梁的建设中，空心板梁和矮T梁常用于跨径13m、16m和20m，小箱梁常用于跨径20m。空心板梁和小箱梁做为传统桥型应用了多年，矮T梁桥近年来也得到了蓬勃发展。

空心板：①空心板梁主要受力行为是通过铰缝传递剪力，实现荷载在空心板梁之间的传递分配。成桥后桥面铺装的作用，铰缝实际不仅传递剪力，还能够承受一定的横向弯矩，在车辆荷载作用下，铰缝处于复杂的弯剪受力状态下而发生疲劳损伤，损伤的发展随着时间累积而产生裂缝，最终导致铰缝失效，单梁受力。铰缝破坏会伴随路面铺装出现纵向全长或较长裂缝，铰缝底部出现破损开裂，局部具有铰缝渗水现象。②板梁底板纵向裂缝，纵向裂缝基本上出现在底板最薄弱位置，如空腔的底部，且大都沿着底板预应力筋的方向进行开裂。纵向裂缝与板梁受力没有直接关系，主要与保护层构造和钢筋锈蚀等相关。③板梁底板横向裂缝，横向裂缝的分布主要出现在底板跨中位置，裂缝多由中间向两侧开展，一般具有跨中多、梁端少的特点。横向裂缝开展严重的，会延伸到腹板上，形成与底板贯穿的U型裂缝。横向裂缝一般是受力裂缝，主要是截面抗弯性能不足产生，与结构安全直接相关[2]。

小箱梁：①梁体縱向裂缝，底板预应力束分布引起的沿波纹管纵向裂缝;混凝土收缩、徐变、温差效应等均可能引起的梁体的裂缝。②湿接缝裂缝，以轻微病害为主，主要是施工结合面处理及混凝土龄期差等原因引起，不会影响结构使用安全，对结构耐久性有一定影响。③横隔板竖向裂缝，横隔板竖向开裂病害发生与运营时间及运营荷载水平相关，随着运营年限增加病害有进一步发展的趋势，影响局部构件的耐久性[3]。

矮T梁：①随着经济的发展，超载现象严重，使桥梁承载能力不能满足要求，在跨中及附近产生横向裂缝;由桥头跳车产生的冲击力使梁端附近产生竖向或斜向裂缝，并造成梁端的破坏。②由于翼缘板较薄，横向联系差，容易造成翼缘板被剪断。

3  上部结构造价对比

3.1 相同跨径相同结构型式造价对比

《公路桥梁通用图》（交通部专家委员会等编，2008，01）是根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）的桥梁设计荷载编制的，《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）实施后，中小跨径桥梁设计荷载显著提升，桥梁结构设计需要加强，《桥涵通用图》（广东省高速公路工程设计标准化，中交第一公路勘察设计研究院有限公司编）满足了新规范的要求。以这两部通用图为基础，对相同跨径相同桥型的上部结构造价进行了对比，阐述了新规范荷载提升后相应造价的变化（具体见表3，表4）。

3.2 相同跨径不同结构型式造价对比

为阐述各桥型在造价方面的优劣，以广东省通用图为基础对比了各种桥型的建筑安装费指标（见表5）。

通过造价分析，空心板梁较矮T梁、小箱梁在造价上有一定的优势，在柬埔寨目前的经济状况下，节约造价，开拓公路建设市场有很大的应用空间。

4  不同上部结构施工便宜性对比

柬埔寨重工业相对落后，交通不发达，桥梁施工手段受限，选择施工相对便宜的桥型相当重要。从施工角度，在以下几方面对三种桥型进行了对比（见表6）。

5  结语

随着中国经济的崛起，海外市场的开拓，必将深入的参与柬埔寨公路工程的建设，桥梁建设是公路工程的重要组成部分，桥型选择应符合柬埔寨的国情、当地的施工条件等要求。

①柬埔寨的交通量及重载车的比例较中国相对较小，当地无桥梁设计规范，若参照中国同等时期的规范荷载，结构安全性比较保守，造价有所提高，针对具体的当地项目，可适当的选择规范标准。

②空心板梁桥存在铰缝易损坏的缺点，可通过粘贴钢板、增加横向预应力等手段予以改善;同时，此种结构施工方便、造价低、梁高低等优点符合柬埔寨的国情特点，已完成的中小跨径桥梁应用空心板梁相当广泛。

③矮T梁可标准化施工、梁高低且可避免空心板的铰缝易损坏的缺点，但是造价相对较高，是国内近年来发展的一种新型桥梁结构，未得到长时间的运营养护的验证。目前，在柬埔寨公路桥梁建设的实践中还未应用矮T梁桥，但是，随着柬埔寨经济的发展及矮T梁结构的成熟，此种桥型的应用空间将非常广阔。

④小箱梁结构是一种成熟的结构型式，运营病害较少，但是造价相对较高，对施工吊装能力要求较高，适用于高等级道路且净空不受限的桥梁。目前，柬埔寨正在兴建的金边至西哈努克港高速公路应用了小箱梁结构，包括20m和25m的桥梁跨径。

参考文献：

[1]Statistical Yearbook of Cambodia 2017，National Institute of Statistics， Ministry of Planning.

[2]孟占领.空心板梁桥常见病害及性能保障技术研究[J].工程建设与设计，2017.

[3]李健.小箱梁结构在高等级公路中的应用发展及运营病害综述[J].公路交通科技，2015.