城市互通式立交桥梁设计探讨

郭钢江

摘    要：现如今，伴随着城市规模的不断扩大，车辆运行的频率越来越高，交通拥堵现象愈发严重。针对这种问题，通过建设互通式立交桥梁的方式，能够有效解决道路交匯与交通拥堵情况。本文将对城市互通式立交桥梁设计相关内容进行分析，以供参考。

关键词：互通式立交桥;设计;计算

1  引言

当前，城市交通式立交桥的设计关系到桥梁的设计和使用。针对互通式立交桥梁的设计思路及其实践分析进行研究，有着极大的必要性与现实意义。

2  互通式立交桥梁设计思路

2.1  城市立交方案的选择

第一，纵坡设计工作。立交的纵坡高度确定公式为：

H=Hg+hj+hs+E+a

式中：

H——上下层匝道交叉处的桥面高差;

Hg——下层匝道路面设计标准高度;

hj——行车净空;

hs——上层桥梁的结构高度;

E——被交道纵截面在该位置的外矩;a表示受城市立交的纵坡与横坡影响，应当调整的数值。

第二，桥面宽度设计工作。桥面宽度应当满足车流量需求，调整好行车道、护栏和安全距离的相关宽度数据，要按照规范的相关规定，明确桥梁宽度。一般情况下，立交桥梁的宽度往往同行车数量有关，倘若存在特殊状况，也可以进行适当调整。

第三，桥梁跨径设计工作。跨径大小根据跨越道路的宽度、交叉的角度决定。在设计桥梁跨径期间，为了节省成本，跨径尽量按照满足规范的最小跨径拟定。例如，跨越城市双向六车道高架时，设计人员可以考虑城市立交中央分隔带位置落墩，实现一边一孔跨越高架，以此缩短桥梁跨径，减小工程量，节省建设资金。但要调整路线线型，满足外倾当量的要求。该方式的缺点在于，在中央设置桥墩，会影响驾车人员的视野，不利于交通顺畅与桥梁美观。同时需调整路线线型，受到一定的条件限制。为此，如果桥梁方案为大跨径桥梁，不需要在中央区域设置桥墩。该方法既可以保证桥梁的承重功能，又能确保建筑美观简洁[1]。

2.2  上部结构形式的选择

桥梁结构种类较多，在保证桥面宽度与跨径的前提下，设计人员应当采用结构安全、耐久适用、环保经济的桥梁结构。常见上部结构分为三类。第一类是简支梁桥。该结构一般为预制结构，施工难度小，经济性较好，适合与跨径小于40m的桥梁方案中，此类结构应用最为广泛。然而该结构类型只适用于跨径较小的桥梁设计，此类结构随着跨径增大，跨中的弯矩就随之加大，梁的截面尺寸就会变大，从而增加施工难度。另外，简支梁桥需要建设桥墩盖梁，在跨径增大后，桥墩盖梁同样会变大，影响桥梁美观效果。第二类则是现浇连续梁桥。该结构类型适应于路线线型半径较小造成预制结构施工难度较大的情况，此类结构可以完美匹配线型。该类型的结构，往往是在中央位置建造主跨，两边各自建设一跨或两跨，来对正弯矩实施受力卸载，以此降低桥梁高度，节省建设资金。不过该方法结构较为复杂，还需要进行与主跨相关的预应力张拉工序，应用较为广泛。第三类属于变截面连续梁桥[2]。该结构的设计，吸取借鉴了前两种梁桥的优势，通过相邻跨的恒载与活载作用，保证负弯矩能够对邻跨中的正弯矩进行卸载，从而降低桥跨中的正弯矩。该设计方式，能够降低桥梁高度、节约资金材料，经济实用，优点众多，已被各个桥梁建筑单位广泛使用。

2.3  桥梁截面设计

一方面，要做好桥梁下部结构截面的设计工作。桥梁下部结构承接着上部压力，对于施工质量与安全性能要求较高。因而在设计期间，在保证承受力的基础上，要注重其轻巧美观，以桥墩的形式美观为主。桥墩种类多种多样，这其中桩柱式桥墩的截面形状种类较多，以圆形桥墩居多;空心式桥墩适应于墩高较高的情况，断面设计能够节省材料，但体积相对更大，因而应用范围较小，除此之外，还有重力式桥墩、薄壁式桥墩等类型。另一方面，要做好桥梁上部结构截面的设计工作。这其中包括预制空心板桥、T梁、小箱梁截面等设计类型，在多种类型中又以T型梁截面和箱形截面为主。T型梁截面，主要适用于跨径较小的桥梁结构设计，跨径幅度通常在20m及以下。根据桥面宽度计算出横向分布系数，参照桥面宽度、梁体的高度、翼缘板的尺寸，最终确定梁的预应力配筋率。针对跨径大于20m

3  互通立交桥梁总体计算

3.1  桥型的选择

设计立交桥时，必须首先确定桥面宽度。立交桥的宽度将根据当地政府的长期计划，根据当前和未来的道路交通预测以及道路两侧的护栏，立交桥的宽度等来确定。

城市立交的主要目的是将两条或更多直接连接到路面的困难道路合并。结果城市立交上的大多数现浇箱梁主要由弯曲的斜坡和其他特殊形状的结构组成。如果半径较大，可使用平面杆系统理论进行分析。如果半径很小，或者倾斜角大于10。的变化较大的箱形梁和分叉箱形梁需要使用网格法进行结构空间分析，以便更准确地分析不同位置的力状态并获得更准确的计算结果。在两条匝道的中央分隔区放置一个中心墩，并在匝道的两侧各留一个孔，可以有效减小桥梁的主跨径。桥墩通常安装在中间分隔区内，在两侧均设有钢筋混凝土防撞护栏，为桥墩提供了一定的保护。在实际操作中，首先使用杆系统软件执行梁的调整工作，然后在进行梁调整后，通过梁网格方法检查结构。对于没有中央分隔线或太小而无法放置的路段，可以使用常规方法，例如在城市道路上安装防撞墩或防撞墙。这使交通宽度变窄，造成交通拥堵，影响车道的平整度，并给汽车驾驶员带来不适感和心理压力。

3.2  主跨径的选择

随着城市立交的不断发展，高架道路的设计增加了更多的审美内涵，以适应交通压力。根据要求，设计人员努力匹配桥梁周围的自然环境。如果桥梁的主要跨度超过35m，则可以使用可变截面的弯曲梁，并且桥梁的结构将看起来更明亮，更美观。道路中间没有桥墩的连续长梁桥可提供较高的穿透力，宽广的视野和舒适的驾驶体验。大跨度连续梁桥的设计更适合于交通枢纽和拥挤的地区。确定城市立交的主要跨度后，应根据两侧路堤的高度和周围环境确定引桥的长度和桥梁的跨度。

通常，桥梁的每联联长为60m～150m，但是当每联长度越小时，全线立交会有更多伸缩缝，这不利于行车的舒适性和桥面防水。如果每联联长过长，则受温度或混凝土本身收缩徐变的顺桥向累积位移越大，所需的伸缩缝缝宽越大，结构的自然复杂性就越大。随着桥梁的顺桥向伸缩长度的增加，基座的水平向位移变化增加，这对基座的影响更大。可以合理地调整桥梁跨度的组合，并使桥梁的上部结构和下部结构的设计合理化。对于连续梁结构，桥梁的边梁跨度通常是主跨跨度的0.7倍。桥孔的这种布置简化了桥的结构，降低了桥的高度并节省了建造成本。

4  结束语

总之，要结合互通式立交桥梁的主要特点与实际情况，科学合理地制定设计思路与实践方法，以此提高建设效率，确保设计质量，保证桥梁的科学性与安全稳定，从而促进我国桥梁建设事业的健康稳定发展。

参考文献：

[1] 杨吕学.高架桥钢箱梁制作安装施工技术研究——以五河S306省道分离式立交桥为例[J].中国科技投资，2019（8）：31～32.

[2] 刘蒙.浅谈G108国道青白江段改扩建工程B段（大件路东绕线）上跨北环达成铁路立交桥＼"T构＼"施工技术[J].中国室内装饰装修天地，2019（10）：190～191.