公路桥梁中大跨度桥梁设计研究

王亚洲

河南省城乡建筑设计院有限公司 河南郑州 450000

1 设计原则

对于大跨径桥梁，采用预应力混凝土连续梁、连续刚构等多种方案。在桥位基本确定以后，本着因地制宜，结合地质、水文、施工条件、景观协调等因素综合比选桥型方案，其主要原则是：①桥梁设计应按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则。②方案选择及布设除考虑结构本身的合理性外，还应注重与周围景观的协调。③桥梁必须服从于整体设计，其平、纵面与公路线形相融合。④桥梁方案选择应充分考虑施工场地、施工工艺及工期的要求，避免设计与施工脱节。⑤桥梁布孔和分联时，应充分考虑桥梁下部的刚度协调，以期达到最佳受力效果。同时要考虑平面影响，尽量使一联处于同一平曲线内。联长控制在150m以内[1]。

2 我国路桥设计对于道路早期损坏的影响分析

2.1 过渡段设计不合理

过渡段的设计是道路整体工程设计处理中较为核心的基本组成单元，而过渡段设计的不合理必然会给后续实际通行带来一定的障碍，这在当前道路早期应用中较为普遍。这类道路过渡段在设计上存在的缺陷主要是容易导致后续道路工程出现不均匀沉降问题，这样也必然会导致道路的行驶舒适度受损，也容易出现一些跳车威胁，给通行安全带来障碍，需要切实围绕道路设计工作进行详细分析。自然，这类过渡段的设计问题也常常与对地质环境的考虑不足有关，它很容易导致过渡段处理不当，并容易产生一些明显的沉降现象，造成道路的早期破坏。

2.2 结构设计存在问题

有效的整体结构设计必然也是路桥设计过程中极为核心的关键环节，而这种整体结构方面存在的设计问题，对于后续路面早期应用形成的威胁也是比较突出的。目前，公路桥梁结构设计的难度越来越大，特别是随着设计要求的提高，相应的结构设计也容易出现一些比较明显的问题，特别是承载力受损，很容易导致公路工程项目在后续应用中表现出不高的承载能力，难以形成理想的可靠运行条件。

3 公路桥梁设计中的优化措施

3.1 优化结构设计方案

开展路桥设计时，不仅要重视软土地基，而且要充分考虑路桥结构设计，以保证设计方案能满足路桥路面的要求。另外，还需要对路桥进行应力计算，从而作出科学合理的设计。若设计不合理，将导致路面出现开裂、移位等现象，从而使道路本身的承载力降低，使其在使用过程中产生安全事故，给人们的生命安全带来严重影响。道路表面出现裂缝时，其承受荷载的能力会受到破坏，对外界的压力也会不断降低。在道路出现裂缝时，混凝土的抗压强度就会大大降低。在持续使用一段时间后，裂缝还会随着外力的持续作用而逐渐增大，从而导致道路不能继续使用，一些损坏较严重的公路也会丧失其再利用价值，从而造成巨大的经济损失[2]。

3.2 做好过渡段设计优化

要有效地处理路桥设计中的过渡段，就必须着重结合整体工程项目的需要进行详细分析，以保证其具体道路工程项目的后续通行能在该区域形成较稳定的效果，减少各种可能的威胁干扰因素。因此，首先要做好地形勘察工作，然后才能制定较为合理的设计方案，确保过渡段具有理想的整体承载能力，在以后的长期使用过程中也能保证其稳定效果，对车辆通过时所带来的作用力及其他外部威胁也能形成较好的保护，有效解决可能发生的变形和断裂问题。

3.3 动态优化斜拉索或主缆

当前，在公路桥梁的设计和建造中，在大跨度桥梁的设计中出现了许多新的桥梁类型，例如全缆桥，长悬架混合动力系统等。这些新型桥具有共同的特征。即，它们全部由电缆支撑，并且桥面板相对柔性，从而使其成为柔性结构。在敷设电缆的过程中，由于外部激励会产生大的振动。例如，当有风和雨时，风和雨的振动现象，电缆和主梁之间的耦合振动导致电缆的数据共振和磁激励振动。但是，电缆的大范围振动很容易在电缆的固定端引起疲劳，从而缩短了电缆的使用寿命。如果情况严重，甚至可能威胁到桥梁的安全。因此，在大跨度桥梁的优化设计过程中应注意动力问题的设计[3]。

3.4 上部结构设计

桥梁上部结构设计，应结合桥梁具体情况，综合考虑其受力特点和经济性。太原绕城高速公路上的桥梁多为弯、坡、斜桥，交通运输和场地预制等条件较差，上部结构应尽量采用标准化、装配化设计，施工便利，节省造价。上部结构的选取原则上采用30m 跨径采用装配式预应力混凝土简支和连续 T 梁；40m 跨径采用装配式预应力混凝土简支和连续 T 梁。上部结构应严格按照上部计算结果进行设计，同时应注意区分不同路基宽度情况下主梁正弯矩钢束的差异。为加强结构的整体性和提高桥面铺装的耐久性，桥面铺装钢筋采用 D10带肋焊接钢筋。桥面防水材料采用防水粘结层，粘结力根据平面线性、路线纵坡的不同，采用不同指标的防水粘结层。

4 结语

在过去的工程实践中，防滑挡土墙被广泛使用，但是在一些项目的建设中，考虑到当地条件和项目的实际问题，决定使用更合理的防滑桩。与防滑挡土墙相比，防滑桩具有较强的防滑能力，易于施工，降低了施工成本。然而，在实际施工中，已经发现某些滑坡的推力太大，防滑桩不满足防滑要求，或者使用许多防滑桩既不经济也不合理。规划时，可以根据实际地质情况优化计划，使用带有多根锚索的防滑锉[4]。