高速公路桥梁的方案选择

2021-12-11李程旭

黑龙江交通科技 2021年11期

李程旭

(湖南华罡规划设计研究院有限公司，湖南长沙 410000)

为完善湖南省高速公路网，并促进湖南省“3+5”城市群的城际发展及“3+5”城市群的高速公路网建设，将湖南省白果至南岳(含衡山支线)高速公路纳入“十三五”规划的高速公路。在该项目建设中，桥梁方案的选择是一项重要工作，决定了后续桥梁施工及整个高速公路的使用。

1 桥型方案选择基本原则

该项目的主要技术指标如表1所示。在选择桥型方案的过程中，应注意以下各项基本原则。

(1)选择设计施工技术成熟且标准化程度较高的桥型，以保证桥梁的品质。

(2)通常情况下，常规桥梁主要考虑中小跨径。

(3)对施工合理性与可行性予以充分考虑。

(4)对环保和景观方面的要求引起高度重视，选择适宜的墩台形式。

表1 项目主要技术指标

2 常规桥型上部结构比选

在当前的高速公路工程中，应用频率较高的装配式结构包括以下几种：20 m及以下跨径空心板、20～40 m跨径T梁，不同结构的适用范围及优缺点均不同。

通过对现阶段应用相对较多的几种结构进行的经济技术比较可得，对于中小跨径桥梁，桥面连续预应力混凝土空心板桥具有明显的经济性优势，但它的跨径无法做到很大，梁板之间采用铰接的方式相连，采用桥面连续结构，整体性相对较差，这会对行车舒适性造成影响；另外，梁板的厚度很薄，刚度小，后期容易产生病害；在运营过程中，养护工作量相对较大。该项目只在互通区需对既有桥梁进行加宽时，为了使结构达到统一而使用这种结构。

对于20～40 m跨径桥梁，预制小箱梁的经济性好，但单个梁板的吊装重量很大，对施工有很高的要求；预制T梁的施工工艺比较简单，在曲线上对边梁的调节相对方便，在半径较小的平曲线上有良好适应性，可见，T梁的经济性与适用性均较好。基于此，该项目主线桥推荐采用该结构。对于上部跨径取值，主要根据桥梁的平均墩高进行控制。

(1)当墩高在15 m以内时，建议选择20 m先简支后结构连续T梁；

(2)当墩高在15～30 m范围内时，建议选择30 m先简支后结构连续T梁；

(3)当墩高超过30 m时，建议选择40 m先简支后结构连续T梁。

此外，由于低山丘陵区中的施工条件比较困难，场地狭窄，对于50 mT梁，考虑到其吊装重量很大，而且在张拉过程中梁体容易侧挠，故不推荐采用该方案。桥梁上部结构比选结果如表2所示。

经综合比较，在不会增加过多造价的基础上，该项目初步设计将上部结构方案确定为T梁。

表2 桥梁上部结构型式比较

3 互通立交桥梁上部选型

当墩高相对较低、半径较小或桥面宽度变大的立交桥梁，通常采用的是现浇连续箱梁，这样不仅美观，而且能与平面线形良好适应，此外还能减少预制场地面积，无需采用大型吊装设备。当桥梁从峡谷或深沟中跨越时，因墩高相对较大，施工中需采用支架法，而且支架的数量比较庞大，汛期有很大的安全隐患，上部结构通常采用移动模架进行施工，但这样需要投入很多设备，施工难度很大，对精度提出了严格要求，使工期增加，所以针对这种桥梁，在设计环节应尽可能不选择预应力混凝土现浇连续箱梁，用于减少投入并缩短工期。对于需要在已有高速公路上跨越的匝道桥，为了能和高速公路远景规划相适应，建议选择大跨径钢箱梁。

4 连续T梁桥下部结构选型与尺寸拟定

该项目的桥墩为柱式墩，桥台为肋板式台与柱式台。对于柱式墩，其自重较轻，能节省材料，而且造型美观，施工相对方便。对于桥墩基础，以桩基础为主，在一座桥梁中，桩径和柱径的尺寸应达到统一，这样能为施工带来很大的方便。在桥梁设计工作中，还应充分考虑地形可能对基础形式造成的影响；当地形较为陡峭时，为了减少开挖对植被及山体造成的破坏，防止坡面失稳，即便地质条件良好，也应使用桩基础。柱式墩的尺寸选择需要考虑桥梁跨径和墩高，具体如表3所示。