淺析我國常見的幾種橋式設計

摘要：改革開放以來，我國公路建設事業迅猛發展，尤其是高速公路建設，從無到有，現已建成8700km。作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到相應發展，跨越大江（河）、海峽（灣）的長大橋梁建設也相繼修建，一般公路和高等級公路上的中、小橋、立交橋，形式多樣，工程質量不斷提高，為公路運輸提供了安全、舒適的服務。

關鍵詞：橋式 設計

1 我國橋梁設計的種類

1.1 板式橋

板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構造簡單、受力明確，可以采用鋼筋混凝土和預應力混凝土結構；可做成實心和空心，就地現澆為適應各種形狀的彎、坡、斜橋，因此，一般公路、高等級公路和城市道路橋梁中，廣泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原區高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節省土方工程量。

1.2 梁式橋

梁式橋種類很多，也是公路橋梁中最常用的橋型，其跨越能力可從20m直到300m之間。

公路橋梁常用的梁式橋形式有：

按結構體系分為：簡支梁、懸臂梁、連續梁、T型剛構、連續剛構等。按截面型式分為：T型梁、箱型梁（或槽型梁）、衍架梁等。

梁式橋跨徑大小是技術水平的重要指標，一定程度上反映一個國家的工業、交通、橋梁設計和施工各方面的成就。

1.3 鋼筋混凝立拱橋

拱橋在我國有悠久歷史，屬我國傳統項目，也是大跨徑橋梁形式之一。我國公路上修建拱橋數量最多。石拱橋由于自重大，在料加工費時費工，大跨石拱橋修建少了。山區道路上的中、小橋涵，因地制宜，采用石拱橋（涵）還是合適的。大跨徑拱橋多采用鋼筋混凝土箱拱、勁性骨架拱和鋼管混凝土拱。

1.4 斜拉橋

斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。目前為止建成或正在施工的斜拉橋共有30余座，僅次于德國、日本，而居世界第三位。而大跨徑混凝土斜拉橋的數量已居世界第一。

1.5 懸索橋

懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說是跨千米以上橋梁的唯一橋型（從目前已建成橋梁來看說是唯一橋型）。但從發展趨勢上看，斜拉橋具有明顯優勢。但根據地形、地質條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以內，也可以同斜拉橋競爭。

2 板式橋的設計

實心板一般用于跨徑13m以下的板橋。因為板高較矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成鋼筋混凝土實心板，立模現澆或預制拼裝均可。

空心板用于等于或大于13m跨徑，一般采用先張或后張預應力混凝土結構。先張法用鋼絞線和冷拔鋼絲；后張法可用單根鋼絞線、多根鋼絞線群錨或扁錨，立模現澆或預制拼裝。成孔采用膠囊、折裝式模板或一次性成孔材料如預制薄壁混凝土管或其他材料。

預制裝配式板應特別注意加強板的橫向連接，保證板的整體性，如接縫處采用“剪力鍵”。為了保證橫向剪力傳遞，至少在跨中處要施加橫向預應力。

3 梁式橋的設計

3.1 簡支T型梁橋

T形梁采用鋼筋混凝土結構的已經很少了，從16m到50m跨徑，都是采用預制拼裝后張法預應力混凝土T形梁。預應力體系采用鋼絞線群錨，在工地預制，吊裝架設。

預應力混凝土T形梁有結構簡單，受力明確、節省材料、架設安裝方便，跨越能力較大等優點。其最大跨徑以不超過50m為宜，再加大跨徑不論從受力、構造、經濟上都不合理了。大于50m跨徑以選擇箱形截面為宜。

目前的預應力混凝土T形梁采用全預應力結構，預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，帶來橋面鋪裝加厚。為了改善這些缺點，建議預制時在臺座上設反拱，反拱值可采用預施應力后裸梁上拱值的1/2～2/3。

3.2 連續箱形梁橋

箱形截面能適應各種使用條件，特別適合于預應力混凝土連續梁橋、變寬度橋。因為嵌固在箱梁上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，并且腹板間距也能放大；箱梁有較大的抗扭剛度，因此，箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋；箱梁容許有最大細長度；應力值σg+p較低，重心軸不偏一邊，同T形梁相比徐變變形較小。

箱梁截面有單箱單室、單箱雙室（或多室），早期為矩形箱，逐漸發展成斜腰板的梯形箱。箱梁橋可以是變高度，也可以是等高度。從美觀上看，有較大主孔和邊孔的三跨箱梁橋，用變高度箱梁是較美觀的；多跨橋（三跨以上）用等高箱梁具有較好的外觀效果。

連續箱梁橋的施工方法多種多樣，只能因時因地，根據安全經濟、保證質量、降低造價、縮短工期等方面因素綜合考慮選擇。一般常用的方法有：立支架就地現澆、預制拼裝（可以整孔、分段串聯）、懸臂澆筑、頂推、用滑模逐跨現澆施工等。

預應力鋼束采用鋼絞線，可以分段或連續配束，一般采用大噸位群錨。為了減輕箱梁自重，可以采用體外預應力鋼束。

3.3 連續剛構橋

連續剛構可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構一連續梁體系。一聯內無縫，改善了行車條件；梁、墩固結，不設支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續剛構保持了T形剛構和連續梁的優點。

連續剛構橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉動的影響以及墩身偏壓柱的穩定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。

我國的預應力混凝土連續剛構橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用50～60號高標號混凝土和大噸位預應力鋼束。

4 鋼筋混凝立拱橋

鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國外，主要原因是受施工方法的限制。我國橋梁工作者都一直在探索，尋求安全、經濟、適用的方法。根據近年的實踐，常用的拱橋施工方法有：①主支架現澆；②預制梁段纜索吊裝；③預制塊件懸臂安裝；④半拱轉體法；⑤剛性或半剛性骨架法。

鋼筋混凝土拱橋自重較大，跨越能力比不上鋼拱橋，但是，因為鋼筋混凝土拱橋造價低，養護工作量小，抗風性能好等優點，仍被廣泛采用，特別是崇山峻嶺的我國西南地區。

5 斜拉橋式的設計

我國斜拉橋的主梁形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式；鋼梁以正交異性極鋼箱為主，也有邊箱中板式。

斜拉索仍以傳統的平行鍍鋅鋼絲、冷鑄錨頭為主。鋼絞線斜拉索目前在汕頭石大橋采用。鋼絞線用于斜拉索，無疑使施工操作簡單化，但外包PE的工藝還有待研究。

斜拉橋的施工方法：混凝土斜拉橋主要采用懸臂澆筑和預制拼裝；鋼箱和混合梁斜位橋的鋼箱采用正交異性板，工廠焊接成段，現場吊裝架設。鋼箱與鋼箱的連接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊結合。

隨著我國經濟發展，材料、機械、設備工業相應發展，這為我國修建大跨徑斜拉橋和懸索橋提供了有力保障。再加上廣大橋梁建設者的精心設計和施工，使我國建橋水平已躍身于世界先進行列。我國幅員遼闊，經濟發展水平參差不齊，經濟上總體水平不高，公路橋梁發展還是要著眼于量大、面廣的一般大、中橋，這類橋梁仍以預應力混凝土結構為主。