高速公路中橋梁的常規設計方案分析

吳承華

(銅仁市公路勘察設計院)

1 相同標準跨徑下不同梁型的上部結構分析

在目前的建設施工環境條件下，裝配式橋梁結構的形式有較多種，主要是工字型組合梁、空心板梁、組合小箱梁以及預應力混凝土裝配式T梁等，在實際的工程應用中就需要結合工程需要以及環境條件來進行選擇。在工程建設的過程當中，往往很少選擇使用50 m跨徑的裝配式橋梁結構，這其中一個最為主要的原因就是因為這樣一種橋梁結構的使用會因其自身較大的自重、場地上的限制以及運輸上的困難而受到較大程度上的限制。16 m跨徑的裝配式結構在工程建設中一般用于中小型的橋梁或者是一些墩高小于10 m的橋梁，在工程建設的過程中，為避免工程難度的加大或者是工期上的延長，一般是盡可能避免橋梁結構形式上的不同。

我們在對不同跨徑不同主梁形式的上部結構進行比較分析以后發現三個方面的重要特點。

(1)20 m跨徑的裝配式T梁在實際的工程中應用并不多，這樣一種狀況出現的最根本原因就是其20 m跨徑的裝配式T梁自身的結構高、性價比不好，正是因為這樣，在近些年來大多數的橋梁工程建設中采用的都是裝配式的空心板梁或者是組合箱梁結構。裝配式空心板梁和組合式箱梁結構在橋梁工程建設中應用的優勢較為明顯，但還是存在一定的不足。空心板梁的優勢在于其重量輕且經濟性較好，但是由于其板梁之間進行的是橫向上的連接，因此整體的受力狀況就比較差，對于橋梁工程的安全性能難以加以保障;組合式箱梁結構的好處在于只要工藝本身有保證就能夠保證整個的施工吊裝不出現問題，除此之外，組合式箱梁結構的經濟指標都是要優于空心板梁的。因此，即便是組合式箱梁結構在重量上要比空心板梁大很多，但對于20 m跨徑的上部結構來說仍然是相對較好的選擇。

(2)在高速公路25 m跨徑或者是30 m跨徑的橋梁中，裝配式組合梁或者是T梁對于其上部結構來說都是相當不錯的結構工藝，這主要是因為這樣兩種結構工藝在長期的發展中已經基本上趨于成熟，因此施工過程能夠更加的簡便和快捷，在經濟指標上也會有更好的表現，在實際的應用中這樣兩種工藝也是得到了相當好的應用效果的。我們進一步的對這樣兩種工藝本身來進行比較，兩者在經濟指標上的差別并不大，但是T梁的施工工藝要明顯的優于裝配式組合梁，這是因為T梁的工藝本身更為成熟。在以往的全國橋梁病害普查檢測中也明顯的發現T梁的使用壽命較其他的橋梁長、養護和維修的要求較低且運行的效能相當理想。更重要的是T梁吊裝的重量也是要小于組合式箱梁結構的，綜合來看性價比就更高。綜上述分析，我們在25 m以及以上跨徑的橋梁上部結構中選用裝配式T梁為最佳。

(3)40 m跨徑裝配式結構中一般不采用組合式箱梁，這主要是因為組合式箱梁的自重吊裝重量過大，不利于常規的施工以及維修;而是采用施工工藝更為簡便且養護費用更加理想的T梁。

2 不同標準跨徑橋長、墩高、樁長橋型的方案比較

我們同樣是從兩個具體的立足點以及觀念來對不同標準跨徑橋長、墩高以及樁長的橋梁方案進行比較和選擇。

在這里我們結合丘陵區橋梁設計經驗以及橋梁高跨比的工程要求來進行說明和分析，一般情況下，在墩高小于40 m的時候柱式墩往往是最好的選擇，既能夠保證結構上的安全穩定又能夠保證其經濟上的有效合理，這樣一種選擇最本質的原因還是因為圓柱式墩工藝成熟穩定且施工簡便，進行滑模的時候速度比較快，且整個墩身與樁基能夠保持較好的連接狀態。

再者就是考慮到對于30 m左右跨徑的橋梁來說，其樁徑或者是柱徑往往也都在1.8 m左右，在這樣一種量化的標準和指標下我們就不難看出，橋梁自身所需要的剛度以及強度，普通的支撐體系是完全能夠保障的，因此并不需要進一步的采用墩梁的固結技術。但是上述討論在墩高大于40 m的時候就是完全不適用的，不能夠簡單的只是對樁徑和柱徑進行加大，而是需要采用抗彎性矩比較大的矩形空心墩來進行處理，將墩和梁進行固結來保證橋墩的安全和穩定，并有效改善橋墩本身的受力特性，這里所說受力特性的改善實際上就是使得墩頂和墩底能夠同時受彎，這樣就能夠形成良好的連續梁體系。經過相關方面的計算我們就可以看到，當橋墩本身比較高的時候，我們就可以按照穩定性以及剛度來進行控制和設計，墩頂位移量相對而言就比較大，為了保證整個結構的絕對安全，在橋梁跨徑大于30 m以后其上部結構就最好是采用先簡支后結構連續的梁，這樣即能夠提高橋梁自身的整體性，還能夠一定程度的增大行車的舒適度。

3 結論分析

(1)在一些淺、中丘地區的裝配式橋梁設計中，上部結構主要采用的還是20 m跨徑的裝配式預應力混凝土簡支箱梁結構、25 m跨徑的裝配式混凝土簡支T梁結構和30(40)m的裝配式預應力連續T梁結構;在一些墩高小于40 m的情況下，其下部結構的建設就可以選擇使用圓柱式的橋墩，還可以進一步的根據其實際的地質狀況來選擇擴大基礎或者是鉆孔樁基礎。在一些地形狀況較差的地區原則上選擇使用樁基礎，以避免開挖，這樣一種處理則主要是出于對于環境保護的考慮。(2)在橋梁結構本身的墩高大于30 m的時候，就最好是選擇采用先簡支后結構連續的橋梁形式，這樣一種設計和要求主要是能夠較大程度的提升橋梁自身的剛度并改善其受力狀況。(3)在進行橋梁設計與建設方案的擬定時，盡可能的保證在同一個橋梁的建設過程中選擇使用相同的跨徑，這樣能夠很大程度上簡化實際的施工過程，并在保證工程質量的情況下盡可能的縮短工期。

［1]黃勁.高速公路常規橋梁設計方案探討［J］.路基工程，2010，(4).

［2]公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTGD62-2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［3]邸小壇，周燕.混凝土結構的耐久性設計方法［J］.建筑科學，1997，(1).