高速公路常規橋梁方案模擬比選

曠 斌貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550001

高速公路常規橋梁方案模擬比選

曠 斌
貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550001

General Comparison and Selection of Bridge Type in Highway

本文就高速公路常規大橋橋型進行模擬比選，得出橋梁在一定條件下的經濟跨徑，以供參考。

高速公路；橋型方案比選

引言

隨著國家十一五計劃的實施，高速公路的建設迎來了新的發展機遇，橋梁作為高速公路的重大組成部分，其在高速公路建設成本的比例較大，橋梁造價的高低將對公路的造價產生重大的影響，目前高速公路橋梁力求標準化、裝配化，本文就常見橋型進行模擬比選，得出橋梁在一定條件下的經濟跨徑。選好了橋型方案，也就優化了公路的建設成本，必將產生重大的經濟效應。

就目前西南地區國家干線高速公路普遍采用的四車道高速公路而言，橋梁設計指標如下：汽車荷載：公路－I級，路基寬度整體式路基采用24.5m，分離式路基采用12.25m。主要采用的橋型有先簡支后結構連續T型梁橋、預應力砼空心板橋、預應力砼小箱梁橋等，常用的跨徑有20m、30m、35m、40m.

1.橋型方案比選

1.1 模擬比選條件

一般常規跨徑橋梁采用模擬比較方法，即采用相同橋長，相同平均墩高，不同跨徑進行上下部經濟、技術綜合比較，比選方法如下：

1.1.1 若項目區為山嶺重丘區高速公路，一般橋墩多介于20m～40m之間，少數橋梁墩高高達50m～60m，除相對高差大于70m以上而采用特殊大跨徑橋梁外，其余橋梁采用中小型跨徑梁板橋，這樣是相對經濟的；

1.1.2 橋梁較多，分布也較廣，結合一般橋梁的設計原則和設計經驗，可以通過對不同橋梁高跨比選擇不同跨徑進行技術經濟綜合比較，最后得出合理的橋型方案；

1.1.3 根據橋梁地形、地質及高跨比，進行數理統計分析，可以獲得不同墩高條件下，相對經濟合理的橋跨方案；

1.1.4 若項目地質條件相對較好，基巖埋深相對較淺，樁長一般在20m左右，而且樁長在同一橋跨范圍變動不大。這樣比選后各方案的優劣就更容易體現出來。

1.2 模擬方案比選

橋梁采用模擬方法，對不同的橋墩高度進行橋型比選。大致可將墩高分為15m＜H＜25m、25m＜H＜35m、35m＜H＜45m、H＞45m四種墩高范圍，上部結構分為20米預應力砼空心板、20米先簡支后結構連續T型梁橋、30米小箱梁、30米先簡支后結構連續T型梁橋、40米先簡支后結構連續T型梁橋、50米先簡支后結構連續T型梁橋進行比較。

1.2.1 模擬比較方案Ⅰ(墩高15m＜H＜25m)(表1)

表1 墩高15m＜H＜25m橋梁20米空心板、20米T梁、30米T梁經濟比較

1.2.2 模擬比較方案Ⅱ（墩高25m＜H＜35m）(表2)

1.2.3 模擬比較方案Ⅲ（墩高35m＜H＜45m）(表3)

1.2.4 模擬比較方案Ⅳ（墩高H＞45m）(表4)

2.模擬橋型方案比選結論

當平均墩高H≤25m時，在20米預應力混凝土空心板、20米預應力混凝土T梁、30米預應力混凝土T梁經濟比較中，20米預應力混凝土空心板造價相對較低，自重較輕，且20米預應力混凝土空心板運輸及安裝方便，綜合比較，20米預應力混凝土空心板具有明顯優勢，實際設計中一般采用20米預應力混凝土空心板。如工期比較短，也可采用20米預應力混凝土T梁。

當平均墩高25m＜H＜35m時，在30、40米預應力混凝土T梁與30米預應力混凝土小箱梁經濟比較中，30米預應力混凝土小箱梁造價相對較低，自重較輕，且30米預應力混凝土小箱梁運輸及安裝方便，綜合比較，30米預應力混凝土小箱梁具有明顯優勢，但從施工周期及方便模板周轉考慮，全線盡量統一橋梁上部結構形式，實際設計中一般采用30米預應力混凝土T梁。

當平均墩高35m＜H＜45m時，在30、40米預應力混凝土T梁經濟比較中，30米預應力混凝土T梁造價相對較低，自重較輕，且30米預應力混凝土T梁運輸及安裝方便，綜合比較，30米預應力混凝土T梁具有明顯優勢。

當平均墩高H＞45m時，在30m、40m及50m預應力混凝土T梁經濟比較中，40米預應力混凝土T梁造價相對較低，且40米預應力混凝土T梁運輸及安裝方便，綜合比較，40米預應力混凝土T梁具有明顯優勢。

總之，項目橋型方案的擬訂需通過經濟指標比較并綜合當地施工條件、地形地質條件確定，同時也應考慮當地高速公路建設特點等其他因素。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.018

表2 墩高25m＜H＜35m橋梁30米小箱梁、30米T梁、40米T梁經濟比較

表3 墩高35m＜H＜45m橋梁30米T梁、40米T梁經濟比較

表4 墩高H＞45m橋梁40米T梁、30米T梁、50米T梁經濟比較

曠 斌(1981—),男,工程師,2004年畢業于武漢大學土木工程專業,現從事橋梁設計研究工作。