談山區(qū)高速公路橋梁設計方案比選

王 燕 彭 劍

(石家莊美高公路工程咨詢有限公司，河北 石家莊 050000)

談山區(qū)高速公路橋梁設計方案比選

王 燕 彭 劍

(石家莊美高公路工程咨詢有限公司，河北 石家莊 050000)

結(jié)合河北省某高速公路工程實例，從設計合理、施工方便、經(jīng)濟適宜等角度入手，對山區(qū)高速公路高墩橋梁方案進行了比選，并依據(jù)實際條件給出了適合地形、地貌等條件的推薦方案，為類似工程設計積累了經(jīng)驗。

山區(qū)高速公路，高墩，大跨徑，鋼箱梁

1 概述

山區(qū)高速公路素來以地形復雜、設計施工較為困難著稱。受此影響，河北省山區(qū)高速公路橋梁布設常常有平面半徑小、縱坡較大、橋跨大、墩高變化大、同橋內(nèi)下部構(gòu)造形式多樣等特點。大跨度橋梁的設置，也往往影響到路線的布設和工程造價等方面。因此，在橋型比選方面，有很大的難度和復雜性，設計中，必須結(jié)合實際地形和地質(zhì)，協(xié)調(diào)好上部、下部的各個型式。以下以河北省某工程項目實例，淺談山區(qū)大跨度橋梁的方案比選。

2 示例工程

該橋梁平面分別位于緩和曲線(起始樁號：K96+609，終止樁號：K96+612.501，參數(shù)A：465.487，右偏)、圓曲線(起始樁號：K96+612.501，終止樁號：K96+944.701，半徑：1 280 m，右偏)、緩和曲線(起始樁號：K96+944.701，終止樁號：K97+113.981，參數(shù)A：465.487，右偏)和直線(起始樁號：K97+113.981，終止樁號：K97+277)上，橋面橫坡為雙向2%，縱斷面位于R=25 000 m的豎曲線上。如下為橋梁設計的兩個方案。

方案一：本橋全橋共5聯(lián)：40+(45+80+45)+4×40+(45+80+45)+3×40；主橋上部結(jié)構(gòu)采用(45+80+45)m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)采用雙肢實心墩或空心薄壁墩、鉆孔灌注樁基礎；引橋采用40 m預應力混凝土簡支T梁、40 m預應力混凝土連續(xù)T梁，下部結(jié)構(gòu)采用空心薄壁墩、柱式墩、鉆孔灌注樁基礎；橋臺為柱式臺、鉆孔灌注樁基礎。最大墩高約68 m(見圖1，圖2)。

方案二：全橋共5聯(lián)：40+(50+90+50)+4×40+(50+90+50)+2×40；主橋上部結(jié)構(gòu)采用(50+90+50)m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)采用雙肢實心墩或空心薄壁墩、鉆孔灌注樁基礎；引橋采用40 m預應力混凝土簡支T梁、40 m預應力混凝土連續(xù)T梁，下部結(jié)構(gòu)采用薄壁墩、柱式墩、鉆孔灌注樁基礎；橋臺為柱式臺、鉆孔灌注樁基礎，最大墩高約63 m(見圖3)。

如圖3所示，該橋所處位置為陡峭變化山體，需兩次跨越溝谷，無論是設計還是施工及后期監(jiān)控維護，均有很大困難，因此橋梁的設計方案尤為重要，無論是上部選擇還是下部構(gòu)造，既要處理好跨徑和墩高的關系，又要處理好上部構(gòu)造與平面曲線半徑的關系。

1)跨徑選擇：此橋橋高最高達73 m，主跨跨徑不小于80 m為宜。而配跨的選擇，則一方面考慮施工便利，減少橋墩數(shù)量，并能于施工中順利完成預制梁吊裝，均選取40 m跨徑的預制T梁，從而既能比現(xiàn)澆箱梁節(jié)約造價，又能減少橋墩數(shù)目，減少施工隱患。而40 m跨徑的預制T梁，也是山區(qū)高速中經(jīng)常選取的一種跨徑形式，施工技術較為成熟。

此橋方案一主跨為45+80+45連續(xù)剛構(gòu)，方案二主跨為50+90+50連續(xù)剛構(gòu)。采用連續(xù)剛構(gòu)的優(yōu)點是：行車平順、通暢、安全，可滿足交通運輸要求，且施工技術成熟，易保證工程質(zhì)量，橋下凈空大，可滿足通航要求，屬有推力體系，對地基要求比連續(xù)梁高。且由大跨徑跨過溝谷，一方面減少橋墩架設對環(huán)境的影響和施工作業(yè)的困難，另一方面也能節(jié)約經(jīng)濟。

采用方案一時，2號、3號、9號、10號橋墩為主跨橋墩，最高墩達68 m，而方案二中，2號、3號、9號、10號橋墩為主跨橋墩，最高墩達63 m。從墩高相比，相差不多，且兩種布設方案，均避免了主跨主墩位于溝底中心的情況，所以其受力影響相當，設計難易相當，只有經(jīng)濟造價相比，方案一更為經(jīng)濟，因此選擇方案一。

2)下部結(jié)構(gòu)形式選擇：因此橋為連續(xù)剛構(gòu)+T梁組合形式，橋墩高度在10 m～68 m之間存在多種高度，通常下部構(gòu)造的形式，可以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式及橋墩高度來選擇。較為常見的幾種下部構(gòu)造包括：柱式墩、空心薄壁墩、實心薄壁墩、雙薄壁墩等。柱式墩的優(yōu)點是能減輕墩身自重，節(jié)約圬工材料，施工簡便，比較美觀，適用于多種跨徑橋梁，尤其適用于平原區(qū)架橋。缺點是跨度不宜做的太大，一般小于13 m，墩高不宜過高，一般小于40 m，且在有漂流物和流速過大的河流中不宜采用。薄壁墩的優(yōu)點是：可以節(jié)省材料，減輕橋墩的自重，同時雙壁墩可以增加橋墩的剛度，減小主梁支點負彎矩，增加橋梁美觀，適合大跨度橋的建造。缺點是造價相對過高。所以本橋梁在主跨位置采用雙肢空心墩，其余高墩采用空心薄壁墩，低于35 m橋墩采用柱式墩，既滿足受力要求，又能夠在降低經(jīng)濟的情況下盡量美觀。

綜上，以方案一為推薦方案。

3 結(jié)語

山區(qū)高速公路，在設計方案選取上，不僅要結(jié)合平縱關系給出合理的設計方案，且要盡量減少工程造價、降低對環(huán)境的破壞，考慮施工方便也是尤為重要的一點。本文只從工程實例出發(fā)，提出自我認識，山區(qū)的高速公路大跨度橋梁的方案選取上，還需更多探討。

[1] JTJ D60—2004，公路橋涵設計通用規(guī)范[S].

[2] JTJ 041—2000，公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[3] JTG F10—2006，公路路基施工技術規(guī)范[S].

[4] JTG B01—2003，公路工程技術標準[S].

Comparison on mountainous highway bridge design schemes

Wang Yan Peng Jian

(ShijiazhuangMeigaoHighwayEngineeringConsultingCo.,Ltd,Shijiazhuang050000,China)

Combining with Hebei highway engineering example, starting from aspects of rational design, convenient construction and economic comfortability, the article compares mountainous highway high pier bridge schemes, and shows recommending schemes fitting morphology and topography, which has accumulated experience for similar engineering design.

mountainous highway, high pier, large-span diameter, steel box girder

2014-12-15

王 燕(1982- )，女，工程師； 彭 劍(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)06-0167-02

U442

A