中小跨徑橋梁設計

邱新琴，汪媛媛

(九江市公路管理局都昌分局，江西 九江 332600)

中小跨徑橋梁設計

邱新琴，汪媛媛

(九江市公路管理局都昌分局，江西 九江 332600)

隨著我國公路建設數量以及規模的不斷增加，其橋梁使用數量也相應增加，尤其是中小跨徑橋梁，人們對橋梁的施工以及使用質量提出更高的要求，這就需要設計人員在橋梁設計階段，綜合各方面的影響條件制定出高質量的設計方案。主要闡述了中小跨徑橋梁設計原則，并對中小跨徑橋梁上部構造以及下部構造的相關設計進行探討，然后對某省新建高速公路中小跨徑橋梁進行案例分析，以期為保障公路中小跨徑橋梁設計質量提供一定的參考。

公路；中小跨徑橋梁；設計

1 中小跨徑橋梁上部構造設計

1.1 結構選型

設計人員通常需要依據《公路橋梁通用圖》的相關要求，并結合不同的施工區域條件，根據對于裝配式主梁來說，其主要分為空心板、小箱梁以及T梁，上述這三種形式的主梁特點不同，其實際應用范圍也具有一定的差異性。通常空心板主要應用在不同形狀的彎、坡以及斜橋中，特別是高度限制較多的中小跨徑橋梁使用較多，這種主梁大多使用就地現澆施工方式，這樣既可以方便橋梁施工，同時也可以保障施工周期。當前我國大多數的20 m以下的中小跨徑橋梁使用空心板結構，但這種結構的缺點也較為明顯，如鉸鏈開裂、板底裂縫以及支座脫空等。而小箱梁的特點是跨越能力強、抗扭性能高、成本較低，其目前主要應用在軟土地區以及缺少路基土土源區。而這種主梁的缺點是腹板較薄，其預制以及吊裝技術要求高。T梁的特點是整體性能好、剛度相對較大以及跨越能力強，從而使得其施工簡便、工藝成熟、安全性和耐久性相對較高，但這種T梁的寬度較小，主要為預應力構件，這樣需使用的主梁片數相對較多，其在一定程度上增加橋梁的建造成本。

1.2 橋跨分聯設計

當設計人員選擇合適的主梁后，其需要參考橋梁跨徑、橋高以及縱坡等情況，設計出相應的橋梁結構體系，常用的橋梁結構有橋面連續、先簡支后結構連續以及先簡支后連續剛構等，同時還需結合跨徑以及墩高，從而確定適當的分聯長度以及位置。一般來說，單跨6～20 m可使用橋面連續，而20 m以上則要使用先簡支后結構連續。針對橋墩高度來說，其高度小于20 m，需使用結構連續，而高度超過20 m則要選用連續剛構體。

使用結構連續的橋梁，其分聯長度需要和橋跨長度進行匹配，如單孔20 m跨徑橋梁，分聯長度需小于100 m；單孔30 m跨徑橋梁，分聯長度應在100～180 m范圍內；單孔40 m跨徑橋梁，其實際分聯長度應保持在100～200 m。

當設計人員確定分聯長度后，其還需計算橋面延伸量，其主要為伸縮縫型號選擇提供參考。一般來說，橋梁總長度小于20 m，其需要使用橋面連續以及無縫伸縮縫；而橋梁總長度在20～40 m范圍內，則需采用橋面連續和D40型模數式伸縮縫；當其長度在40～100 m范圍內，設計人員只需選用D80型模數式伸縮縫即可。

2 中小跨徑橋梁下部構造設計

2.1 橋墩設計

一般來說，設計人員需要綜合主梁類型、結構體系、橋墩高度以及地形條件等因素選擇較為適當的橋墩形式以及尺寸，而橋墩類型主要包括矩形墩、圓柱墩、柱式墩以及尖端形墩等，其中雙圓柱墩來說，需要使得墩柱直徑達到受力要求，同一橋梁選擇1種或2種直徑較為合適。當墩高低于7 m時，一般無需使用地系梁，而墩高超過15 m則需安裝柱間系梁，其頂面標高縱坡應和橋面縱坡大體一致，而間距一般在12～15 m范圍內。通常地系梁設置在樁頂，這樣使得梁剛度和柱、樁剛度相互匹配。而斜坡地系梁主要布設在較高側樁的位置，這樣有效降低基礎開挖工程，并能適當保護周圍環境。

2.2 橋臺設計

橋臺設計階段，設計人員需要根據橋臺施工區域地形以及地質條件，制定出合理有效的設計方案，進而保障橋臺施工質量。通常地質條件較為穩定且填土高度小于8 m，設計人員可以使用U臺，而地質條件穩定性較差，并且易發生地質災害，此時需要使用組合式U臺接樁基礎形式。通常前墻高度小于5m，設計人員需建立10∶ 1的前墻放坡，當縱、橫坡地面相對平坦時，可以適當加設溜坡。橋頭填土高度小于3 m且跨徑較小時，設計人員可考慮使用樁柱式橋臺，而其高度在3～12 m范圍內則需使用肋板式橋臺，并且其承臺頂面宜可與地面相平，這樣可以大幅度降低肋板高度，并且有效減少土方開挖量。

3 案例分析

某橋是某省新建高速公路跨越鐵路的中小跨徑橋梁，其主要采用斜交正做以及錯幅布置的方式，并且使用預制架設施工方法，全橋一共5聯且孔跨布置為(4×40) m+(4-3×40) m預應力鋼筋混凝土簡支T梁，同時采用橋面連續方式，全橋分為左右幅，其中左幅橋長為811.42 m，而右幅為804.74 m。

3.1 上部結構設計

該橋梁上部結構孔主要使用8片40 m預應力混凝土簡支T梁，而主梁寬度為2.25 m，梁高為2.6 m，預制寬度中梁長度為1.9 m，邊梁長度是2.2 m，T梁之間使用37.5 cm的濕接縫。而預制T梁的預應力鋼束使用兩端對稱張拉方式，并且其材料為金屬波紋管。

3.2 下部構造設計

該橋梁的橋墩形式為矩形截面空心橋墩以及矩形板式橋墩，其中橋梁最高的橋墩使用矩形變截面空心墩，其高度為64.5 m且材質為C40混凝土，頂截面尺寸為2.0 m×10.0 m。同時橋墩內外縱向坡率保持在45∶ 1，這樣可以保證支座反力主要負擔在墩壁上，從而降低活載沖擊力對墩壁的不良影響。

4 結 語

綜上所述，公路中小跨徑橋梁設計是多種因素限制及系統化的工作，設計人員在實際橋梁設計階段需要掌握施工區域的具體特點，同時還需考慮建造成本、后期維護以及環境保護等方面的因素。設計人員還需大力使用和推廣行業新技術、新材料以及新工藝的應用，從而設計出高質量、高安全性、實用以及經濟的中小跨徑橋梁。

[1] 司萍. 中小跨徑混凝土斜拉橋的設計研究[D].長安大學,2013.

[2] 祝妍,杜柏松,占賢錢. 中小跨徑橋梁上部結構最優設計方案研究[J]. 華東公路,2013,(2).

[3] 馬赟. 中小跨徑簡支T形梁橋設計參數分析[D].長安大學,2014.

U442

C

1008-3383(2017)11-0098-01

2017-07-26

邱新琴(1981-)，女，助理工程師，研究方向：公路與橋梁。