市政常用跨徑橋梁上部結構設計探討

錢震

【摘 要】在市政橋梁建設中，要想保證橋梁結構的性能，減少病害情況的發生，就有必要提升橋梁上部結構的設計水平，在滿足規范要求的前提下，不斷優化橋梁上部結構設計，以確保橋梁的正常使用，提升城市交通水平。

【關鍵詞】市政橋梁；上部結構；城市交通

隨著經濟的快速發展，人們對于城市交通出行的要求越來越高，而傳統橋梁隨著時間的推移，出現例如裂縫、滲水、鋼筋銹蝕等病害，嚴重影響城市交通的發展。因此，為了更好的發揮城市交通對社會發展的巨大作用，我們必須優化橋梁設計，減少橋梁病害，使其更具耐久性及承載力。而上部結構作為橋梁的重要組成部分，其結構質量將直接影響交通的正常運行，所以必須重視橋梁上部結構優化設計。

一、橋梁上部結構設計重要性

橋梁上部結構除了直接承受永久荷載、可變活載和偶然荷載外，還會受到例如氣候環境等因素的影響，一旦上部結構設計存在問題，將會直接導致橋梁結構性能的下降，進而威脅車輛以及行人的通行安全。我們在橋梁上部結構設計時，需要結合多方面因素，運用合理的計算方式，對橋梁承載力進行準確計算，以增強橋梁上部結構設計的合理性，減少材料等方面的損耗，保證橋梁的耐久度和穩定性，確保行車安全。同時，在設計過程中，還要對存在的變量予以科學考量，以此加強承載力值設計的有效性，延長橋梁的使用壽命。

二、常用的跨徑混凝土梁截面形式

市政橋梁的設計是一個復雜的過程，我們需在現有橋梁結構理論的基礎上，結合實際情況選擇合理的優化處理方案，以保證橋梁的設計質量。在橋梁上部結構設計中，首先要確定主梁內容，對其跨徑以及截面各項指標進行分析和比較，選擇合適的材料和施工方案，這樣才能保證橋梁結構的各項能力，優化其使用性能。

目前市政橋梁施工建設中，常使用的橋梁多為梁式橋，梁式橋主要有受力體系明確、設計和施工技術成熟等優點，梁式橋的截面形式主要有板式、梁肋式和箱式這三種。板式截面主要分為實心板和空心板這兩種類別，實心板的結構和施工操作都較為簡單，但其自重較大，對材料的利用不太合理，其跨越能力有限（8米以下）；空心板一般由工廠對單個空心板進行預制，現場通過架梁機架設并通過橫向鉸縫進行連接，但是鉸縫的施工質量是直接關乎整個橋梁結構體系的受力，如果鉸縫出現問題就會出現單個空心板受力的情況，對于結構是及其不利的，而且跨徑超過20米選用空心板就不太經濟。梁肋式橋在市政中一般指的是T梁，T梁制作簡單，便于成批大量生產、梁體安裝方便、上部結構施工對地面交通影響較小，但橫向抗扭剛度小，整體性差，單個T梁穩定性不足，運輸特別是現場安裝時比較復雜，同時T梁建筑較高，在市政中特別是互通立交等有凈空限制的條件下對方案的設計提高一定難度，縱、橫梁密布，比較凌亂，景觀效果較差。

箱型截面的抗彎、抗扭剛度較強，能夠更好的提升橋梁結構的承載能力，常用的有小箱梁和大箱梁，小箱梁一般為裝配式橋梁，具有梁高較矮，施工速度快，適應范圍廣的特點，但其對施工工藝要求較高，箱式內模板安裝不易，且后期不宜檢修；大箱梁結構跨越能力強，對于等截面預應力混凝土連續箱梁，常規跨徑在25米～50米左右，能很好的滿足城市立交橋和高架橋的使用要求。大跨度箱梁常采用變截面連續梁，梁底采用拋物線或者圓弧線，線條優美、視覺通透，能很好的融入到城市周邊環境中去。同時跨中梁高較低，增大了橋下凈空，有利于縮短橋長。其缺點為：常采用支架施工，施工期間對地面交通有一定影響，造價也略高，當采用懸澆法施工時，對施工工藝要求較高，施工工期長，造價高。

三、常用的跨徑鋼梁截面形式

在早期時候，我國的鋼梁多用在鐵路橋中，如南京長江大橋等。隨著鋼材產量的增加以及鋼結構設計、施工技術的不斷完善，鋼橋也被用在市政橋梁的建設中。參考中國市政建設中的鋼梁橋主要有鋼板梁橋以及鋼箱梁橋兩種，鋼梁一般用于凈空限制、互通立交或者受力不太明確異形平面中，特別是對于小半徑但是需要大跨度橋梁的立交，在混凝土梁不滿足設計要求的情況下，鋼箱梁能完美的解決這個難題。相比較于混凝土梁，鋼箱梁具有建筑高度低、自重輕、施工快速、對環境影響小等優點，但鋼箱梁橋面鋪裝易出現病害且造價較高，后期的維護費用也較一般混凝土梁大，同時需要專門的設備進行運輸和吊裝，因此一般來說，在相同條件下優先選取混凝土梁橋。

由此可知，在橋梁建設中，可以結合橋梁截面自身的特征，在確保各項性能指標符合規范要求的基礎上，結合實際工況，綜合比較景觀、經濟等方面的因素按照相關要求實行優化設計。

四、結束語

綜上所述，市政常用跨徑橋梁與交通正常運行有著直接聯系，橋梁上部結構與橋梁耐久性、使用情況密切相關。隨著城市交通車流量的不斷增加，原有橋梁結構老化現象日益嚴重，如果不能對其進行及時的優化處理，將會直接影響城市交通發展水平，阻礙城市經濟的進步。對此，我國應該不斷解決市政橋梁建設中存在的不足之處，優化設計橋梁上部結構，減少橋梁維護過程中帶來的資金損耗，與此促進城市交通的良好發展，為城市可持續發展戰略的實施貢獻力量。

【參考文獻】

[1]FRP/RC橋梁上部結構體系試驗及優化[J]. 許交武.世界橋梁. 2011（02）

[2]深圳疏港路高架橋橋面鋪裝方案優化與設計[J]. 王民，陳云勇，沈秀華，盛興躍. 公路交通技術. 2011（01）

[3]陳穎懿.市政常用跨徑橋梁上部結構優化設計[J].中國建材科技，2014（S1）：76.

[4]楊欣然. 常用跨徑橋梁上部結構優化設計[D].河北工業大學，2004.