簡析道路橋梁工程中的互通立交橋梁設計要點

馬祥超 高野

摘 要：隨著城市化建設的快速推進，促進了道路橋梁交通工程建設的發展，使得互通立交橋梁建設項目日漸增多。道路橋梁工程中的互通立交橋梁設計除要求有豐富的橋梁設計經驗、扎實的理論基礎外，還需要一個統籌思考的思維角度。基于此，本文概述了互通立交橋梁，簡述了互通立交橋梁合理設計的重要性，對道路橋梁工程中的互通立交橋梁設計要點進行了簡要分析。

關鍵詞：互通立交橋梁；合理設計；重要性；道路橋梁工程；設計要點

一、互通立交橋梁的概述

互通立交橋梁和一般橋梁既有相同，又存在不同。相同之處在于都有著跨越山川河谷等自然障礙的功能。不同之處在于一般橋梁都是只有一條線貫穿，工程范圍較小，對于設計的要求不多。而互通立交橋梁要涉及的工程范圍較大，而且多條線之間的聯系貫通需要設計到許多類型橋梁的設計，同一條橋梁之間的線型組合等，都是一個比較繁復過程，這就要求設計者根據地形、氣候和技術水平進行合理的設計，使橋的結構整體達到協調，橋的整體性能優良，切實解決交通擁堵的問題。

二、互通立交橋梁合理設計的重要性

為了充分發揮互通立交橋梁的作用，互通立交橋梁合理設計對互通立交橋梁的結構受力合理、控制橋梁造價以及提高整個互通立交橋梁安全運行均有重要影響。隨著公路工程建設的不斷發展，立交橋梁設計除了考慮其經濟效益外，越來越多地考慮到其結構輕巧、造型美觀、便于制造等方面。而更高、更新的要求是更人性化的設計，設計時更多地考慮立交橋梁建成后道路使用者的安全需要，使其具有舒適的感覺，因此必須加強互通立交橋梁的合理設計。

三、道路橋梁工程中的互通立交橋梁設計要點分析

1、互通立交橋梁的地形設計要點分析。互通立交橋梁設計需要充分考慮各種地形因素。一是道路橋梁工程中的互通立交橋梁設計，要對建設現場的地形地貌和建筑物的分布有詳細的了解，并分析建筑物是否能拆除，還要考慮到是否會影響到地下現有管道，如影響到應如何進行處理等。二是要考慮到橋型的建設是否會影響到城市的整體布局，避免造成影響城市建筑布局，以及造成環境污染等。三是互通立交橋梁的野外建設必然會影響到原有山川原野的河流走向和坡度，因此在設計中要盡量對完工后的自然地貌進行還原，對已經被破壞的自然植被進行梳理。四是要詳細了解當地的人文環境的狀況，將當地的長遠建設規劃和互通立交橋梁自身的設計結合起來，使互通立交橋梁和當地的自然環境和人文環境相協調。

2、互通立交橋梁的結構設計要點分析。互通立交橋梁結構有很多種，在橋面寬度和跨徑都確定的情況下，要選擇造型美觀和經濟適用的橋梁結構。一種是簡支梁橋。這種橋梁結構外形比較簡單，容易施工，產生的施工費用較少，而且適用于地基較差的橋位進行建橋，因此被廣泛地應用。但是這種橋梁結構重要是用于跨徑比較小的橋梁設計當中，當橋梁的跨徑逐步增大時，跨中的恒載和活載彎矩按幾何速度增加，結構尺寸迅速增大，如果跨徑超過25m時，施工的難度就變得很大，也會影響到橋梁建筑的美觀，而且簡支梁結構要設置橋墩蓋梁，當跨徑很大時，橋墩蓋梁也會變得很大，會影響到橋形的美觀。盡管如此，簡支梁橋在橋梁結構設計建設中出現的還是比較多的。另一種是懸臂梁橋。這種橋梁結構是簡支梁橋的變體，主要是將簡支梁橋的梁體經過技術的處理進行加長。因為簡支梁橋的過長導致梁體的正彎矩受力過重，施工難度增大，而懸臂梁橋則是在中間設置主跨，兩頭分別設置一跨對正彎矩進行受力卸載，這樣可以降低橋梁的高度，節約工程成本，但是又增加和主跨的橋腳等工序，因此很少被采用。最后一種是連續梁橋。這種橋梁結構的設計綜合了簡支梁橋和懸臂梁橋的優點，利用相臨跨的恒載或活載作用，使支點產生負彎矩對鄰跨跨中正彎矩產生有利的卸載作用，使橋跨中的正彎矩比相同跨徑的簡支結構的正彎矩顯著減小。從而可以減少橋梁的建筑高度，節省建筑材料，降低工程造價，因此被應用于橋梁結構設計和建造最廣泛。

3、互通立交橋梁的截面設計要點分析。互通立交橋梁結構截面設計具體體現在：（1）互通立交橋梁的下部結構截面設計要點分析。橋梁的下部結構截面的設計主要是要突出它承受力的性能和美學的特性。由于它承接著上部的壓力，又將壓力轉接到下部基礎部分。所以在設計時在受力性能可靠的情況下，要講究它的輕巧美觀，它主要是橋墩的形式出現。橋墩一般分為重力式橋墩、空心式橋墩、樁柱式橋墩、柱式墩、薄壁式橋墩、其他造型的橋墩等。重力式橋墩的截面有很多種，如圓形、方形、多邊形等，它主要靠自身的重力還平衡外力。空心是橋墩是重力式橋墩的簡化版，為了節省材料，一般都做得很大，很少被采用。（2）互通立交橋梁的上部結構截面設計要點分析。橋梁的上部結構截面主要有預制板橋、T梁和空心板截面等截面設計的類型，文章主要論述空心板截面和箱形截面。空心板截面主要是針對跨徑比較小的橋梁結構進行的設計，一般在20m以下的跨徑可以用此截面設計。根據橋面寬度、梁體高度的不同，結合翼緣板的大小，合理確定圓孔的大小，有時也采用橢圓孔。這種設計能滿足跨徑較小的橋梁的受力程度，降低了橋梁的高度，節約了成本，降低了工程造價。對于跨徑較大的橋梁結構，要使用到箱形截面。箱形截面的閉合薄壁截面抗扭剛度大，對彎橋和懸臂施工的梁有利，其頂板和底板的面積較大，能夠很好地承受正負彎矩，工程造價也很低，被普遍采用。

4、互通立交橋梁的匝道設計要點分析。主要表現為：（1）匝道平曲線半徑設計要點分析。匝道圓曲線半徑的大小，在考慮立交形式、用地規模以及拆遷數量和造價等條件下，還應當與設計速度、超高橫坡度以及行車安全和舒適性的情況下，為了保證曲率的緩和過渡以及上下主線的展線長度要求，應采用較大的圓曲線半徑和較小的超高橫坡度以及足夠的匝道長度。（2）匝道縱坡設計要點分析。匝道的縱坡長度應定為車流分合流端部之間的長度。分合流段前后的變速車道部分，不應該同匝道縱坡相同，尤其是在匝道技術指標明顯低于主線技術指標時，否則，在變速車道，設計行車速度下降，匝道的平曲線半徑小，橫向力系數變大，車輛的舒適性和安全性都會大大降低；并且超高橫坡使得排水問題處理也有難度。而隨主線的縱坡、橫坡變化，分合流段前后的變速車道部分與之相同。應將主線為平曲線且有超高的外側變速車道做成向外的橫坡，同時根據變速車道形式向超高過渡。直接式車道在變速車道全長范圍內過渡，平行式車道在端部至匝道與主線相交點范圍內過渡。（3）緩和曲線設計要點分析。為了滿足汽車行駛力學和線形流暢的要求，將緩和曲線設置在曲率變化較大的地方。緩和曲線一般采用回旋線，并且回旋線的參數、長度以及相鄰回旋線參數比值要符合規范要求。

結束語

綜上所述，為了適應城市化建設發展的需要，使得互通立交橋梁建設不斷增多，為了充分發揮其作用，在道路橋梁工程中，互通立交橋梁設計需要根據地形、地質基礎、自然條件和人文條件等實際情況進行科學設計，從而滿足人們出行需要。

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