橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析

萍鄉(xiāng)公路勘察設(shè)計院 / 黎建林 彭濤

隨著橋梁工程建設(shè)的不斷增加。對于橋梁質(zhì)量的要求也越來越高，而在橋梁建設(shè)中上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于整個橋梁有著至關(guān)重要的作用，通過對橋梁上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以在很大程度上促進(jìn)整個橋梁工程質(zhì)量的提高。因此筆者將在本文中對橋梁上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行分析講解，希望能對相關(guān)人員起到指導(dǎo)作用，更好的促進(jìn)我國整個橋梁建設(shè)工程的發(fā)展。

1.橋梁上部結(jié)構(gòu)組成部分

橋梁結(jié)構(gòu)主要包括以下三個組成部分，第一個部分是工人與車輛通行的橋面，不同的橋梁在橋面的設(shè)計上存在著很大的不同；第二個是承受橋梁整體重量的的橋跨結(jié)構(gòu)，這對于整個橋梁的質(zhì)量影響至關(guān)重要，是整個橋梁設(shè)計的核心；第三部分是橋梁工程制作的支撐反力傳遞的中間節(jié)點，起到了很好的力的傳遞作用。

2.橋型上部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計原則

（1）進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，最為重要的一點就是要充分的對整個橋梁建設(shè)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面的考慮，依據(jù)整體的地質(zhì)情況進(jìn)行橋梁工程上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，例如在面對一些復(fù)雜地形且運(yùn)輸條件較差時，相關(guān)的工程建設(shè)單位就應(yīng)該采用預(yù)制結(jié)構(gòu)；而在面對較為平緩的地表同時河流的深度較淺時，相關(guān)的施工單位就要選擇簡支梁結(jié)構(gòu)或者是簡支梁和連續(xù)梁相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

（2）進(jìn)行橋梁工程建設(shè)的過程中，相關(guān)的施工單位要在保證施工質(zhì)量的同時提升整體工程的建設(shè)速度，因此進(jìn)行橋梁工程建設(shè)時需要選用橋梁工程的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，更好的方便施工。

（3）根據(jù)施工工期、施工場地等多個方面因素的要求設(shè)計出多個施工方案，從這多個的施工方案中選擇較為合適的方案進(jìn)行工程的建設(shè)。

（4）進(jìn)行橋梁工程的設(shè)計時要充分確保整個橋梁的抗震性能，確保整個橋梁具有較高的穩(wěn)定性，防止因地震等情況造成橋梁的損壞，而為了確保橋梁的抗震性能，相關(guān)的施工人員應(yīng)該盡可能的選擇先簡后支的橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，這種橋梁的上部結(jié)構(gòu)能夠較好的提高整個橋梁工程的抗震性。同時可以減少對于周邊環(huán)境的破壞，提升整體橋梁的美觀性。

3.高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

在高速公路橋梁工程設(shè)計中，上部結(jié)構(gòu)體系主要有以下3種：

（1）拱式體系。在一些基巖承載力較高的區(qū)域，使用拱式體系可以在很大程度上確保整個橋梁建設(shè)的質(zhì)量，同時減少成本的投入，使得建設(shè)施工單位獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)體系與簡支體系。這是建設(shè)高速公路的過程中較為常見的橋梁上部結(jié)構(gòu)之一，通過這種結(jié)構(gòu)可以在很大程度上確保整個橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量，同時減少整體的成本投入。較為常見的橋梁跨徑形式有3種，分別為25m、30m、40m三種，通常情況下的橋梁工程建設(shè)的跨度都為25m，整體的高度較小，應(yīng)用范圍較為廣泛，其中整體橋梁的T梁結(jié)構(gòu)可以很好的增強(qiáng)整體的受力能力，穩(wěn)定整體的橋身，目前在橋梁建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。

（3）連續(xù)剛構(gòu)及連續(xù)梁體系。在某些U形深谷的建設(shè)當(dāng)中無法使用裝配式的結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行連續(xù)鋼構(gòu)及連續(xù)梁的建設(shè)，這樣可以完全解決橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)的困難。需要注意的是，在某些橋梁的建設(shè)中橋墩的高度會超過30m，這個時候為了確保整個橋梁的穩(wěn)定性，需要對整體的橋梁進(jìn)行加固處理，保證整個橋梁的穩(wěn)定性。

4.高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計實例

4.1 工 程概況

筆者在本文中所介紹的實際工程項目為長20.1km的橋梁工程。通過前期的調(diào)查可知，橋梁所處的地形較為復(fù)雜，周邊有較多的工程建筑，對施工產(chǎn)生了較大影響。上部橋梁結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備采用40m的T梁。如果根據(jù)實際的情況選擇了先簡后支的連續(xù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以在很大程度上減少后期的維護(hù)時間，同時投入成本會較小。如果在建設(shè)的過程中需要建設(shè)超過35m的T梁，這個時候就需要選擇墩梁固結(jié)形式，墩梁固結(jié)形式具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時也適合于整個較大縱坡的情況。在施工過程中要根據(jù)實際的情況進(jìn)行施工步驟的調(diào)整，確保施工建設(shè)都能夠符合實際施工建設(shè)的要求。

4.2 上 部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比較

進(jìn)行整體高速公路橋梁工程的建設(shè)時，需要對三種不同的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行全面的對比，選擇出最為合適的方案，在T梁和箱梁的設(shè)計中，要進(jìn)行合理的比較，通過實際的請款選擇出較為合理的方案，而在建設(shè)過程中需要對以下的5點進(jìn)行著重的考慮：

4.2.1 施 工便利性。使用小箱梁施工施工技術(shù)在操作方面是比較復(fù)雜的，在進(jìn)行混凝土的澆筑過程中需要做好對于內(nèi)模板的放置工作，同時處理好端頭的斜交問題。而T梁技術(shù)較為成熟，施工較為簡單方便，同時T梁施工的耐久性較高，能夠更好的確保整個橋梁的使用。

4.2.2 經(jīng) 濟(jì)造價。各種跨徑不同的結(jié)構(gòu)對于小箱梁和T梁的要求是不同的，在建設(shè)跨徑為40m的橋梁時T梁與整個小箱梁的造價是相同的，而在另外兩種的25m和30m跨徑的橋梁建設(shè)中，T梁的成本投入更低。

4.2.3 功 能使用優(yōu)勢。在自身的功能方面，T梁在橫隔板的使用上所需的數(shù)量較多，同時橫隔板需要與主梁進(jìn)行合理的連接，會對整個橋梁工程的美觀性產(chǎn)生影響。而在抗彎剛度方面，T梁具有較好的效果。

4.2.4 結(jié) 構(gòu)受力。進(jìn)行橋梁工程的建設(shè)過程中可能會遇到斜交的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)所需要的抗彎剛度較高，而使用較多橫隔板的T梁在此方面具有較大的優(yōu)勢。同時在抗扭剛度的方面，小箱梁更具有優(yōu)勢。相關(guān)的施工單位要根據(jù)實際的情況合理的進(jìn)行T梁與小箱梁結(jié)構(gòu)的選擇。

4.2.5 墩 高影響。橋梁墩高也是影響整個橋梁施工 的重要因素，尤其是在某些橋梁工程的建設(shè)當(dāng)中，橋梁墩高較大，這個時候就需要選擇大跨徑的上部結(jié)構(gòu)，通過大跨徑的上部結(jié)構(gòu)提升整體橋梁的穩(wěn)定性。

4.3 上 部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

通過對上述情況的總體分析，我國的高速公路橋梁建設(shè)在進(jìn)行建設(shè)的過程中需要根據(jù)以下不同的情況進(jìn)行橋梁工程結(jié)構(gòu)的選擇，如果整個橋梁高墩的高度超過了15m，那么相關(guān)的施工單位則需要使用20m的大跨境橋梁的建設(shè)；如果整體的橋梁高墩高度超過了15m而不超過35m，而這個時候就需要選擇25m、30m的大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)；而如果整個橋梁的高墩的高度在35m到60m的高度范圍內(nèi)，這個時候就需要選擇40m先簡后支的連續(xù)橋梁；而橋梁高墩的高度超過了60m，這個時候就需要選擇T梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行橋梁建設(shè)。

5.結(jié)束語

總之，高速橋梁上部結(jié)構(gòu)能夠在很大程度上提高橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量，同時在進(jìn)行高速橋梁的上部結(jié)構(gòu)相關(guān)的施工單位要做好對于地形、材料、人員的選擇工作，然后通過技術(shù)人員的合理設(shè)計，安排專業(yè)的人員進(jìn)行橋梁工程的高質(zhì)量建設(shè)。隨著社會的不斷發(fā)展，高速公路橋梁工程的建設(shè)會越來越多，相關(guān)的施工單位要做好對于橋梁上部結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，更好的促進(jìn)整個橋梁工程建設(shè)，促進(jìn)整個國家經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展，更好的方便整個人民的出行。