高速公路橋梁的方案選擇

李程旭

(湖南華罡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

為完善湖南省高速公路網(wǎng)，并促進(jìn)湖南省“3+5”城市群的城際發(fā)展及“3+5”城市群的高速公路網(wǎng)建設(shè)，將湖南省白果至南岳(含衡山支線)高速公路納入“十三五”規(guī)劃的高速公路。在該項(xiàng)目建設(shè)中，橋梁方案的選擇是一項(xiàng)重要工作，決定了后續(xù)橋梁施工及整個(gè)高速公路的使用。

1 橋型方案選擇基本原則

該項(xiàng)目的主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。在選擇橋型方案的過(guò)程中，應(yīng)注意以下各項(xiàng)基本原則。

(1)選擇設(shè)計(jì)施工技術(shù)成熟且標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的橋型，以保證橋梁的品質(zhì)。

(2)通常情況下，常規(guī)橋梁主要考慮中小跨徑。

(3)對(duì)施工合理性與可行性予以充分考慮。

(4)對(duì)環(huán)保和景觀方面的要求引起高度重視，選擇適宜的墩臺(tái)形式。

表1 項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo)

2 常規(guī)橋型上部結(jié)構(gòu)比選

在當(dāng)前的高速公路工程中，應(yīng)用頻率較高的裝配式結(jié)構(gòu)包括以下幾種：20 m及以下跨徑空心板、20～40 m跨徑T梁，不同結(jié)構(gòu)的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)均不同。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段應(yīng)用相對(duì)較多的幾種結(jié)構(gòu)進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較可得，對(duì)于中小跨徑橋梁，橋面連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋具有明顯的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，但它的跨徑無(wú)法做到很大，梁板之間采用鉸接的方式相連，采用橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，整體性相對(duì)較差，這會(huì)對(duì)行車舒適性造成影響；另外，梁板的厚度很薄，剛度小，后期容易產(chǎn)生病害；在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，養(yǎng)護(hù)工作量相對(duì)較大。該項(xiàng)目只在互通區(qū)需對(duì)既有橋梁進(jìn)行加寬時(shí)，為了使結(jié)構(gòu)達(dá)到統(tǒng)一而使用這種結(jié)構(gòu)。

對(duì)于20～40 m跨徑橋梁，預(yù)制小箱梁的經(jīng)濟(jì)性好，但單個(gè)梁板的吊裝重量很大，對(duì)施工有很高的要求；預(yù)制T梁的施工工藝比較簡(jiǎn)單，在曲線上對(duì)邊梁的調(diào)節(jié)相對(duì)方便，在半徑較小的平曲線上有良好適應(yīng)性，可見(jiàn)，T梁的經(jīng)濟(jì)性與適用性均較好?；诖耍擁?xiàng)目主線橋推薦采用該結(jié)構(gòu)。對(duì)于上部跨徑取值，主要根據(jù)橋梁的平均墩高進(jìn)行控制。

(1)當(dāng)墩高在15 m以內(nèi)時(shí)，建議選擇20 m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁；

(2)當(dāng)墩高在15～30 m范圍內(nèi)時(shí)，建議選擇30 m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁；

(3)當(dāng)墩高超過(guò)30 m時(shí)，建議選擇40 m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁。

此外，由于低山丘陵區(qū)中的施工條件比較困難，場(chǎng)地狹窄，對(duì)于50 mT梁，考慮到其吊裝重量很大，而且在張拉過(guò)程中梁體容易側(cè)撓，故不推薦采用該方案。橋梁上部結(jié)構(gòu)比選結(jié)果如表2所示。

經(jīng)綜合比較，在不會(huì)增加過(guò)多造價(jià)的基礎(chǔ)上，該項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)將上部結(jié)構(gòu)方案確定為T(mén)梁。

表2 橋梁上部結(jié)構(gòu)型式比較

3 互通立交橋梁上部選型

當(dāng)墩高相對(duì)較低、半徑較小或橋面寬度變大的立交橋梁，通常采用的是現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，這樣不僅美觀，而且能與平面線形良好適應(yīng)，此外還能減少預(yù)制場(chǎng)地面積，無(wú)需采用大型吊裝設(shè)備。當(dāng)橋梁從峽谷或深溝中跨越時(shí)，因墩高相對(duì)較大，施工中需采用支架法，而且支架的數(shù)量比較龐大，汛期有很大的安全隱患，上部結(jié)構(gòu)通常采用移動(dòng)模架進(jìn)行施工，但這樣需要投入很多設(shè)備，施工難度很大，對(duì)精度提出了嚴(yán)格要求，使工期增加，所以針對(duì)這種橋梁，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能不選擇預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，用于減少投入并縮短工期。對(duì)于需要在已有高速公路上跨越的匝道橋，為了能和高速公路遠(yuǎn)景規(guī)劃相適應(yīng)，建議選擇大跨徑鋼箱梁。

4 連續(xù)T梁橋下部結(jié)構(gòu)選型與尺寸擬定

該項(xiàng)目的橋墩為柱式墩，橋臺(tái)為肋板式臺(tái)與柱式臺(tái)。對(duì)于柱式墩，其自重較輕，能節(jié)省材料，而且造型美觀，施工相對(duì)方便。對(duì)于橋墩基礎(chǔ)，以樁基礎(chǔ)為主，在一座橋梁中，樁徑和柱徑的尺寸應(yīng)達(dá)到統(tǒng)一，這樣能為施工帶來(lái)很大的方便。在橋梁設(shè)計(jì)工作中，還應(yīng)充分考慮地形可能對(duì)基礎(chǔ)形式造成的影響；當(dāng)?shù)匦屋^為陡峭時(shí)，為了減少開(kāi)挖對(duì)植被及山體造成的破壞，防止坡面失穩(wěn)，即便地質(zhì)條件良好，也應(yīng)使用樁基礎(chǔ)。柱式墩的尺寸選擇需要考慮橋梁跨徑和墩高，具體如表3所示。

表3 柱式墩尺寸選擇

5 結(jié) 論

(1)在高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，橋梁方案選擇至關(guān)重要，直接影響后期橋梁建設(shè)及高速公路通行。

(2)經(jīng)過(guò)對(duì)不同橋型的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和分析，在不會(huì)增加過(guò)多造價(jià)的基礎(chǔ)上，該項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)將上部結(jié)構(gòu)方案確定為T(mén)梁。

(3)對(duì)于互通立交橋梁上部結(jié)構(gòu)型式的選擇，需要通過(guò)綜合分析進(jìn)行，比如墩高不大、半徑較小的立交橋梁，可選擇現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。

(4)該項(xiàng)目橋墩采用柱式墩，施工方便，質(zhì)量可靠，在確定柱式墩及樁基尺寸時(shí)應(yīng)充分考慮橋梁的跨徑和墩高。