高速公路的橋梁設(shè)計(jì)師最為關(guān)鍵的，針對(duì)這個(gè)問題有很多設(shè)計(jì)師進(jìn)行相關(guān)探索，下面小編就為大家?guī)�來了高速公路橋梁設(shè)計(jì)問題探索，感興趣的朋友可以看一看哦！

摘要：詳細(xì)闡述了橋梁與路線的關(guān)系，橋梁位置選取，橋梁上部與下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中必須解決好的幾個(gè)關(guān)鍵問題，為解決山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)問題提供參考。在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分了解地質(zhì)、地理、水文等情況，采用合理的橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，保證橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量。

引言

為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的要求，高速公路的修建越來越多。我國幅員遼闊，丘陵、山區(qū)地貌占很大比例，在山區(qū)修建的高速公路越來越多。橋梁是山區(qū)高速公路不可缺少的部分。山區(qū)高速公路地質(zhì)地形復(fù)雜，地面高差變化大。煤層、滑坡、橫坡陡、巖溶、陡崖等不良地質(zhì)普遍存在，使得山區(qū)橋梁高跨多、墩臺(tái)形式多，大大增加了橋梁施工難度。在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分了解地質(zhì)、地理、水文等情況，采用合理的橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，保證橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量，以免造成后續(xù)橋梁施工困難以及后續(xù)運(yùn)營(yíng)中難以彌補(bǔ)的損失。山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)主要應(yīng)解決好下面幾個(gè)問題。

1橋梁與路線的關(guān)系

（1）橋位一般應(yīng)根據(jù)路線走向確定，橋梁與道路的銜接以及橋梁的線形應(yīng)滿足路線設(shè)計(jì)的要求。橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮橋位的水文特征、地質(zhì)地形、影響路線造價(jià)的橋下道路的凈空、設(shè)計(jì)洪水位等初選橋型，再按照橋梁設(shè)計(jì)需要對(duì)路線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確定好最終橋型方案[1]。（2）橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)力求受力明確、外形簡(jiǎn)單、施工方便，充分考慮營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性及行車舒適性�？拷�山體的橋梁應(yīng)盡量減少深挖高填，山腹的橋跨應(yīng)左右幅錯(cuò)開布置，盡量不破壞生態(tài)環(huán)境�？缭缴罟鹊臉蛄�，宜采用標(biāo)準(zhǔn)小跨高墩橋梁，以方便施工�？缇�橋梁，應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，預(yù)留孔數(shù)，加大跨徑，以滿足道路的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過水土易流失、森林覆蓋率高及良田地段的橋梁，盡量采用高架橋，以保護(hù)環(huán)境，節(jié)約耕地�？绾恿鳂蛄簯�(yīng)盡可能不壓縮河道、不影響河道功能，盡可能不造成水系破壞，做到與自然相協(xié)調(diào)。（3）對(duì)平曲線不超過400m的小半徑曲線山區(qū)高速公路曲線橋梁，宜采取“彎橋直作”，通過圖1所示的橫坡處理、弦弧差、內(nèi)外梁長(zhǎng)處理等方法，用預(yù)制梁實(shí)現(xiàn)“彎橋直作”，以達(dá)到方便施工，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)以及降低造價(jià)[2]。橫坡處理是按實(shí)際路線橫坡預(yù)制梁頂板坡，對(duì)超高段可同時(shí)采用局部進(jìn)行二次澆筑層進(jìn)行配合。當(dāng)弦弧差小于100mm時(shí)，宜采取對(duì)護(hù)欄內(nèi)緣進(jìn)行調(diào)整，以滿足平曲線線形；當(dāng)弦弧差超過100mm時(shí)，宜采取實(shí)際曲線預(yù)制邊梁外緣或采取護(hù)欄內(nèi)緣調(diào)整、預(yù)制T梁時(shí)加寬翼緣二者相結(jié)合而進(jìn)行處理。對(duì)小半徑曲線橋梁內(nèi)外梁長(zhǎng)受半徑大小影響，半徑越小相差越多，一般通過增加現(xiàn)澆連續(xù)段、加長(zhǎng)封錨端實(shí)現(xiàn).

2橋梁位置選取

山區(qū)橋梁位置的選取從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮，應(yīng)盡量避開溶洞、滑坡、活動(dòng)性斷層等地質(zhì)不良地段；從水文方面考慮，應(yīng)盡可能選河床穩(wěn)定、河槽明顯、河道順直的地方，并且橋梁軸線應(yīng)盡可能與河流正交，以利于橋梁結(jié)構(gòu)安全和排洪等。

3橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）當(dāng)跨徑不超過50m時(shí)，山區(qū)高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)一般宜選用裝配化、標(biāo)準(zhǔn)化形式。標(biāo)準(zhǔn)跨徑一般采用40m、35m、30m、25m、20m、16m、13m、10m。山區(qū)高速公路橋梁跨徑應(yīng)考慮墩高、地質(zhì)條件、通航要求等條件，當(dāng)墩高不超過20m時(shí)，宜優(yōu)先采用20m標(biāo)準(zhǔn)跨徑；當(dāng)墩高在20～30m范圍內(nèi)時(shí)，宜優(yōu)先采用30m標(biāo)準(zhǔn)跨徑；當(dāng)墩高超過40m時(shí)，宜優(yōu)先采用40m標(biāo)準(zhǔn)跨徑。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不好時(shí)，為減少施工工期和基礎(chǔ)處理，應(yīng)優(yōu)先采用大跨徑。跨越?jīng)]有通航要求的河流時(shí)，應(yīng)避開在水深較深和主河道等地方設(shè)置橋墩；跨越有通航要求的河流時(shí)，應(yīng)結(jié)合通航要求和河床斷面綜合確定。結(jié)構(gòu)體系一般采用以小箱梁、T梁為主的先簡(jiǎn)支后連續(xù)體系，有時(shí)候也可以采用以板式截面為主的簡(jiǎn)支橋面連續(xù)體系。當(dāng)單孔跨徑超過20m時(shí)，宜優(yōu)先采用“先簡(jiǎn)支后連續(xù)”結(jié)構(gòu)；當(dāng)單孔跨徑不超過20m時(shí)，宜采用簡(jiǎn)支橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)體系[2]。（2）一般來說，山區(qū)高速公路橋梁結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡可能采用裝配式空心板、箱型、T形等。當(dāng)橋墩高度小于80m時(shí)，山區(qū)高速公路橋梁應(yīng)盡可能采用裝配式空心板、箱型、T形上部結(jié)構(gòu)。當(dāng)橋墩高度超過80m時(shí)，若地質(zhì)、地形及路線條件允許采用拱橋時(shí)，宜采用鋼筋混凝土拱式結(jié)構(gòu)；若不適合建筑拱橋，則應(yīng)根據(jù)工程造價(jià)、地質(zhì)地形、施工工期、墩高等綜合考慮是采用連續(xù)剛構(gòu)橋還是裝配式梁。中小跨徑山區(qū)高速公路橋梁一般宜采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，40m跨徑宜優(yōu)先采用T梁，35m、30m、25m跨徑宜優(yōu)先采用預(yù)制小箱梁或T梁，20m以下跨徑宜優(yōu)先采用預(yù)制空心板[3]。

4橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1橋墩

（1）對(duì)于高墩常采用變截面空心墩，但需要進(jìn)行穩(wěn)定分析、正常使用極限狀態(tài)和承載能力驗(yàn)算�？紤]高墩截面一般是變截面且不能忽略自重，宜優(yōu)先選用有限元法進(jìn)行穩(wěn)定性分析。墩高橋墩一般采用等截面方柱墩、圓柱墩、獨(dú)柱墩。（2）方柱墩可以與上部梁體很好地協(xié)調(diào)，具有較好的視線誘導(dǎo)性，比圓柱墩更為美觀，相同截面的圓柱與方柱，方柱抗彎剛度更大，受力性能更好。但方柱墩與樁基礎(chǔ)直接需要增加連接樁帽，會(huì)增加山區(qū)橋梁的開挖量，易造成邊坡失穩(wěn)。圓柱墩施工方便，與樁基礎(chǔ)連接簡(jiǎn)單，為克服剛度問題，雙圓柱墩在山區(qū)高速公路橋梁中應(yīng)用日益增加。雙圓柱墩設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)墩柱高度和上部跨徑合理選擇墩徑和設(shè)置系梁，同一座橋梁宜采用相同的墩徑，宜每隔18m墩高設(shè)系梁1道，整座橋的系梁位置應(yīng)協(xié)調(diào)。（3）變截面空心薄壁墩的力學(xué)性能好，用于高墩，但墩高超過50m時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算橋墩穩(wěn)定性，宜采用剪扭彎性能高的箱形截面；墩高不超過50m時(shí)，一般只需進(jìn)行強(qiáng)度控制。（4）獨(dú)柱墩在山區(qū)高速公路橋梁中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如當(dāng)橋址所處地面為陡峭橫坡時(shí)，采用雙柱墩會(huì)因兩墩墩高差異大造成剛度相差很大，引發(fā)受力不均，此時(shí)采用獨(dú)柱墩，則受力簡(jiǎn)單，可減少開挖，施工難度小，利于環(huán)保。當(dāng)橋梁斜跨河流時(shí)，獨(dú)柱墩能使水下施工量、阻水面積減少。但獨(dú)柱墩剛度小，一般只適用于墩高不超過20m的橋梁。

4.2基礎(chǔ)

山區(qū)橋梁基礎(chǔ)一般宜采用嵌巖樁、柱承樁、摩擦樁等樁基礎(chǔ)及擴(kuò)大基礎(chǔ)。嵌巖樁、柱樁應(yīng)充分考慮樁基處巖層的完整性、傾向、是否有巖溶存在，分別綜合確定樁的入巖深度，入土深度。嵌巖樁宜采取基巖強(qiáng)度、嵌巖深度進(jìn)行雙控，嵌巖深度一般宜為樁徑的2.5倍，地面為陡坡時(shí)，一般不宜小于樁徑的3倍，巖溶區(qū)宜穿透溶洞。擴(kuò)大基礎(chǔ)為使基礎(chǔ)應(yīng)力均勻分布，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)偏心距進(jìn)行有效控制并進(jìn)行基礎(chǔ)承載能力驗(yàn)算。

4.3橋臺(tái)

山區(qū)高速公路橋梁常用橋臺(tái)有扶壁式臺(tái)、薄壁式臺(tái)、柱式臺(tái)、肋型埋置式臺(tái)、重力式U形臺(tái)等。扶壁式橋臺(tái)能使橋長(zhǎng)縮短，但臺(tái)后土壓力大，臺(tái)體需要的鋼筋多，不太經(jīng)濟(jì)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選用。薄壁式、柱式橋臺(tái)臺(tái)后土壓力也較大，基礎(chǔ)一般為擴(kuò)大基礎(chǔ)或單排樁基礎(chǔ)，適用于低橋臺(tái)。肋型埋置式橋臺(tái)臺(tái)后的土壓力可以被臺(tái)前土壓力抵消一部分，適用于高橋臺(tái)，但需設(shè)置錐坡，會(huì)增加橋長(zhǎng)，會(huì)造成橋梁造價(jià)增加。地質(zhì)條件好時(shí)可采用重力式U形橋臺(tái)，但地形陡峭或抗震要求高時(shí)，不宜采用。U形橋臺(tái)高度一般不宜超過12m，超過時(shí)，為防止橋臺(tái)開裂，應(yīng)增加橋臺(tái)構(gòu)造筋，對(duì)橋臺(tái)內(nèi)側(cè)進(jìn)行倒角處理。

5結(jié)語

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)因山區(qū)復(fù)雜多變的地質(zhì)地形條件造成橋梁建設(shè)施工工期緊，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)壓力大，設(shè)計(jì)面臨系列難題。要搞好山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)，必須解決好橋梁與路線的關(guān)系、橋梁位置選取、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等幾個(gè)關(guān)鍵問題，設(shè)計(jì)中必須準(zhǔn)確把握好山地特點(diǎn)，密切結(jié)合運(yùn)營(yíng)和施工要求，經(jīng)濟(jì)、合理地選取好結(jié)構(gòu)形式，確保設(shè)計(jì)橋梁的質(zhì)量和安全。

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