大廣高速廊保界至保滄段互通橋涵設計要點

王淑紅

(中交路橋技術有限公司)

1 工程 概述

大廣公路固安(京冀界)至深州段高速公路是國家高速公路網規劃中縱5“大慶—廣州”高速公路的重要路段。項目的實施，將形成華北地區與首都北京、東北地區第三條運輸通道。同時，擬建公路又是河北省高速公路網規劃的“五縱、六橫、七條線”中縱3“北京—開封”公路的重要組成部分。該項目建成后與京港澳高速公路、京福高速公路形成縱貫河北省南北的三條高速大通道，并成為京港澳高速公路的重要輔助通道。本項目的實施將完善華北地區與首都北京、東北地區之間的高速公路網絡，加強區域經濟聯系;同時對完善河北省公路網布局、有效帶動河北省區域經濟發展有著重要的意義。

河北大廣北起點為固安(京冀界)，終點為深州境內石黃高速公路中心，建設里程187.087 km。全線分三個設計分段，廊保界至保滄高速公路為第二分段，設計里程為74.305 km。該段地處平原區，縱坡設計主要受分離式立交和通道凈高、橋梁及路基設計洪水位等因素的控制。為降低工程量，減少公路用地，降低工程造價，要求縱斷面設計在滿足構造物凈空要求的前提下，盡量降低填土高度。

2 互通橋涵設計

2.1 上部結構設計

互通區的橋涵多為異型結構，橋面寬度多受加減速車道、匝道的影響，多由彎橋、不等寬橋梁及斜橋構成，因此，結構形式多為現澆箱梁。對于漸變寬度小于30～40 cm的主梁，可采用加寬翼緣的方式進行調整。當漸變大于30～40 cm時，上部結構采用現澆連續板或連續箱梁，這樣可減少施工用模板，加快施工進度與施工精度。對于公路一級荷載的橋梁上部結構形式，翼緣設計為2.5 m，箱梁的頂板厚度采用25 cm，底板厚度采用22 cm，本設計中一般采用3～4.5 m。

對于現澆箱梁，鋼束每一腹板宜取兩排，可以適當做調整，豎向采用3排或4排。鋼束規格一般采用12～15，最大鋼束規格不超過14～15，可以有效地減少應力集中。現澆箱梁均采用塑料波紋管，減少預應力摩擦損失。結構設計為全預應力構件，在各種不利荷載作用下不允許出現拉應力。所有橋梁均采用兩端張拉，千斤頂采用內卡式千斤頂，留約1 m寬的濕接縫。下部蓋梁尺寸相應地增大。伸縮縫寬度為8 cm，后澆段為42 cm。支座中心線距張拉端面為80 cm。箱梁中橫梁的尺寸一般取2 m，端橫梁一般取1.5 m。對于大半徑的箱梁，不增加跨中橫隔板。箱梁腹板設計為等高結構，梁底加調平頂塊。

2.2 下部結構設計

近幾年來高速公路頻繁出現獨柱墩彎斜橋傾覆事故，引起橋梁結構設計的高度重視，在施工圖設計階段，已經考慮到現行交通超載車輛較多，以及已有事故經驗教訓，做了以下優化設計:在滿足通行要求的前提下，采用雙柱墩或在墩上做蓋梁的多支點支承體系，進一步加強結構的抗傾覆能力。施工過程中，根據業主的要求，本合同段獨柱墩橋梁—大魏莊互通、雄縣互通、龐口互通、西演互通中上部現澆箱梁、下部獨柱墩的斜彎橋，對偏載或特殊荷載情況下，橫向穩定性及結構安全性進行復核驗算，并對部分橋梁施工圖進行設計變更。對大魏莊互通區的F、G、H匝道一聯中有多個獨柱墩變更為雙柱墩，只在中間保留一個獨柱墩，增加了結構的穩定安全系數。

大魏莊互通立交共有6個匝道，其中G、H、F匝道中有獨柱墩，彎橋半徑在R=120～150 m之間，取其最典型的F匝道第二聯進行驗算。

(1)計算方法

①根據跨徑和半徑等因素，取第二聯進行計算

②采用大型通用有限元軟件MIDAS/Civil分別建立單梁和梁格模型進行相互驗證

③工況

工況一:恒載(自重+二期+鋼束預應力+收縮徐變)

工況二:恒載+汽車

(2)結論

從表1可看出工況一兩個模型的計算結果很接近;對于工況二，由于空間和平面的區別以及車道荷載的傳遞等因素的影響，結果略有偏差;支座沒有出現負反力，沒有傾覆危險。

表1 反力匯總表(單位:tonf)

3 結語

項目地處冀中平原，地勢平坦開闊，且處于冀中最活躍地區及防﹑排洪調度區。沿線村莊密集，地方路網發達。項目設計區構造物眾多，對于異型梁，當變寬較小時，可以通過調整翼緣長度來實現變寬的需要;當變寬較大時，為保證外形的美觀及施工精度，主要以現澆連續梁為主。下部結構盡量減少獨柱墩的使用，以防止上部結構的側翻。平原高速公路由于受到地勢及當地條件的影響，與山區高速公路的設計特點不同，設計時應考慮多方面的因素，提出經濟合理的設計方案。

［1］ 黃先剛，劉正祥.大廣高速廊保界至保滄段高速公路路線設計［D］.中交路橋技術有限公司，2008.

［2］ 王智峰.淺談平原區高速公路橋型方案設計［D］.中交路橋技術有限公司，2008.