高速公路常規(guī)橋梁方案模擬比選

曠 斌貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550001

高速公路常規(guī)橋梁方案模擬比選

曠 斌
貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550001

General Comparison and Selection of Bridge Type in Highway

本文就高速公路常規(guī)大橋橋型進(jìn)行模擬比選，得出橋梁在一定條件下的經(jīng)濟(jì)跨徑，以供參考。

高速公路；橋型方案比選

引言

隨著國家十一五計(jì)劃的實(shí)施，高速公路的建設(shè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，橋梁作為高速公路的重大組成部分，其在高速公路建設(shè)成本的比例較大，橋梁造價(jià)的高低將對公路的造價(jià)產(chǎn)生重大的影響，目前高速公路橋梁力求標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化，本文就常見橋型進(jìn)行模擬比選，得出橋梁在一定條件下的經(jīng)濟(jì)跨徑。選好了橋型方案，也就優(yōu)化了公路的建設(shè)成本，必將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

就目前西南地區(qū)國家干線高速公路普遍采用的四車道高速公路而言，橋梁設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：汽車荷載：公路－I級，路基寬度整體式路基采用24.5m，分離式路基采用12.25m。主要采用的橋型有先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁橋、預(yù)應(yīng)力砼空心板橋、預(yù)應(yīng)力砼小箱梁橋等，常用的跨徑有20m、30m、35m、40m.

1.橋型方案比選

1.1 模擬比選條件

一般常規(guī)跨徑橋梁采用模擬比較方法，即采用相同橋長，相同平均墩高，不同跨徑進(jìn)行上下部經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合比較，比選方法如下：

1.1.1 若項(xiàng)目區(qū)為山嶺重丘區(qū)高速公路，一般橋墩多介于20m～40m之間，少數(shù)橋梁墩高高達(dá)50m～60m，除相對高差大于70m以上而采用特殊大跨徑橋梁外，其余橋梁采用中小型跨徑梁板橋，這樣是相對經(jīng)濟(jì)的；

1.1.2 橋梁較多，分布也較廣，結(jié)合一般橋梁的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以通過對不同橋梁高跨比選擇不同跨徑進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，最后得出合理的橋型方案；

1.1.3 根據(jù)橋梁地形、地質(zhì)及高跨比，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，可以獲得不同墩高條件下，相對經(jīng)濟(jì)合理的橋跨方案；

1.1.4 若項(xiàng)目地質(zhì)條件相對較好，基巖埋深相對較淺，樁長一般在20m左右，而且樁長在同一橋跨范圍變動不大。這樣比選后各方案的優(yōu)劣就更容易體現(xiàn)出來。

1.2 模擬方案比選

橋梁采用模擬方法，對不同的橋墩高度進(jìn)行橋型比選。大致可將墩高分為15m＜H＜25m、25m＜H＜35m、35m＜H＜45m、H＞45m四種墩高范圍，上部結(jié)構(gòu)分為20米預(yù)應(yīng)力砼空心板、20米先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁橋、30米小箱梁、30米先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁橋、40米先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁橋、50米先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T型梁橋進(jìn)行比較。

1.2.1 模擬比較方案Ⅰ(墩高15m＜H＜25m)(表1)

表1 墩高15m＜H＜25m橋梁20米空心板、20米T梁、30米T梁經(jīng)濟(jì)比較

1.2.2 模擬比較方案Ⅱ（墩高25m＜H＜35m）(表2)

1.2.3 模擬比較方案Ⅲ（墩高35m＜H＜45m）(表3)

1.2.4 模擬比較方案Ⅳ（墩高H＞45m）(表4)

2.模擬橋型方案比選結(jié)論

當(dāng)平均墩高H≤25m時(shí)，在20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、20米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁、30米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁經(jīng)濟(jì)比較中，20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板造價(jià)相對較低，自重較輕，且20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板運(yùn)輸及安裝方便，綜合比較，20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板具有明顯優(yōu)勢，實(shí)際設(shè)計(jì)中一般采用20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。如工期比較短，也可采用20米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。

當(dāng)平均墩高25m＜H＜35m時(shí)，在30、40米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁與30米預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁經(jīng)濟(jì)比較中，30米預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁造價(jià)相對較低，自重較輕，且30米預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁運(yùn)輸及安裝方便，綜合比較，30米預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁具有明顯優(yōu)勢，但從施工周期及方便模板周轉(zhuǎn)考慮，全線盡量統(tǒng)一橋梁上部結(jié)構(gòu)形式，實(shí)際設(shè)計(jì)中一般采用30米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。

當(dāng)平均墩高35m＜H＜45m時(shí)，在30、40米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁經(jīng)濟(jì)比較中，30米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁造價(jià)相對較低，自重較輕，且30米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁運(yùn)輸及安裝方便，綜合比較，30米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁具有明顯優(yōu)勢。

當(dāng)平均墩高H＞45m時(shí)，在30m、40m及50m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁經(jīng)濟(jì)比較中，40米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁造價(jià)相對較低，且40米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁運(yùn)輸及安裝方便，綜合比較，40米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁具有明顯優(yōu)勢。

總之，項(xiàng)目橋型方案的擬訂需通過經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較并綜合當(dāng)?shù)厥┕l件、地形地質(zhì)條件確定，同時(shí)也應(yīng)考慮當(dāng)?shù)馗咚俟方ㄔO(shè)特點(diǎn)等其他因素。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.018

表2 墩高25m＜H＜35m橋梁30米小箱梁、30米T梁、40米T梁經(jīng)濟(jì)比較

表3 墩高35m＜H＜45m橋梁30米T梁、40米T梁經(jīng)濟(jì)比較

表4 墩高H＞45m橋梁40米T梁、30米T梁、50米T梁經(jīng)濟(jì)比較

曠 斌(1981—),男,工程師,2004年畢業(yè)于武漢大學(xué)土木工程專業(yè),現(xiàn)從事橋梁設(shè)計(jì)研究工作。