探討跨越高速公路橋梁設(shè)計(jì)

許寧源

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院)

1 橋梁的總體設(shè)計(jì)

1.1 橋梁的交叉方式

垂直交叉是比較合適的設(shè)置方式，在這種情況下，如果進(jìn)行斜向交叉，并保證銳角的不大于70°。跨越高速公路橋梁的下凈寬有一定要求，如果其角度較小，那么該橋梁的跨徑比較大，這種設(shè)計(jì)方式會(huì)增加施工成本，還會(huì)影響行車的安全性。所以相關(guān)人員要對(duì)交角的橋梁進(jìn)行認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，降低其危險(xiǎn)性。

1.2 橋梁下凈高和跨徑設(shè)計(jì)

跨越高速公路在修建橋時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)分析其需要設(shè)計(jì)的橋梁形式，分析高速公路的道路空間、加減速車道等等。我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，交通量也大幅增加，很多城市根據(jù)這種情況對(duì)道路進(jìn)行擴(kuò)建。所以在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，要預(yù)留凈寬，從而為未來公路擴(kuò)建奠定較好的基礎(chǔ)。這種橋梁應(yīng)修建在普通路段，最好避開服務(wù)區(qū)、停車區(qū)等位置，按照橋西凈寬八車道擴(kuò)寬預(yù)留位置。在橋梁總體設(shè)計(jì)中，還要滿足橋下高速公路的停車和信息識(shí)別的要求，所以在急轉(zhuǎn)彎的位置，不能設(shè)置橋梁，從而避免出現(xiàn)安全事故。如果有特殊情況，應(yīng)適當(dāng)增加橋梁的高度和跨徑，從而滿足行車需求。

高速公路橋梁設(shè)計(jì)中，要明確上跨橋的范圍，確保任意點(diǎn)的凈高應(yīng)大于5.5 m。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，高速公路的凈高一般為5 m。在實(shí)際工程中，相關(guān)人員應(yīng)考慮多方面因素，例如養(yǎng)護(hù)工作和縱橫坡等情況，跨越高速公路橋梁需要對(duì)路面進(jìn)行加厚，增加道路的強(qiáng)度。橋梁的上下都有縱橫坡，導(dǎo)致凈高的最低點(diǎn)核算比較困難。在現(xiàn)實(shí)中，常常出現(xiàn)超高車輛通行的高速公路，這種情況會(huì)導(dǎo)致橋梁梁底板的受損現(xiàn)象嚴(yán)重，所以要考慮多方面因素設(shè)計(jì)凈高，保護(hù)橋梁。

2 橋梁的上部設(shè)計(jì)

2.1 選取橋型

相關(guān)人員在選取橋型時(shí)，應(yīng)保證其美觀、間接、明快的基調(diào)，其跨徑配置應(yīng)盡量與周圍環(huán)境相一致。在跨越高速公路橋梁設(shè)計(jì)中，有很多橋型可以選擇，例如、T 梁橋、連續(xù)箱梁橋、鋼混結(jié)合梁橋、鋼析梁橋、鋼橋、拱橋等。這種橋梁一般不在中分帶設(shè)置橋墩，其跨徑的凈量值大于50 m。如果橋梁的斜交角比較大，還應(yīng)該考慮其實(shí)際情況，保證行車安全。最近幾年的跨越高速公路的橋型情況如表1 所示。

2.2 確定跨徑

確定跨徑的公式為

L0=(L有效+B×cosΦ)/sinΦ

式中:L0為橋墩邊緣之間的凈距離。橋下高速公路路面頂，橋梁的中心線方向;L有效為高速公路橫斷面方面的凈寬目標(biāo)值。這個(gè)有效跨徑，主要是考慮高速公路的遠(yuǎn)景和擴(kuò)展的需求;B 為橋墩的墩臺(tái)長度;Φ 為橋梁中心線與橋下高速公路中心線之間的夾角。

表1 近年來跨越高速公路的橋型統(tǒng)計(jì)表

其主要計(jì)算示意圖如圖1 所示。

圖1 上跨高速公路橋梁跨徑計(jì)算

如果跨越高速公路橋梁屬于左右分離式，那么交角增大，跨徑就會(huì)減少，橋墩臺(tái)會(huì)錯(cuò)位進(jìn)行布置。如果橋下高速公路為路塹，且其深度不深，那么可以將橋臺(tái)放置在坡頂之外;如果路塹比較深，那么需要在邊坡上設(shè)置橋臺(tái)，設(shè)置在坡頂位置，防止其設(shè)置在坡腳處。

3 橋梁下部的設(shè)計(jì)

3.1 橋梁的承臺(tái)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員應(yīng)認(rèn)真選取橋梁的施工樁基礎(chǔ)，盡量避免基坑的挖掘工作會(huì)影響公路路基。一般情況下，橋梁的承臺(tái)要低于高速公路路面，以大于1 m 為標(biāo)準(zhǔn)。如果對(duì)橋梁下的高速公路進(jìn)行拓展，那么該橋梁的承臺(tái)所承受的壓力有所增加，所以要在承臺(tái)頂修建路面結(jié)構(gòu)層或邊溝。部分情況下，還可以在承臺(tái)頂進(jìn)行綠化處理，從而改變路貌。

3.2 橋梁的上跨橋設(shè)計(jì)

橋梁的上跨橋橋墩具有承擔(dān)路基擋土墻的作用，如果要拓寬橋梁下部的公路，那么橋墩沒有處于路基邊坡坡腳以外，此時(shí)橋墩可以承擔(dān)大部分的擋土墻功能，其主要原因是在擴(kuò)寬施工時(shí)，要直接在橋墩內(nèi)側(cè)進(jìn)行填土。相關(guān)人員為了減少下面的高速公路拓寬的影響，在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)中，要保證上跨橋能夠與橋下高速公路同步擴(kuò)寬，并以雙向八道為基準(zhǔn)。

4 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

相關(guān)人員為了增加高速公路的安全性，應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土防撞墻，然后保證跨越高速公路的橋梁的防撞等級(jí)為SS級(jí)。車輛在駛離上跨橋可能會(huì)導(dǎo)致特大的交通事故，并影響橋下的公路正常通行，應(yīng)適當(dāng)縮短橋跨長度，控制其在60～100 m。相關(guān)人員提升混凝土防撞等級(jí)，這種做法并不會(huì)增加大額的施工成本，所以鋼筋混凝土防撞等級(jí)SS 級(jí)，是橋梁設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)之一。在橋梁應(yīng)設(shè)置防拋網(wǎng)，從而避免上跨橋的行人向橋下扔物品時(shí)，或是橋上行駛的車輛裝載的物品散落到橋下，導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。

針對(duì)排水系統(tǒng)的設(shè)置，上跨橋雨水如果直接排至高速公路上，會(huì)損害公路路面，導(dǎo)致下路面出現(xiàn)積水，導(dǎo)致交通事故，所以應(yīng)保證上跨橋及其引道的排水系統(tǒng)自成體系排除。避免橋上的污染物泄露，流到橋下高速公路，導(dǎo)致二次污染。

5 上跨橋施工組織

在上跨橋施工過程中，不能占用和壓縮橋下的高速公路車道，否則會(huì)影響其正常通行。如果選取連續(xù)箱梁橋，那么可以進(jìn)行掛籃懸臂澆筑法進(jìn)行施工，并在公路的全寬范圍內(nèi)設(shè)置防護(hù)棚架。通過這種方式增加橋梁的剛度和穩(wěn)定性，橋梁的棚架支護(hù)棚下凈高應(yīng)大于5m，并設(shè)置醒目的標(biāo)志，讓過往車輛注意。

選取鋼桁梁跨越橋梁，可以使用頂推法施工。在這項(xiàng)施工中，主要應(yīng)用的是吊裝法和頂推法和吊裝法。通過這些方式，在高速公路中的路肩和分隔帶處設(shè)置墩，并檢驗(yàn)橋墩的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使其發(fā)揮良好的功能性。在安全施工過程中，這個(gè)位置也應(yīng)設(shè)置醒目的標(biāo)志，提醒過往車輛，以防發(fā)生危險(xiǎn)。

6 結(jié)束語

通過上文對(duì)跨越高速公路橋梁的設(shè)計(jì)分析，在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，應(yīng)充分考慮其公路是否能夠正常通行、是否需要擴(kuò)建和養(yǎng)護(hù)。在橋梁的總體設(shè)計(jì)、橋梁的上部設(shè)計(jì)、橋梁下部的設(shè)計(jì)、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)、上跨橋施工組織的設(shè)計(jì)中，要通過合理的措施，避免對(duì)高速公路造成干擾，所以本文內(nèi)容能為相關(guān)人員提供一定參考。

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