山區高速公路常規橋梁設計及施工探討

付 勝

中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司 云南 昆明 650051

1、引言

山區高速公路近年來發展越來越快， 與沿海及中部地區高速公路有顯著區別，山區地形起伏大、地質較復雜，橋梁設計及施工不僅需要重視對自然災害的防護，而且為保障山區高速公路橋梁工程的安全、快速實施，需準確掌握常規裝配式橋梁的設計理念及施工技術。

2、常規橋梁設計原則

山區高速公路常規橋梁主要為跨越溝谷、地方道路而設置，類型多為大、中橋梁。橋跨范圍內地質條件一般較好，可按標準跨徑布置，橋梁走向及標高基本只受路線控制，施工運輸條件也不受限。大橋及中橋的橋型選擇、橋長擬定及孔跨布置，主要根據橋位處路線走向、地形地質、河（溝）床特征、施工和養護條件，并遵循“技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理、和諧美觀”的原則進行。

3、橋梁孔跨布置

常規橋梁橋長擬定及孔跨布置主要從墩高、橋長、障礙物跨越及工程地質等方面綜合考慮，為考慮預制方便，同一標段內橋梁跨徑布置應進行統籌優化。針對常規橋梁特點，特提出以下幾點設計要點：

①大、中橋梁原則上服從路線走向，橋涵跨徑除選擇綜合考慮滿足功能要求外，逐應處理好泄洪排水、通行凈空、方便出行作業等關系，同時考慮工程造價較低的結構型式。

②依山橋梁應通過調整墩柱形式或承臺高度減少靠山側邊坡的開挖，最大限度降低對生態的破壞。靠山腹橋跨方案可按左右幅分別布置，并各自確定規模，需保證橋梁墩臺位置滿足受力和穩定性要求。

③涉水橋梁不降低河道、溝渠的功能，盡量不壓縮河道斷面、不破壞原有水系，使之與自然相和諧。

④跨路橋梁不宜僅局限于滿足現狀通行，而應從科學發展的角度，考慮地方道路的可持續發展，增強行車通透性，適當加大跨徑、增加孔數。

⑤路線穿越良田、植被覆蓋率高及水土易流失路段時，采用高架橋梁跨越，以保護環境，盡量少占基本農田等不可再生資源。

⑥鑒于山區公路彎、坡橋較多，且墩高較高，應結合當地設計施工經驗和習慣，適當合并減少橋梁上部結構跨徑種類，一般采用20m、30、40m裝配式預應力砼T梁。

⑦根據不同的地形、地質條件，合理選擇重力式U臺、肋板式以及樁柱式等橋臺形式，臺后填土高度盡可能控制在5～8m的范圍內，盡量減少因橋頭沉降而引起跳車。

⑧高墩橋梁設計應控制變位，加強結構的整體性，并充分考慮施工方案的可行性，施工的難易程度等。

4、大、中橋梁結構型式

上部結構選用標準跨徑為20m、30m、40m的裝配式預應力混凝土先簡支后連續T梁。下部結構橋墩采用雙圓柱墩（柱徑根據墩高不同相應調整）、空心薄壁墩（一般墩高大于40m時采用），橋臺采用重力式U臺、輕型柱式臺、肋板臺；根據地基承載力的情況，橋臺基礎可采用擴大基礎或樁基礎。一座橋梁的樁徑、橋墩型式及外輪廓尺寸類型盡量統一，原則上圓柱以不多于兩種為宜。對于跨數多，長度大的橋梁由于上部結構跨徑已進行統一，墩柱結構尺寸根據實際情況進行設置。

5、橋梁施工注意事項

施工過程中模板定制、混凝土澆筑、鋼筋綁扎、預應力張拉等工序應符合國家相關規范和標準的規定，此外還應特別注意以下幾點：

①T梁預制：臺座強度應滿足張拉要求，臺座的基底必須有足夠的承載力，臺座與施工便道要有足夠的安全距離。為了防止預制T梁上拱過大，存梁期一般小于60d，優先預制同一跨的T梁，相鄰跨的存梁期也不宜相差過大。若累計上拱值超過設計理論值1cm，應采取針對性措施設置向下的反拱。反拱值的設計原則是使梁體在二期恒載施加前上拱度不超過2cm，橋梁施工完成后橋梁不出現下撓。施工設置反拱時，預應力管道也同時反拱，梁頂與梁底線形保持一致。

② 預應力工藝：預應力管道的平面及豎向位置應按設計文件提供的坐標進行定位，定位鋼筋（“井”或“U”型）與梁肋箍筋點焊，防止波紋管錯位和下垂，如果管道與鋼筋位置發生沖突，應保證管道位置不變且遵循普通鋼筋讓預應力鋼筋，次要鋼筋讓主要鋼筋的原則。

張拉預應力需注意兩個指標：張拉力與鋼絞線伸長值。當預應力鋼束張拉達到設計張拉力時，實際伸長值與理論伸長量值的誤差應控制在6%以內。澆筑前應檢查波紋管是否密封，防止澆筑混凝土時阻塞管道。

③主梁安裝：結構連續一聯上構施工順序：澆筑臺座→T梁預制→張拉預應力→T存梁→T梁架設安裝→澆筑濕接縫砼→澆筑墩頂連續段砼→張拉墩頂負彎矩→澆筑橋面現澆層混凝土→防撞護欄、橋面瀝青砼等→成橋。

④連孔要求：結構連續后，汽車行駛舒適性提高，連孔長度可根據情況選用，但是連孔跨數不宜大于5孔。當橋位地形橫坡較陡、縱向起伏較大、一聯之內橋墩高差較大時宜采用較少的連孔跨數，以使整聯橋梁變形協調，避免個別橋墩承受較大的水平力。

⑤橋梁縱坡處理：主梁伸縮縫端支承點支座頂設置梁底楔塊，以保證支座支承面順橋向水平，支座中心線處梁底楔塊中心厚度保證40mm。結構連續端梁底支承線位置設置調平鋼板，支座中心線處鋼板外露10mm。

⑥橋梁橫坡處理：T梁梁肋按直線預制，調整翼緣板與梁肋的夾角來實現橋面橫坡。對于超高漸變段，翼緣板與梁肋的夾角可取該跨橋梁平均橫坡，其余橫坡通過梁間濕接縫及橋面鋪裝厚度調整。

⑦抗震要求：上部結構選擇構造簡單、震后容易修復的結構形式；下部結構選用抗剪和抗扭剛度較大的橋墩形式；重視上下部之間的有效連接，合理設置縱橫向限位裝置、墩臺蓋梁應具有充足的搭接長度，以充分減少落梁風險。

6、結語

總之，山區高速公路常規橋梁的設計與施工是橋梁工程的重點，橋梁總體設計要符合經濟、實用、安全、美觀的要求，在具體的設計及施工細節上應排除安全隱患，保證橋梁設計的合理、嚴謹，提高橋梁施工速度及質量，促進山區高速公路常規橋梁建設的健康發展。