淺析橋梁建設中的互通立交橋梁設計要點

張彥偉

摘要：目前橋梁建設中的立交橋梁設計除了考慮其經濟效益外，越來越多地考慮到其結構輕巧、造型美觀、便于制造等方面。而更高、更新的要求是更人性化的設計，設計時更多地考慮立交橋梁建成后使用者的安全需要，使其具有舒適的感覺。基于此，本文概述了橋梁建設中的互通立交橋梁，闡述了橋梁建設中的互通立交橋梁設計形式，對橋梁建設中的互通立交橋梁設計要點進行了探討分析。

關鍵詞：互通立交橋梁；橋梁建設；設計形式；設計要點；

一、橋梁建設中的互通式立交橋概述

橋梁建設中的互通式立交橋主要包括三枝交叉互通式立交橋、四枝交叉互通式立交橋和多枝交叉的互通式立交橋。互通立交橋梁和一般橋梁的相同之處在于都有著跨越山川河谷等自然障礙的功能。不同之處在于一般橋梁都是只有一條線貫穿，工程的范圍較小，對于設計的要求不多。而互通立交橋梁要涉及的工程范圍較大，而且多條線之間的聯系貫通需要設計到許多類型橋梁的設計，同一條橋梁之間的線型組合等，都是一個比較繁復的過程，這就要求設計者根據地形、氣候和技術水平等進行合理設計。

二、橋梁建設中的互通立交橋梁設計形式分析

目前橋梁建設中常用的互通立交橋梁設計形式主要表現為：（1）橋梁跨徑設計形式分析。通常互通立交橋梁的橋梁跨徑越大，橋梁的造價就越高。橋梁的跨徑是根據跨越高速公路的數值或者被交道的數值來決定的。而進行橋梁跨徑的設計時，往往會因為橋梁跨徑的造價而對跨徑的幅度進行相應的技術改進，以此來降低成本。如在高速公路的中央分隔帶處，設立中墩，一邊一孔跨越高速公路，這樣的設計就能大大地減少了橋梁的跨徑，而又不影響原有的橋梁的功能，反而還能使工程量減少，經濟效果比較明顯。但是如果這樣在路中間設立橋墩，會阻礙到行車駕駛員的視線，影響交通的暢通，也會影響橋梁建筑的美觀，與周圍的環境不形成協調，不利于交通建設規劃。這時候可以采取大跨徑連續橋梁的設計方法，不在路中央設置橋墩，這樣的設計在橋梁的承重能力允許的基礎上進行，特別是在人流擁擠的城市地區，這樣的跨徑設計使交通的變得通常，而整個橋梁的設計也會變得大方、簡潔和美觀，而且不會產生過度的投資增加負擔。這是主跨設計，而其它的跨徑可根據實際的情況進行相應的設計調整。（2）橋面寬度設計形式分析。互通立交橋梁的橋面寬度要根據互通立交橋梁的建設需要，對行車道、人行道以及護欄進行相應的數據調整，還要根據當地交通部門對于道路建設的相關交通規劃，以確定跨線橋的橋梁寬度，通常跨線橋的行車寬度和它所連接的橋梁的行車寬度是一樣的。如果出現特殊的情況，還要對此做相應的調整。（3）縱坡設計形式分析。基于高速公路對于行車凈空有數據的要求，所以互通立交橋梁的縱坡設計要考慮跨線橋的建筑高度等，還要其它的各項要求，跨線橋的高度要符合以下公式：H=Hg+hj+hs+E+a。公式中H是跨線橋與高速公路的交叉點的標準高度，Hg是高速公路與跨線橋交點處的路面設計標高，hj是高速公路的行車凈空，hs是跨線橋上部結構的建筑高度；E是被交道縱截面在該處的外矩，如果該點不在變坡點的切線范圍內時，該值取零；a是由高速公路、跨線橋的縱坡和橫坡影響而需要的調整值。

三、橋梁建設中的互通立交橋梁設計要點分析

1、橋梁建設中的互通立交橋梁結構設計要點。橋梁建設中的互通立交橋梁結構有很多種，在橋面寬度和跨徑都確定的情況下，要選擇造型美觀和經濟適用的橋梁結構。一種是簡支梁橋。這種橋梁結構外形比較簡單，容易施工，產生的施工費用較少，而且適用于地基較差的橋位進行建橋，因此被廣泛地應用。但是這種橋梁結構重要是用于跨徑比較小的橋梁設計當中，當橋梁的跨徑逐步增大時，跨中的恒載和活載彎矩按幾何速度增加，結構尺寸迅速增大，如果跨徑超過25m時，施工的難度就變得很大，也會影響到橋梁建筑的美觀，而且簡支梁結構要設置橋墩蓋梁，當跨徑很大時，橋墩蓋梁也會變得很大，會影響到橋形的美觀。盡管如此，簡支梁橋在橋梁結構設計建設中出現的還是比較多的。另一種是懸臂梁橋。這種橋梁結構是簡支梁橋的變體，主要是將簡支梁橋的梁體經過技術的處理進行加長。因為簡支梁橋的過長導致梁體的正彎矩受力過重，施工難度增大，而懸臂梁橋則是在中間設置主跨，兩頭分別設置一跨對正彎矩進行受力卸載，這樣可以降低橋梁的高度，節約工程成本，但是又增加和主跨的橋腳等工序，因此很少被采用。最后一種是連續梁橋。這種橋梁結構的設計綜合了簡支梁橋和懸臂梁橋的優點，利用相臨跨的恒載或活載作用，使支點產生負彎矩對鄰跨跨中正彎矩產生有利的卸載作用，使橋跨中的正彎矩比相同跨徑的簡支結構的正彎矩顯著減小。從而可以減少橋梁的建筑高度，節省建筑材料，降低工程造價，因此被應用于橋梁結構設計和建造最廣泛。

2、橋梁建設中的互通立交橋梁截面設計要點。表現為：（1）互通立交橋梁的上部結構截面設計要點分析。橋梁的上部結構截面主要有預制板橋、T梁和空心板截面等截面設計的類型，文章主要論述空心板截面和箱形截面。空心板截面主要是針對跨徑比較小的橋梁結構進行的設計，一般在20m以下的跨徑可以用此截面設計。根據橋面寬度、梁體高度的不同，結合翼緣板的大小，合理確定圓孔的大小，有時也采用橢圓孔。這種設計能滿足跨徑較小的橋梁的受力程度，降低了橋梁的高度，節約了成本，降低了工程造價。對于跨徑較大的橋梁結構，要使用到箱形截面。箱形截面的閉合薄壁截面抗扭剛度大，對彎橋和懸臂施工的梁有利，其頂板和底板的面積較大，能夠很好地承受正負彎矩，工程造價也很低，被普遍采用。（2）互通立交橋梁的下部結構截面設計要點分析。橋梁的下部結構截面的設計主要是要突出它承受力的性能和美學的特性。由于它承接著上部的壓力，又將壓力轉接到下部基礎部分。所以在設計時在受力性能可靠的情況下，要講究它的輕巧美觀，它主要是橋墩的形式出現。橋墩一般分為重力式橋墩、空心式橋墩、樁柱式橋墩、柱式墩、薄壁式橋墩、其他造型的橋墩等。重力式橋墩的截面有很多種，如圓形、方形、多邊形等，它主要靠自身的重力還平衡外力。空心是橋墩是重力式橋墩的簡化版，為了節省材料，一般都做得很大，很少被采用。

四、結束語

綜上所述，隨著橋梁工程建設的不斷發展，使得互通立交橋梁建設項目日漸增多。但是由于互通立交橋梁沒有固定是模式，所以其設計需要根據地形、地質基礎、自然條件和人文條件等實際情況進行設計，因此對橋梁建設中的互通立交橋梁設計要點進行分析具有重要意義。

參考文獻：

[1]榮向波等.城市互通立交曲線梁橋的設計要點[J].交通世界，2017（06）.

[2]馬祥超等.簡析道路橋梁工程中的互通立交橋梁設計要點[J].科學與財富，2018（04）.

[3]楊明.淺析橋梁工程中的互通立交橋梁設計要點[J].名城繪，2018.

（作者單位：河南豫西路橋勘察設計有限公司）