淺析道路橋梁工程中的互通立交橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

田 旺

福建省睿翼建設(shè)有限公司（353000）

1 互通立交橋梁概述

互通立交橋梁具有與一般橋梁相同的功效，都可跨越山峰、湖泊、河川等。不同點(diǎn)在于，一般橋梁只是以一條直線或蜿蜒的曲線貫穿多個(gè)地域，工程范圍相對較小，設(shè)計(jì)要求并不高，而互通立交橋梁涉及的作業(yè)范圍甚大，需要反復(fù)融通多條線路。為此，互通立交橋梁包含眾多類型的橋梁設(shè)計(jì)因素。即使是同一座橋梁，其線型組合都甚為復(fù)雜。所以，這就要求相關(guān)橋梁設(shè)計(jì)者要充分考慮地形因素、氣候因素及技術(shù)因素等，從而全面規(guī)劃橋梁結(jié)構(gòu)功能，提升橋梁整體性能[1]。

2 橋梁工程互通立交橋梁設(shè)計(jì)必要性

一般來講，道路橋梁工程中的互通立交橋梁對整體橋梁的結(jié)構(gòu)承重力、造價(jià)以及安全性等都發(fā)揮著重要的影響。伴隨橋梁工程建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展，立交橋梁設(shè)計(jì)在考慮經(jīng)濟(jì)因素、效益因素之外，還要考慮其造型是否美觀、結(jié)構(gòu)是否輕巧以及設(shè)計(jì)與制造的過程是否便利等多種因素。如今，道路橋梁工程的互通立交橋梁設(shè)計(jì)越來越追求人性化標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了立交橋梁建成后的使用安全性以及舒適感。為此，需要加強(qiáng)互通立交橋梁的合理設(shè)計(jì)，將每一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)都落實(shí)到底，以此全面提高互通立交橋梁使用壽命[2]。

3 互通立交橋梁設(shè)計(jì)影響要素

3.1 慢行交通對互通立交的影響

于互通立交而言，不僅要保障機(jī)動車輛的通行效率、質(zhì)量，還要考慮城市混合流特征，并充分衡量非機(jī)動車及行人通行現(xiàn)狀。一般來說，慢行交通應(yīng)該盡量選擇“地面承載”，減緩其對互通建筑周圍的影響。除此之外，還要精心設(shè)計(jì)地下專供非機(jī)動車與行人通行的道路，并設(shè)置人行橋梁。

3.2 對地上、地下管線的干擾

如果互通立交建設(shè)區(qū)域存在大量道路、管線，便會嚴(yán)重影響橋梁的布局與跨區(qū)域設(shè)計(jì)。如互通立交區(qū)域地下管網(wǎng)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，當(dāng)存在大量排水管、污水管等管線時(shí)，互通立交設(shè)計(jì)及建造工作便會舉步維艱。這時(shí)候，如果將這些管線移除，便會增加建造難度，甚至還會產(chǎn)生高額的費(fèi)用。為此，在設(shè)計(jì)地上管線、地下管線時(shí)，要精心調(diào)整跨徑組合方案，強(qiáng)化墩柱設(shè)計(jì)，以便能有效釋放橋下空間，確保管線暢通，并順勢降低工程造價(jià)[3]。

3.3 與橋梁間的交叉問題

縱觀道路橋梁工程，便可發(fā)現(xiàn)城市快速路及城市主干路通常都會采取高架橋梁建設(shè)方法。尤其是交通繁忙路段，更需要考慮橋梁交叉問題。基于此，就需要對整體交通進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃，在地面上布設(shè)慢行交通線路或進(jìn)行地面鋪設(shè)，以此形成地面平交系統(tǒng)，保障行人與機(jī)動車輛的通行，提高機(jī)動車運(yùn)行速度。與此同時(shí)，地面第二層交通普遍設(shè)計(jì)直行交通線，第三層交通普遍設(shè)計(jì)交叉路線。值得注意的是，在城市互通立交設(shè)計(jì)之時(shí)，要重點(diǎn)分析地面二、三層間的設(shè)計(jì)，有效銜接橋梁與互通立交，提升整體道路橋梁結(jié)構(gòu)的牢固性、安全性。

4 互通立交橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 橋梁形式設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1）需要針對橋面寬度進(jìn)行細(xì)致分析。互通立交橋梁的橋面寬度設(shè)計(jì)通常要立足于互通立交橋梁的建設(shè)需求，精心調(diào)整行車道、人行道以及護(hù)欄的寬度、長度及各種數(shù)據(jù)，并圍繞當(dāng)?shù)亟煌ú块T對道路建設(shè)的具體規(guī)劃來設(shè)計(jì)建設(shè)方案，確定跨橋橋梁寬度，確保跨線橋形成寬度及其所連接的橋梁形成寬度達(dá)成一致。然而，如果存在特殊現(xiàn)象，則要對特殊現(xiàn)象與一般現(xiàn)象涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

2）需要針對橋梁跨徑進(jìn)行精準(zhǔn)剖析。對于互通立交橋來說，如果橋梁跨徑大，橋梁造價(jià)也會相應(yīng)提高。這時(shí)，橋梁跨徑就要根據(jù)跨越公路數(shù)值及被交道數(shù)值加以決定。然而，設(shè)計(jì)橋梁跨徑之際，通常都會根據(jù)橋梁跨徑造價(jià)改進(jìn)橋梁跨徑幅度，力爭能夠有效降低施工成本。如在設(shè)計(jì)高速公路中央分隔帶之際，普遍會以“中墩”為主，在兩邊分別打孔，以確保其能有效跨越高速公路。通過這樣的設(shè)計(jì)，不僅能夠減少橋梁路徑，還能在保障橋梁功能的基礎(chǔ)上，確保工程量有所減少，從而產(chǎn)生更為顯著的經(jīng)濟(jì)成效[4]。然而，若只是純粹地在道路中間設(shè)置橋墩，就會阻礙駕駛員的視線，甚至嚴(yán)重威脅交通的流暢度，致使橋梁建筑的外表美觀性降低，并嚴(yán)重影響周圍環(huán)境，不利于提高交通建設(shè)規(guī)劃質(zhì)量。在這種狀況下，如果采用大跨徑連續(xù)橋梁的設(shè)計(jì)方式，便能提升橋梁承重能力。

3）要針對縱坡設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致研究。高速公路對行車凈空有一定要求，在進(jìn)行互通立交橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮跨線橋高度及深度，分析各項(xiàng)要求，才能確保跨線橋高度達(dá)到具體標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

互通立交橋梁結(jié)構(gòu)多種多樣，當(dāng)明確橋面寬度、橋面跨徑時(shí)，要著重選擇造型美觀、經(jīng)濟(jì)適用性較高的橋梁結(jié)構(gòu)。首先，是簡支橋梁。這種橋梁的結(jié)構(gòu)外形相對簡單，施工難度低，所需要耗費(fèi)的施工成本也較少，并且對于地基質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，經(jīng)常被廣泛地應(yīng)用于道路橋梁建設(shè)中。然而，這種橋梁結(jié)構(gòu)主要用于跨徑較小的橋梁設(shè)計(jì)中，當(dāng)橋梁跨徑逐漸增大時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸也會迅速增大，導(dǎo)致施工難度越來越大，甚至還會影響橋梁建筑的美觀性。其次，是懸臂橋梁。這種橋梁結(jié)構(gòu)以簡支橋梁為基礎(chǔ)進(jìn)行變體，主要是對簡支橋梁的梁體進(jìn)行技術(shù)加工。由于簡支橋梁過長，導(dǎo)致橋梁梁體受力過多，施工難度隨之增大。然而，懸臂橋梁通常是在中間設(shè)計(jì)“主跨”，在兩頭分別設(shè)計(jì)正彎矩承受重量，從而降低橋梁高度，有效節(jié)省工程成本。但由于懸臂橋梁工序繁多，很少被應(yīng)用于城市道路的互通立交橋梁設(shè)計(jì)中。最后一種便是連續(xù)橋梁。連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)綜合了懸臂橋梁、簡支橋梁的優(yōu)勢，通過應(yīng)用相鄰跨的恒載作用，促使支點(diǎn)不斷負(fù)彎矩，對領(lǐng)跨跨中彎矩造成負(fù)載影響，從而降低橋梁高度，有效節(jié)約建筑材料，并降低工程成本。

4.3 橋梁截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1）互通立交橋梁的下部結(jié)構(gòu)界面設(shè)計(jì)應(yīng)由相關(guān)人員進(jìn)行重點(diǎn)分析。橋梁下部結(jié)構(gòu)界面的設(shè)計(jì)，普遍要展現(xiàn)其承受力功效以及美學(xué)特征。因其承載上部壓力之余，還需要將壓力轉(zhuǎn)移到下部基礎(chǔ)部位，可以在設(shè)計(jì)之時(shí)，著重考慮受力性能，提高受力性、可靠性，并注重它的輕巧與美觀度，這也就導(dǎo)致其普遍以橋墩形式出現(xiàn)。橋墩普遍分為樁柱式石橋墩、空心式橋墩、重力式橋墩及其他造形橋墩等。一般來說，重力式橋墩應(yīng)用頻率最高，其截面多種多樣，有多邊形、長方形、矩形等，其通常依靠自身重力來均衡外部力量。除了重力式橋墩，空心式橋墩的應(yīng)用也相對廣泛。為了能有效節(jié)省材料，一般都會將橋墩做大，但由于是空心設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其承重力相對較弱。

2）要著重分析互通立交橋橋梁上部結(jié)構(gòu)截面。橋梁上部結(jié)構(gòu)截面主要分為預(yù)制板橋截面、空心板截面及T梁截面等。其中，空心板橋面就是針對跨徑稍小的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工與設(shè)計(jì)。圍繞橋面寬度、梁體高度等分析翼緣板大小，明確圓孔大小[5]。這種合理的設(shè)計(jì)，可以滿足跨徑較小的橋梁受力要求，降低橋梁高度，節(jié)省成本。值得注意的是，如果橋梁結(jié)構(gòu)跨徑較大，便可以應(yīng)用箱形截面。箱形截面抗扭剛度強(qiáng)，可以承受巨大的壓力，并且工程造價(jià)也不高，設(shè)計(jì)起來無需耗費(fèi)大量成本與時(shí)間。

4.4 節(jié)約用地量與減少造價(jià)

由于城市用地緊張，在建設(shè)互通立交時(shí)應(yīng)盡量避免過度占用土地，以此減少拆遷量。此外，在選擇合適的材料結(jié)構(gòu)時(shí)，要注重降低造價(jià)，盡量不要占用紅綠線、綠化帶等。

5 結(jié)語

綜上所述，由于線性設(shè)計(jì)直接關(guān)乎行車舒適性、安全性，所以其需注意的要點(diǎn)格外多。這就意味著相關(guān)設(shè)計(jì)人員要不斷提高設(shè)計(jì)水平，更好地完成互通立交的設(shè)計(jì)工作，確保互通立交在現(xiàn)實(shí)使用中充分發(fā)揮功能價(jià)值，創(chuàng)造更多社會效益、經(jīng)濟(jì)效益。