高速公路橋梁的方案選擇

李程旭

(湖南華罡規劃設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000)

為完善湖南省高速公路網，并促進湖南省“3+5”城市群的城際發展及“3+5”城市群的高速公路網建設，將湖南省白果至南岳(含衡山支線)高速公路納入“十三五”規劃的高速公路。在該項目建設中，橋梁方案的選擇是一項重要工作，決定了后續橋梁施工及整個高速公路的使用。

1 橋型方案選擇基本原則

該項目的主要技術指標如表1所示。在選擇橋型方案的過程中，應注意以下各項基本原則。

(1)選擇設計施工技術成熟且標準化程度較高的橋型，以保證橋梁的品質。

(2)通常情況下，常規橋梁主要考慮中小跨徑。

(3)對施工合理性與可行性予以充分考慮。

(4)對環保和景觀方面的要求引起高度重視，選擇適宜的墩臺形式。

表1 項目主要技術指標

2 常規橋型上部結構比選

在當前的高速公路工程中，應用頻率較高的裝配式結構包括以下幾種：20 m及以下跨徑空心板、20～40 m跨徑T梁，不同結構的適用范圍及優缺點均不同。

通過對現階段應用相對較多的幾種結構進行的經濟技術比較可得，對于中小跨徑橋梁，橋面連續預應力混凝土空心板橋具有明顯的經濟性優勢，但它的跨徑無法做到很大，梁板之間采用鉸接的方式相連，采用橋面連續結構，整體性相對較差，這會對行車舒適性造成影響；另外，梁板的厚度很薄，剛度小，后期容易產生病害；在運營過程中，養護工作量相對較大。該項目只在互通區需對既有橋梁進行加寬時，為了使結構達到統一而使用這種結構。

對于20～40 m跨徑橋梁，預制小箱梁的經濟性好，但單個梁板的吊裝重量很大，對施工有很高的要求；預制T梁的施工工藝比較簡單，在曲線上對邊梁的調節相對方便，在半徑較小的平曲線上有良好適應性，可見，T梁的經濟性與適用性均較好。基于此，該項目主線橋推薦采用該結構。對于上部跨徑取值，主要根據橋梁的平均墩高進行控制。

(1)當墩高在15 m以內時，建議選擇20 m先簡支后結構連續T梁；

(2)當墩高在15～30 m范圍內時，建議選擇30 m先簡支后結構連續T梁；

(3)當墩高超過30 m時，建議選擇40 m先簡支后結構連續T梁。

此外，由于低山丘陵區中的施工條件比較困難，場地狹窄，對于50 mT梁，考慮到其吊裝重量很大，而且在張拉過程中梁體容易側撓，故不推薦采用該方案。橋梁上部結構比選結果如表2所示。

經綜合比較，在不會增加過多造價的基礎上，該項目初步設計將上部結構方案確定為T梁。

表2 橋梁上部結構型式比較

3 互通立交橋梁上部選型

當墩高相對較低、半徑較小或橋面寬度變大的立交橋梁，通常采用的是現澆連續箱梁，這樣不僅美觀，而且能與平面線形良好適應，此外還能減少預制場地面積，無需采用大型吊裝設備。當橋梁從峽谷或深溝中跨越時，因墩高相對較大，施工中需采用支架法，而且支架的數量比較龐大，汛期有很大的安全隱患，上部結構通常采用移動模架進行施工，但這樣需要投入很多設備，施工難度很大，對精度提出了嚴格要求，使工期增加，所以針對這種橋梁，在設計環節應盡可能不選擇預應力混凝土現澆連續箱梁，用于減少投入并縮短工期。對于需要在已有高速公路上跨越的匝道橋，為了能和高速公路遠景規劃相適應，建議選擇大跨徑鋼箱梁。

4 連續T梁橋下部結構選型與尺寸擬定

該項目的橋墩為柱式墩，橋臺為肋板式臺與柱式臺。對于柱式墩，其自重較輕，能節省材料，而且造型美觀，施工相對方便。對于橋墩基礎，以樁基礎為主，在一座橋梁中，樁徑和柱徑的尺寸應達到統一，這樣能為施工帶來很大的方便。在橋梁設計工作中，還應充分考慮地形可能對基礎形式造成的影響；當地形較為陡峭時，為了減少開挖對植被及山體造成的破壞，防止坡面失穩，即便地質條件良好，也應使用樁基礎。柱式墩的尺寸選擇需要考慮橋梁跨徑和墩高，具體如表3所示。

表3 柱式墩尺寸選擇

5 結 論

(1)在高速公路項目設計中，橋梁方案選擇至關重要，直接影響后期橋梁建設及高速公路通行。

(2)經過對不同橋型的經濟技術比較和分析，在不會增加過多造價的基礎上，該項目初步設計將上部結構方案確定為T梁。

(3)對于互通立交橋梁上部結構型式的選擇，需要通過綜合分析進行，比如墩高不大、半徑較小的立交橋梁，可選擇現澆連續箱梁。

(4)該項目橋墩采用柱式墩，施工方便，質量可靠，在確定柱式墩及樁基尺寸時應充分考慮橋梁的跨徑和墩高。