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山区高速公路桥梁桥型方案设计分析
廖雪斌
浙江科欣工程设计咨询有限公司310011
摘要:结合多年的实践工作经验,笔者根据某高速公路若干坐桥梁,较为详细的分析了山区桥梁桥型的必选,主要包括上部构造型式、下部构造型式的选择,并对桥梁分孔进行了简要说明。可供相关专业技术人员参考。
关键词:山区高速公路、桥梁桥型、方案分析、上部构造型式、下部构造型式
山区高速公路最为鲜明的特点就是地形地质复杂。由于地形地质复杂,构造物多,高速公路桥梁隧道总长占路线长度的比例也是非常大的,有的山区高速公路,桥隧从长比例可高达70%~80%。因此,要成功设计出一条山区高速公路,桥梁部分的设计就显得非常重要了。
1工程基本概况
某高速公路是一条山区高速公路,本段路线所经区域地形地貌复杂多样,约30公里为山岭重丘区,地面高差大;20公里为平原微丘区,地面高差相对较小。全线有特大桥、大桥及高架桥共60座,桥跨在25米至40米之间居多,最大墩高约30余米:桥址处最大纵坡3.9%,最小平曲线半径410米全线大部分桥梁跨越沟谷,并与沟谷交错并行,仅有少数为跨线桥和跨河桥。由于本项目路线方案受地形和地质、环境保护以及特殊的旅游需要等因素制约,作为重要组成部分的桥梁其平纵线形受影响较为突出。具有曲线、大纵坡、高墩、长桥等特征的山区高速公路桥梁,在桥型方案的比选上有相当难度和复杂性。
2桥型方案的比选
一般来说,桥型的选择应根据适应、经济、美观、安全以及设计施工的难易程度等因素进行综合分析,以便最终确定桥梁实施方案,对于山区高速公路而言,还应着重考虑施工难易程度、山区地质病害及环境保护等影响因素。
2.1上部构造型式
上部构造型式的选择,应结合沿线地形、地质、水文条件、施工难度和环保要求,并综合考虑其受力特点和经济性结合以往山区高速公路桥梁设计经验,在焦作至修武高速公路初步设计中,主要考虑对简支空心板、先简支后连续组合箱梁和现浇连续箱梁三种结构桥型进行比较
2.1.1简支空心板结构
此种结构桥型,施工方便,施工技术成熟;但跨径小,梁高大;由于桥梁跨径受限制,往往造成跨深沟桥梁高跨比不协调,美观性差:上部构造难以与路线小半径、大超高线形符合,且高墩数量增加:桥面伸缩缝多,行驶条件差。因而,在山区高速公路中,该类桥型一般用于地形相对平缓、填土不高的中、小桥上。
2.1.2现浇连续箱梁
在现今桥梁设计中,桥梁美学已被越来越多的设计者重视,而人们对美的要求也越来越高,而像焦作至修武高速公路这样一条旅游高速公路来说,在桥型选择时,可较多地考虑桥梁的美观因素,在保证结构强度需要的同时,尽可能使桥梁具有优美的外形,并与周围的环境相协调。采用现浇连续箱梁。布孔方便、合理;对小半径、大超高线形平纵横要求适应性强,外观平顺,桥型美观,行车平顺舒适。
但对于现浇预应力连续箱梁来说,采用满堂支架施工,对山体植被破坏严重,支架工程量大,对于跨河桥影响通航与排洪,支架安全性较难保证。另外,施工周期长,施工费用高,需要有较大的施工场地,施工管理复杂因而采用满堂支架现浇的施工方法,一般用于地形平坦、中等跨径且墩高不大、桥孔不多的桥梁:或弯曲程度较大的弯桥、变宽桥以及预制场地选择困难的桥梁。
2.1.3预制吊装组合箱梁
一般来说,预制吊装多梁式组合箱梁在中等跨径的桥梁中具有造价省,施工方便的特点,其造价低于整体式箱梁,是中等跨径桥梁常用的桥型。桥型美观,结构受力性能好,行车平顺性良好。无需大量支架,造价较低,后期养护工作量较小。若在桥头路基上预制组合箱梁、采用架桥机安装,将主要施工工作面转移至桥上,可大大减小对沿线环境的影响。但对于小