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  二、山区高速公路桥梁设计的要点

 

  山区高速公路地形地质复杂,所以路线布设时平、纵、横三个方面都受到约束,一般表
现就是平曲线多,平面半径小,纵坡大,桥梁比例高,横坡陡,半边桥和高挡墙多。设计中
必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。

 

  (一)上部结构设计要点

 

  山区高速公路,桥梁所占的比重较大,但一般情况下,特殊的大跨径桥梁相比较是少
数。因此,对于数量众多的常见跨径桥梁,其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的
标准化、预制装配化结构。常用的大、中桥标准跨径有

16m、20m、25m、30m、35m、40m、50m,

常用的中、小桥标准跨径有

6m、8m、10m、13m、16m。横断面型式主要有空心板、预制 T 梁、预

制小箱梁等。一般情况,对于跨径小于

30m 的桥梁空心板、预制 T 梁、预制小箱梁等结构形

式均可以采用,对于跨径

35m、40m、50m 的桥梁,根据梁的受力特点,更宜采用 T 梁或者

小箱梁。从造价上讲,

20m 跨径以下,用空心板截面的桥梁造价相对经济些,且空心板的建

筑高度最低,对于较小跨径且桥梁净空不高时,空心板截面最适宜。从受力上讲,对于较大
跨径

40m、5Om 的桥梁,用 T 梁截面则更好。小箱梁无论从造价、施工简便性还是受力等各

方面看,可以说是介于空心板和

T 梁之间的一种截面。因此,对于跨径 25m-35m 的截面,

常采用的是小箱梁的结构形式。当然,也不排除因一些地区由于

T 梁施工技术的成熟性也常

采用

T 梁截面。 

  (二)下部结构设计要点

 

  下部构造设计主要指桥梁墩台的设计。对于常见高度的桥墩,即墩高小于

40m 的桥墩

多采用柱式墩或

Y 型薄壁墩,其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工时外

观质量易控制,且与桩基衔接方便,平原地区使用较多。但从美观角度来说,方柱棱角分明,
与上构梁体协调,有一定的视线诱导性,较美观。从受力上看,截面积相等的圆柱和方柱,
方柱的抗弯刚度要大于圆柱,受力优于圆柱,当体系为连续刚构时,方柱可以方便的调节
两个方向的尺度来调整墩柱的刚度,从而达到调整墩柱受力的目的。从施工角度说,圆柱施
工更简单,方柱与桩基衔接一般需增设桩帽,增加了工程量,而且对于山区地形横坡较陡
增设桩帽会增加挖方工程量,易引起边坡失稳。

Y 型墩施工较复杂,在墩高较矮时,从工程

造价上考虑不经济。但

Y 型墩相当于独柱双肢,在墩高较高时,Y 型墩只需一套模板,在山

区地面横坡差异较大时,或地面情况受限无法采用双柱桥墩时,

Y 型墩则显示其优点。若地

面横坡差异大,修建双柱墩则会形成

“高低腿”,同一桥墩,两个墩柱受力差异较大,Y 型

墩则不出现此问题,同时,横坡差异大时,双柱墩的两套模板搭设费工费料,且对边坡稳
定影响较大,

Y 型墩为独柱,不存在此问题。在墩高较高时,从造价上讲,Y 型墩占有优势。

因此,对于常见墩高,设计中采用哪种墩柱形式应根据具体地形、上部结构形式、墩高等综
合考虑。

 

  一般矮桥墩的设计由强度控制,但当桥墩较高时,就必须考虑桥墩的稳定问题。《公路
钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》

(JTGD62-2004)关于偏心受压柱条文说明 5.3.10

条指出

“当 10/h>30 时,构件已由材料破坏变为失稳破坏。”同时,也可以看出,随着构件长

细比的增大,高墩的刚度减弱,柔度增加。因此,在做高墩连续梁桥设计时,高墩的柔性必
须考虑。

 

  山区高速公路桥台一般采用重力式

U 型台、肋式台、柱式台。根据《墩台与基础》规定,U

台控制的填土范围一般为

4-1Om,所以 U 台高度最好控制在 10 米之内。山区桥梁 U 台一个

显著特征就是横向、纵向横坡陡,为了适应地形,减少开挖,节约巧工方量,

U 台设计时必

须合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小,当联长较长,台后填土较高时不宜使用,一般
台后填土高度宜控制在

5m 以下,联长宜控制在 15Om 以内。埋置式肋式台适用范围广一些,