谈山区高速公路桥梁设计方案比选

王 燕 彭 剑

(石家庄美高公路工程咨询有限公司，河北 石家庄 050000)

谈山区高速公路桥梁设计方案比选

王 燕 彭 剑

(石家庄美高公路工程咨询有限公司，河北 石家庄 050000)

结合河北省某高速公路工程实例，从设计合理、施工方便、经济适宜等角度入手，对山区高速公路高墩桥梁方案进行了比选，并依据实际条件给出了适合地形、地貌等条件的推荐方案，为类似工程设计积累了经验。

山区高速公路，高墩，大跨径，钢箱梁

1 概述

山区高速公路素来以地形复杂、设计施工较为困难著称。受此影响，河北省山区高速公路桥梁布设常常有平面半径小、纵坡较大、桥跨大、墩高变化大、同桥内下部构造形式多样等特点。大跨度桥梁的设置，也往往影响到路线的布设和工程造价等方面。因此，在桥型比选方面，有很大的难度和复杂性，设计中，必须结合实际地形和地质，协调好上部、下部的各个型式。以下以河北省某工程项目实例，浅谈山区大跨度桥梁的方案比选。

2 示例工程

该桥梁平面分别位于缓和曲线(起始桩号：K96+609，终止桩号：K96+612.501，参数A：465.487，右偏)、圆曲线(起始桩号：K96+612.501，终止桩号：K96+944.701，半径：1 280 m，右偏)、缓和曲线(起始桩号：K96+944.701，终止桩号：K97+113.981，参数A：465.487，右偏)和直线(起始桩号：K97+113.981，终止桩号：K97+277)上，桥面横坡为双向2%，纵断面位于R=25 000 m的竖曲线上。如下为桥梁设计的两个方案。

方案一：本桥全桥共5联：40+(45+80+45)+4×40+(45+80+45)+3×40；主桥上部结构采用(45+80+45)m预应力混凝土连续刚构，下部结构采用双肢实心墩或空心薄壁墩、钻孔灌注桩基础；引桥采用40 m预应力混凝土简支T梁、40 m预应力混凝土连续T梁，下部结构采用空心薄壁墩、柱式墩、钻孔灌注桩基础；桥台为柱式台、钻孔灌注桩基础。最大墩高约68 m(见图1，图2)。

方案二：全桥共5联：40+(50+90+50)+4×40+(50+90+50)+2×40；主桥上部结构采用(50+90+50)m预应力混凝土连续刚构，下部结构采用双肢实心墩或空心薄壁墩、钻孔灌注桩基础；引桥采用40 m预应力混凝土简支T梁、40 m预应力混凝土连续T梁，下部结构采用薄壁墩、柱式墩、钻孔灌注桩基础；桥台为柱式台、钻孔灌注桩基础，最大墩高约63 m(见图3)。

如图3所示，该桥所处位置为陡峭变化山体，需两次跨越沟谷，无论是设计还是施工及后期监控维护，均有很大困难，因此桥梁的设计方案尤为重要，无论是上部选择还是下部构造，既要处理好跨径和墩高的关系，又要处理好上部构造与平面曲线半径的关系。

1)跨径选择：此桥桥高最高达73 m，主跨跨径不小于80 m为宜。而配跨的选择，则一方面考虑施工便利，减少桥墩数量，并能于施工中顺利完成预制梁吊装，均选取40 m跨径的预制T梁，从而既能比现浇箱梁节约造价，又能减少桥墩数目，减少施工隐患。而40 m跨径的预制T梁，也是山区高速中经常选取的一种跨径形式，施工技术较为成熟。

此桥方案一主跨为45+80+45连续刚构，方案二主跨为50+90+50连续刚构。采用连续刚构的优点是：行车平顺、通畅、安全，可满足交通运输要求，且施工技术成熟，易保证工程质量，桥下净空大，可满足通航要求，属有推力体系，对地基要求比连续梁高。且由大跨径跨过沟谷，一方面减少桥墩架设对环境的影响和施工作业的困难，另一方面也能节约经济。

采用方案一时，2号、3号、9号、10号桥墩为主跨桥墩，最高墩达68 m，而方案二中，2号、3号、9号、10号桥墩为主跨桥墩，最高墩达63 m。从墩高相比，相差不多，且两种布设方案，均避免了主跨主墩位于沟底中心的情况，所以其受力影响相当，设计难易相当，只有经济造价相比，方案一更为经济，因此选择方案一。

2)下部结构形式选择：因此桥为连续刚构+T梁组合形式，桥墩高度在10 m～68 m之间存在多种高度，通常下部构造的形式，可以根据上部结构形式及桥墩高度来选择。较为常见的几种下部构造包括：柱式墩、空心薄壁墩、实心薄壁墩、双薄壁墩等。柱式墩的优点是能减轻墩身自重，节约圬工材料，施工简便，比较美观，适用于多种跨径桥梁，尤其适用于平原区架桥。缺点是跨度不宜做的太大，一般小于13 m，墩高不宜过高，一般小于40 m，且在有漂流物和流速过大的河流中不宜采用。薄壁墩的优点是：可以节省材料，减轻桥墩的自重，同时双壁墩可以增加桥墩的刚度，减小主梁支点负弯矩，增加桥梁美观，适合大跨度桥的建造。缺点是造价相对过高。所以本桥梁在主跨位置采用双肢空心墩，其余高墩采用空心薄壁墩，低于35 m桥墩采用柱式墩，既满足受力要求，又能够在降低经济的情况下尽量美观。

综上，以方案一为推荐方案。

3 结语

山区高速公路，在设计方案选取上，不仅要结合平纵关系给出合理的设计方案，且要尽量减少工程造价、降低对环境的破坏，考虑施工方便也是尤为重要的一点。本文只从工程实例出发，提出自我认识，山区的高速公路大跨度桥梁的方案选取上，还需更多探讨。

[1] JTJ D60—2004，公路桥涵设计通用规范[S].

[2] JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[3] JTG F10—2006，公路路基施工技术规范[S].

[4] JTG B01—2003，公路工程技术标准[S].

Comparison on mountainous highway bridge design schemes

Wang Yan Peng Jian

(ShijiazhuangMeigaoHighwayEngineeringConsultingCo.,Ltd,Shijiazhuang050000,China)

Combining with Hebei highway engineering example, starting from aspects of rational design, convenient construction and economic comfortability, the article compares mountainous highway high pier bridge schemes, and shows recommending schemes fitting morphology and topography, which has accumulated experience for similar engineering design.

mountainous highway, high pier, large-span diameter, steel box girder

2014-12-15

王 燕(1982- )，女，工程师； 彭 剑(1983- )，男，工程师

1009-6825(2015)06-0167-02

U442

A