中小跨径桥梁设计

邱新琴，汪媛媛

(九江市公路管理局都昌分局，江西 九江 332600)

中小跨径桥梁设计

邱新琴，汪媛媛

(九江市公路管理局都昌分局，江西 九江 332600)

随着我国公路建设数量以及规模的不断增加，其桥梁使用数量也相应增加，尤其是中小跨径桥梁，人们对桥梁的施工以及使用质量提出更高的要求，这就需要设计人员在桥梁设计阶段，综合各方面的影响条件制定出高质量的设计方案。主要阐述了中小跨径桥梁设计原则，并对中小跨径桥梁上部构造以及下部构造的相关设计进行探讨，然后对某省新建高速公路中小跨径桥梁进行案例分析，以期为保障公路中小跨径桥梁设计质量提供一定的参考。

公路；中小跨径桥梁；设计

1 中小跨径桥梁上部构造设计

1.1 结构选型

设计人员通常需要依据《公路桥梁通用图》的相关要求，并结合不同的施工区域条件，根据对于装配式主梁来说，其主要分为空心板、小箱梁以及T梁，上述这三种形式的主梁特点不同，其实际应用范围也具有一定的差异性。通常空心板主要应用在不同形状的弯、坡以及斜桥中，特别是高度限制较多的中小跨径桥梁使用较多，这种主梁大多使用就地现浇施工方式，这样既可以方便桥梁施工，同时也可以保障施工周期。当前我国大多数的20 m以下的中小跨径桥梁使用空心板结构，但这种结构的缺点也较为明显，如铰链开裂、板底裂缝以及支座脱空等。而小箱梁的特点是跨越能力强、抗扭性能高、成本较低，其目前主要应用在软土地区以及缺少路基土土源区。而这种主梁的缺点是腹板较薄，其预制以及吊装技术要求高。T梁的特点是整体性能好、刚度相对较大以及跨越能力强，从而使得其施工简便、工艺成熟、安全性和耐久性相对较高，但这种T梁的宽度较小，主要为预应力构件，这样需使用的主梁片数相对较多，其在一定程度上增加桥梁的建造成本。

1.2 桥跨分联设计

当设计人员选择合适的主梁后，其需要参考桥梁跨径、桥高以及纵坡等情况，设计出相应的桥梁结构体系，常用的桥梁结构有桥面连续、先简支后结构连续以及先简支后连续刚构等，同时还需结合跨径以及墩高，从而确定适当的分联长度以及位置。一般来说，单跨6～20 m可使用桥面连续，而20 m以上则要使用先简支后结构连续。针对桥墩高度来说，其高度小于20 m，需使用结构连续，而高度超过20 m则要选用连续刚构体。

使用结构连续的桥梁，其分联长度需要和桥跨长度进行匹配，如单孔20 m跨径桥梁，分联长度需小于100 m；单孔30 m跨径桥梁，分联长度应在100～180 m范围内；单孔40 m跨径桥梁，其实际分联长度应保持在100～200 m。

当设计人员确定分联长度后，其还需计算桥面延伸量，其主要为伸缩缝型号选择提供参考。一般来说，桥梁总长度小于20 m，其需要使用桥面连续以及无缝伸缩缝；而桥梁总长度在20～40 m范围内，则需采用桥面连续和D40型模数式伸缩缝；当其长度在40～100 m范围内，设计人员只需选用D80型模数式伸缩缝即可。

2 中小跨径桥梁下部构造设计

2.1 桥墩设计

一般来说，设计人员需要综合主梁类型、结构体系、桥墩高度以及地形条件等因素选择较为适当的桥墩形式以及尺寸，而桥墩类型主要包括矩形墩、圆柱墩、柱式墩以及尖端形墩等，其中双圆柱墩来说，需要使得墩柱直径达到受力要求，同一桥梁选择1种或2种直径较为合适。当墩高低于7 m时，一般无需使用地系梁，而墩高超过15 m则需安装柱间系梁，其顶面标高纵坡应和桥面纵坡大体一致，而间距一般在12～15 m范围内。通常地系梁设置在桩顶，这样使得梁刚度和柱、桩刚度相互匹配。而斜坡地系梁主要布设在较高侧桩的位置，这样有效降低基础开挖工程，并能适当保护周围环境。

2.2 桥台设计

桥台设计阶段，设计人员需要根据桥台施工区域地形以及地质条件，制定出合理有效的设计方案，进而保障桥台施工质量。通常地质条件较为稳定且填土高度小于8 m，设计人员可以使用U台，而地质条件稳定性较差，并且易发生地质灾害，此时需要使用组合式U台接桩基础形式。通常前墙高度小于5m，设计人员需建立10∶ 1的前墙放坡，当纵、横坡地面相对平坦时，可以适当加设溜坡。桥头填土高度小于3 m且跨径较小时，设计人员可考虑使用桩柱式桥台，而其高度在3～12 m范围内则需使用肋板式桥台，并且其承台顶面宜可与地面相平，这样可以大幅度降低肋板高度，并且有效减少土方开挖量。

3 案例分析

某桥是某省新建高速公路跨越铁路的中小跨径桥梁，其主要采用斜交正做以及错幅布置的方式，并且使用预制架设施工方法，全桥一共5联且孔跨布置为(4×40) m+(4-3×40) m预应力钢筋混凝土简支T梁，同时采用桥面连续方式，全桥分为左右幅，其中左幅桥长为811.42 m，而右幅为804.74 m。

3.1 上部结构设计

该桥梁上部结构孔主要使用8片40 m预应力混凝土简支T梁，而主梁宽度为2.25 m，梁高为2.6 m，预制宽度中梁长度为1.9 m，边梁长度是2.2 m，T梁之间使用37.5 cm的湿接缝。而预制T梁的预应力钢束使用两端对称张拉方式，并且其材料为金属波纹管。

3.2 下部构造设计

该桥梁的桥墩形式为矩形截面空心桥墩以及矩形板式桥墩，其中桥梁最高的桥墩使用矩形变截面空心墩，其高度为64.5 m且材质为C40混凝土，顶截面尺寸为2.0 m×10.0 m。同时桥墩内外纵向坡率保持在45∶ 1，这样可以保证支座反力主要负担在墩壁上，从而降低活载冲击力对墩壁的不良影响。

4 结 语

综上所述，公路中小跨径桥梁设计是多种因素限制及系统化的工作，设计人员在实际桥梁设计阶段需要掌握施工区域的具体特点，同时还需考虑建造成本、后期维护以及环境保护等方面的因素。设计人员还需大力使用和推广行业新技术、新材料以及新工艺的应用，从而设计出高质量、高安全性、实用以及经济的中小跨径桥梁。

[1] 司萍. 中小跨径混凝土斜拉桥的设计研究[D].长安大学,2013.

[2] 祝妍,杜柏松,占贤钱. 中小跨径桥梁上部结构最优设计方案研究[J]. 华东公路,2013,(2).

[3] 马赟. 中小跨径简支T形梁桥设计参数分析[D].长安大学,2014.

U442

C

1008-3383(2017)11-0098-01

2017-07-26

邱新琴(1981-)，女，助理工程师，研究方向：公路与桥梁。