談山區高速公路橋樑設計

山區高速公路橋樑多為彎、坡橋,曲線梁橋在彎扭耦合作用下,具有沿某一不動點變形的趨勢,單向行駛的大縱坡長橋在長期反覆的汽車制動力作用下,梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢,如果採用全連續結構,即上下構之間為橡膠支座連線時,這種滑移趨勢往往造成梁體受力不平衡,支座脫空甚至破壞,從而導致梁體開裂。因此山區高速公路橋樑宜採用先簡支後結構連續或墩梁固結的連續一剛構混合體系,既適應平面線形,又適應橋樑受力特點。

4、橋樑上部構造設計

4.1一般設計原則

山區高速公路,橋樑所占比重大,但一般來講,大跨徑橋樑方案畢竟是少數,絕大部分還是採用施工方便、造價經濟的標準化、預製裝配化結構。大跨徑橋樑一般是控制因素不同,方案也各不相同,具有較強的個性特徵,而標準跨徑橋則更多的是具有共性特徵,所以本文重點探討標準化、裝配化橋樑的設計。

山區高速公路橋樑常用標準化、裝配化跨徑有16、20、25、30、40、50m,橫斷面形式有空心板、t梁、小箱梁等。對於跨徑小於30m的,有空心板、小箱梁、t梁等三種結構可以選擇,對於40、50m跨徑,根據梁的受力特點,宜採用t梁。30m以下,同一種跨徑,究竟應當採用哪一種橫斷面形式,通過表1,就可以作出選擇。

一孔上部構造主要材料指標表表1

梁高跨徑橫斷面形式橋寬

(cm)工作面積(m2)混凝土

(m3/m2)綱絞線

(kg/m2)普通鋼筋(kg/m2)數據來源

90cm20空心板122400.54712.8484.49(贛粵高速)

100cm20小箱梁122400.3809.08267.85(京珠北)

120cm20t梁122400.3698.11285.24(三福線)

從表1可以看出,小箱梁是介於空心板和t梁之間的一種橫斷面形式。20米跨徑時,t梁較為經濟。30m跨徑以下,三種橫斷面比較,基本也是上述規律。當然,這是山區的情況,平原地區則另當別論。平原地區受淨空和橋台填土高度的限制,橋樑上構要求儘可能降低建築高度,這樣可以減小縱坡,降低路基填土高度,減少占地及降低路基處理難度,對土源缺乏,軟基較多的平原地區有顯著的經濟性。20m空心板建築高度最低,與路基綜合起來比較具有優勢,平原地區路網發達,分離式立交較多,空心板在美觀方面優於另外兩種斷面,所以平原地區較多採用空心板。山區高速公路橋樑一般淨空無嚴格限制,另外,山區高速公路平面半徑較小,超高緩和路段不可避免會出現在橋上,如果選用空心板和小箱梁,架梁時一片梁四個支點不易調平,易造成支座脫空,受力不均勻的情況,所以山區高速公路橋樑標準橫斷面宜優先採用t梁。對於50m跨徑t梁,在小半徑平曲線上,由於內外梁梁長差較大,跨中矢高較大,對路線的適應性要差一些。另外山區高速公路,交通運輸、場地預製條件均較差,大型機具進入困難,50mt梁單片重150多噸,架設設備要求較高,運輸及安裝過程中變形不易控制,因此一般情況下不選用50m跨徑t梁,所以山區高速公路橋樑,宜採用的常用標準跨徑為20、25、30、40m。t梁之間的橫向連線有鉸結和剛接兩種形式,採用鉸聯結時,鉸只傳遞剪力,車輛荷載作用在鉸縫處時,彎矩主要由現澆橋面來承受,這樣一來,現澆橋面的厚度就必須加厚,否則,鉸縫處橋面板易出現通長的縱向裂縫。現澆橋面板厚度增加,意味著恆載增加,t梁配筋和鋼索必須增加,經濟性下降,所以t梁橫向連線採用剛接較好。《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》(jtgd62—XX)9.3.16條也有相應規定:“預製t形截面梁的橫隔梁連線,宜採用現澆混凝土整體連線”,當然在斜交橋及異形橋中需要橫向弱聯結時,鉸結也是很好的選擇形式。