浅析山区高速公路桥梁设计

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1、浅析山区高速公路桥梁设计［摘要］结合我国山区高速公路特点，介绍山区桥梁设计中跨径选择原则，墩、台、基础和结构体系宜采用的形式以及桥梁和路基之间的关系。［关键词］山区高速公路标准跨径桥墩桥台基础目录2引言1第一章山区高速公路的主要特点2第二章桥梁结构形式的选择32.1山区桥梁的结构体系32.2常规桥梁结构类型的选择3第三章桥梁上部构造设计43.1一般设计原则43.2具体桥梁设计53.320m预应力混凝土组合箱梁计算书53.3.1分析计算的主要内容53.3.2计算方法及原则53.3.3桥梁计算6第四章桥梁下部构造设计144.1桥墩144.2高墩144.3桥墩与路幅的关系15

2、4.420m跨径组合箱梁全幅断而双柱式桥墩计算154.5桥台174.6基础17第五章结束语18致谢语19参考文献20随着我国经济建设的发展，特别是县县通高速战略的实施，我国在山区修建的高速公路越来越多，山区高速公路地形地质复朵，构造物多，桥梁隧道总长占路线长度的比例大,有的山区高速公路，桥隧比例高达70%—80%。所以要设计成功一条山区高速公路，设计好其中的桥梁部分就显得十分重要。第一章山区高速公路的主要特点我国幅员辽阔，大部分地区以山区、丘陵地貌居多。随着我国的经济发展，大力发展山区高等级公路成为必然。因此，对山区高等级公路桥梁设计的研究具有重要的现实意义。山区高速公

3、路受地形和高速公路线形标准制约，在穿山越岭中难免遇山凿洞，逢沟谷溪流架桥,桥梁在路线中所占比例大。桥梁平纵线形受地形的影响较突出。曲线、大纵坡、高墩、长桥成为山区高速公路桥梁的一大特点。目前，关于曲线桥或直线高墩桥的设计学术界己有较多的研究,但对于曲线、大纵坡、高墩、长桥并存的这样一种具有典型山区高等级公路特征的桥梁设计，还处于摸索阶段。而恰恰是弯、坡、高、长,加陡边坡等几个因素的相互影响，增加了桥梁结构设计的复杂性。同时，复杂的地理环境和大量的构造物，给山区高速公路的养护和维修带来一定的困难，结构物的耐久性问题引起人们的进一步重视，也给设计提出了更高的要求。以下将针对

4、山区高速公路桥梁的特点，探讨山区高速公路桥梁设计的特殊性及釆取的相应措施。第二章桥梁结构形式的选择桥梁的平面、立面线形构成了桥梁体系的几何特征，选择何种桥梁结构形式来适应曲线、大纵坡、高墩组合下的几何特征,使结构设计更趋合理、更具耐久性，是设计必须首要考虑的问题。2.1山区桥梁的结构体系为了保证行车舒适，结构耐久适用，山区高速公路标准跨径大中桥一般均釆用先简支后连续结构或部分墩梁固结的连续-刚构混合体系。预应力混凝土连续曲线桥与直线桥相比的一个重要特点是梁体存在弯扭耦合作用。曲线梁在弯扭耦合作用下,具有沿某一变形不动点变形的趋势。而大纵坡桥梁在长期反复的汽车制动力作用下

5、,梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势，对于单向行驶的高速公路长桥，尤其突出。在曲线、大纵坡并存的情况下，梁体的这些变形趋势形成了上下部间的相对错动。当桥梁上下部间以支座联系时，这种错动趋势往往造成梁体相对下部的移动及支座受力的不平衡，甚至脱空。而釆用墩梁固结的连续-刚构混合体系可避免这一情况的发生。2.2常规桥梁结构类型的选择山区高速公路多数大中桥梁以跨越深沟、峡谷，或不良地质路段为主，且量广面大，设计的合理直接对工程的可靠性、运营养护的可实施性、结构的耐久性甚至整个项目的投资效益产牛重大影响。因此尽可能选择技术成熟、标准化程度高、养护要求低的预应力混凝土梁式桥作为首选桥

6、型。预制装配式桥梁跨径的拟定不仅要考虑经济性，还要看桥梁所在位置的施工场地条件、运输条件等。由于很多桥梁工地的预制、存放场地狭小，因而以少占场地、运输、起吊、安装交易的中小跨径为宜。另一方面，山区一般地质情况较好，基岩埋深较浅甚至出露，基础通常为扩大基础或刚性桩基础，基础费用相对较少，桥梁综合最优跨径相对一般平原区，亦趋于以较多下部构造换取小跨径为宜。第三章桥梁上部构造设计3.1一般设计原则山区高速公路，桥梁所占比重大，但一般来讲,大跨径桥梁方案毕竟是少数，绝大部分还是采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。大跨径桥梁一般是控制因素不同,方案也各不相同，具有较强

7、的个性特征，而标准跨径桥则更多的是具有共性特征，所以本文重点探讨标准化、装配化桥梁的设计。山区高速公路桥梁常用标准化、装配化跨径有16、20、25、30、40、50m,横断而形式有空心板、T梁、小箱梁等。对于跨径小于30m的，有空心板、小箱梁、T梁等三种结构可以选择，对于40、50m跨径，根据梁的受力特点，宜釆用T梁。30m以下，同一种跨径，究竟应当采用哪一种横断而形式，通过表1,就可以作出选择。-孔上部构造主要材料指标表表1梁高跨径横断面形式桥宽(m)工作面积(m2)混凝土(m3/m2)纲绞线(kg/m2)普通钢筋(kg/m2)数据来源