浅谈高速公路桥梁设计.pdf

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1、浅谈高速公路桥梁设计胥强1，徐鹏2(1．吉林省路桥设计公司，吉林长春130061；2．长春市市政工程设计研究院，吉林长春130033)摘要：本文结合长农高速公路分离立交桥的设计，论述了从高速公路桥梁设计原则、桥梁结构设计以及设计中所需注意的问题，为今后类似工程设计提供借鉴资料。关键词：桥梁工程；分离立交：控制；设计中图分类号：U442．5文献标识码：B文章编号：1672—4011(2010)06—0078一021工程概况本项目位于东经125。00’至125019’，北纬43。50’至45000。长春市区和农安县境内地貌类型属冲积洪积台地平原，海拔高度在

2、145—300m地形起伏变化较小，属平原区地形。沿线植被以旱田为主，水田为辅。区域地层：主要由第四系全新统、上、中更新统低液限粘土覆盖，局部为淤泥质粘土，尖灭或透镜体状，下部为白垩系泥岩、粉砂岩。其中，表层5—8m低液限粘土，呈软塑一硬塑状态，以下到泥岩层的低液限粘土呈硬塑一坚硬状态，局部夹2—4m的中～粗砂，中密。自垩系泥岩固结较差，岩质较弱，风化严重，但仍为良好持力层。沿线所经地区在地质构造单元上属吉黑褶皱系松辽中断陷。白垩系时期，由于地壳运动加剧，形成巨大拗陷，沉积巨厚。第三系至第四系，盆地东部急剧升起，四周长农上升幅度大于该盆地的上升幅度。K5

3、90+554．478热电一厂公铁分离立交桥址区上覆地层主要为第四系全新统粘性土，软可塑一硬塑状态，[fao]=160—220kPa，qik=40—55kPa，下伏基岩为白垩系泥岩、粉砂岩，风化剧烈，中风化泥岩可作为良好的持力层及桩端持力层。2高速公路桥梁设计原则分析修建高速公路分离立交桥梁通常结合当地的地理、地貌环境进行比较分析在设计时遵循以下原则：(1)环境保护原则环境保护原则是指在桥梁结构设计、桥梁修建位置的选择及施工方法的选择时，尽可能最大程度的降低对周围环境的破坏；(2)建设成本最低原则是指在长农高速公路桥梁修建时，在保证桥梁质量的前提下，尽可

4、能使桥梁的造价达到最低。通常降低桥梁造价的方法有c通过改变桥梁设计结构来降低造价、因地制宜选择桥梁建筑材料来降低造价、选择最佳施工方案来降低桥梁造价等。修建的桥梁必须达到国家规定的技术标准和规范这一原则的提出，主要是确保桥梁的质量和使用寿命。3高速公路桥梁结构设计桥梁结构的设计主要包括外部结构的设计和桥梁的抗压抗震等设计。桥梁外部结构的设计主要是指桥梁外形的设计，如将桥台设计成u型。桥梁的抗压、抗震及承载力设计主要是桥梁设计时必须要通过一定的数学模型分析及软件仿真等，来对桥梁的这些指标进行测试，看是否达到了设计要求。从垂直方向来看整个桥梁的设计，桥梁结

5、构的设计可以分为上部结构设计和下部结构设计。(1)上部结构设计根据本人多年从事长农高速公路桥梁设计及施工的经验可知，目前长农高速公路的桥梁上部结构主要有简支梁板式桥、连续梁桥和先简支后连续式桥。简支梁板式桥。通常简支梁在公路桥的修建中具有广泛的应用。这主要由于简支梁的结构简单，受力分析简单，施工方便；连续梁桥在修建桥长较长、弹孑L跨径较大的大桥时，一般采用连续梁桥。常用的连续梁桥有连续箱梁桥和连续钢构梁桥；先简支后连续式桥。先简支后连续式桥一般适用于中小跨径桥梁。这种结构的形成方法主要有两种，一是连续桥段按钢筋混凝土结构设计，一种是连续段按预应力结构设

6、计，前一种方法因缺点较多。已趋于淘汰。当前先简支后连续式桥的形成方法主要是将简支梁预制安装到位，然后在墩顶位置现浇连续段形成整体，再通过预应力钢索张拉后。经支座转换形成连续体系。新型的先简支后连续桥克服了传统简支桥使用寿命低、维修费用高、耗材多、造价高以及传统连续桥造价高、工期长的缺点，具有施工方便、工期短、经济效益高等优点。(2)下部结构设计长农高速公路路线平曲线多、平面半径小、纵坡大，受这些地形、地势条件的限制，长农桥梁的设计难度较大。一般来说，桥梁下部结构设计主要是以下几个问题：墩高与跨径的关系20m跨径桥梁墩高一般为12—20m，30m跨径桥梁

7、墩高一般为18—30m，40nl跨径墩高一般为24～40m是比较合理的，在实际设计中，应根据桥梁长度、桥墩高度等，选取若干上部结构跨径，进行综合经济比较，从而得出适合的上下部结构比例；桥墩高度较短的桥墩多采用柱子式墩，柱式墩常分为圆墩和方墩，设计时应综合考虑多方面因素选择桥墩。高墩设计时应考虑稳定性问题。矮墩的稳定性基本可以保证，其截面尺寸一般由强度设计控制；桥梁基础的设计基础是桥梁下部结构的重要组成部分，在桥梁结构物的设计与施工中占有极为重要的地位，对结构物的安全使用和工程造价有很大的影响。常用的基础形式为扩大基础与桩基础。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地

8、质较差的地段可采用摩擦桩；扩大基础或称明挖基础属直接基础，是将基础底板设在直接承载地基上，来自