大中橋樑設計注意要點

1.大中橋樑總體設計原則

（1）大中橋樑位均應符合路線總體走向，路橋綜合考慮。

（2）橋位儘量選擇在河段順直、河道較窄的位置，以減短橋樑的長度。

（3）橋孔佈設除滿足設計流量，水位要求外，一般要不壓縮河道，對有防洪、搶險和通行要求的河堤，要留有人、車通道。對於遊蕩性的河道，橋孔佈設留有餘地，並結合河道情況設定必要的導遊工程，以保證橋樑的安全和洪水安全渲洩。

2.大中橋樑設定原則

（1）在跨越深溝時，根據溝底縱坡，填土高度及工程地質等因素進行分析，填土高速大於25cm時，考慮採用橋樑跨越。

（2）為避免水毀橋樑，橋孔佈設原則上不壓縮河槽。對於山前擴散及變遷河段，橋樑長度應考慮河槽擺動的因素，為確保水流及漂浮物順利透過橋孔，大橋跨徑不宜小於20cm。

（3）在地形複雜，山坡陡峻處的山谷橋樑，布孔時應根據橋址縱、橫斷面佈設。為避免錐坡落空或墩臺基礎懸空，橋臺高度不宜過高。

（4）平原區橋樑孔徑佈設以水文計算成果為依據，並結合河道的地形、地貌及相關情況予以確定。

3.大中橋樑結構型別的選擇

3。1橋樑選型原則

橋樑結構形式的選擇應遵循“安全、適用、經濟、美觀”的原則，結合橋位處的地形、地質、施工條件等因素，以技術先進、節約投資、施工方便可行、方案合理、行車舒適為原則，具體如下：

（1）為保證橋面平整，行車舒適，上部結構宜採用連續結構或橋面連續結構。

（2）受填土高度控制時，為降低路基填土高度，上部結構宜採用建築高度較小的結構型別。

（3）為縮短工期、降低造價、便於技術質量管理，一般大、中橋儘量採用統一的結構形式。山區橋樑主要採用中等跨徑的T型橋樑，平原區推薦採用連續箱梁。

（4）當跨越深谷，墩高大於20m時，上部結構宜採用較大跨徑的連續梁和連續鋼構橋樑形式，以降低工程造價。

（5）山嶺重丘區的橋樑，由於地面坡度較大，為減少基礎工程量，避免深挖基坑帶來的地質病害，基礎形式宜採用樁基礎。

（6）橋樑基礎形式根據地質情況及地面坡度的不同，可採用樁基礎和擴大基礎，墩身型式根據墩高的不同，分別採用柱式墩和薄壁空心墩。

（7）中橋上部結構型式一般採用跨徑20cm或跨徑16cm的預應力混凝土空心板跨徑10cm、13cm的鋼筋混凝土空心板，上部結構採用橋面連續。

3。2 橋樑結構選型

（1）上部結構型別及跨徑選擇 

為方便施工、保證施工質量、縮短施工週期，確保工程安全，對於橋樑結構型式全線進行了統籌考慮，儘量採用便於機械化、工廠化、標準化生產的中等跨徑預製安裝構件。位於山區的橋樑，當橋墩較高時，因下部結構造價佔全橋總造價的比重增大，選用較大跨徑較為合理。一般地，對山區特大、大型橋樑，上部結構根據墩身高度宜採用25m～40 m裝配式預應力混凝土連續箱梁，25m～50 m裝配式預應力混凝土連續T梁，16m～20 m的先張法預應力混凝土空心形等橋型方案。

對橋墩較低的橋樑，方案設計時亦可考慮預應力混凝土T型梁方案，但T梁方案存在以下缺點：

①建築高度大，在要求橋下淨高相同的情況下，橋頭路基土高度基本上由橋樑高度控制，採用T梁勢必增大路堤填土高度。

②工程造價稍高，經造價分析，在24。5 m寬的路段，50 mT梁、40 mT梁、30 mT梁、30 m箱梁、25 mT梁、25 m箱梁、20 m空心板、16m空心板上部構造平均每延米建安費依次為40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元。根據近幾年國內特別是江蘇、廣東、山西等地的使用經驗，矮箱梁比T梁施工工期短，後期養護量小，外形美觀，造價便宜（便宜約10%）等特點，因此，大中橋樑上部結構一般採用預應力混凝土連續箱梁。

（2）基礎型別選擇

山區大中橋樑基礎形式的選擇，若僅從承載力角度出發，可採用擴大基礎，山區地面坡度較大，採用擴大基礎不僅開挖基坑工程量大，對環境破壞嚴重，而且開後環形較高的臨空面難以防護，可能造成山體失穩或其它病害。與樁基礎相比，擴大基礎不僅工程造價上沒有優勢，而且存在工程病害等難以處理的不利因素。故山區大中橋基礎宜採用樁基礎。

4.大中橋樑設計方法

4。1橋型方案設計方法

（1）跨越沖溝、峽谷時橋樑長度在布孔時宜適當加長，橋臺深入挖方段不少於3m，迎水面採用30m厚7。5號漿砌片石鋪砌至溝底，橫橋向每側鋪砌15m。

（2）當地質條件好，溝形狹窄，平曲線半徑R≥1800m，且弓玄差在20cm以下者，橋型方案首選纜索吊裝箱形鋼筋混凝土拱，平曲線由拱上建築形成，橋臺採用石砌重力式橋臺或框架式組合橋臺。

（3） 當橋樑位於較小平曲線半徑時，橋型方案確定應考慮以下因素：

①平曲線半徑R≤500m時，上部結構宜採用預應力混凝土空心板或部分預應力混凝土組合箱梁或鋼筋混凝土現澆連續箱梁。

②當單孔跨徑拱弦差小於15cm，梁端張口小於50cm時，且：

A 墩高H＜15m時，距徑選用16～25m，上部結構宜採用預應力混凝土空心板或部分預應力混凝土組合箱梁。

B 墩高15m＜H≤25m時，跨徑選用25～30m，上部結構宜採用部分預應力混凝土組合箱梁或預應力混凝土連續T梁。

C 墩高25m＜H≤40m時，跨徑選用30～40m，上部結構宜採用部分預應力混凝土組合箱梁或預應力混凝土連續T梁。

D 墩高H＞40m時，跨徑選用40～50m，上部結構宜採用預應力混凝土連續T梁。 E 墩高H＞15m時，上部結構可以考慮預應和混凝土連續或預應力混凝土連續剛構。

4。2橋樑上部結構佈設方法

4.2.1 現澆箱梁的佈設方法

（1）鋼筋混凝土現澆連續箱梁，孔徑組合一般採用（16＋n×20＋16）m，橋墩採用獨柱或雙柱式墩，樁基礎。

（2）當平曲線半徑較小，拱弦向距離大於15cm時，須考慮橋墩向外側移。

4.2.2 預製空心板梁的佈設方法 

（1）當內外側梁長之差小於等於標準跨徑的2%時，橋樑佈設以路線中心線為準，按標準跨徑設定，優先考慮等角度佈設。

（2）當內外側梁長之差大於標準跨徑的2%時，橋樑佈設以左右半幅橋樑中心線為準，按標準跨徑設定，考慮採用平行佈設。 4。2。3 預製組合箱梁或T梁的佈設方法

（1）橋墩儘量按等角度佈設。

（2）墩頂橫樑內側尺寸不應小於通用圖尺寸，外側尺寸 不應大於內側尺寸的兩倍。

（3）對於等長預製梁，當滿足不了第2條時，左右半幅橋應錯墩布置。當錯墩布置仍滿足不了要求時，預製梁採用不同的長度。

具體到一座橋設計時，上部構造設計要處理好兩個關係：

第一，處理好跨徑與墩高的關係。跨徑與墩高的關係按橋樑美學原則，一般應選擇比值為0。618—1之間，透過經濟比較，往往又是經濟的，也就是說20m跨徑T梁適應的墩高一般為12—20m，30m跨徑適應的墩高一般為18—30m，40m跨徑適應的墩高一般為24m—40m。山區高速公路地形起伏變化頻繁，通常應根據地形選擇一種跨徑，不宜根據墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時，可以採用20m與30m或者30m與40m的組合跨徑。當一座橋樑，有幾種跨徑方案可選擇時，應結合上下構做造價分析比較再做選擇。

第二，處理好上部構造（板或梁）與平面曲線半徑的關係。

橋位處平面曲線半徑對橋樑跨徑的選擇及平面佈置影響較大，主要表現為兩個方面，第一是內外弧差，第二是中矢高。

墩臺徑向佈置時，由於曲率半徑的影響，內外梁梁長不等，半徑越小，內外梁梁長差越大。解決此問題一般兩種途徑，一種是根據平面半徑變化梁長，另一種是不變梁長透過加大帽梁，加大封錨端或加長現澆連續段處理。第一種方法變化梁長，設計簡單，帽梁尺寸較小、規格統一，但一個標段，如果有幾座橋處於不同的曲線半徑上時，預製梁長度種類就較多，頻繁調整模板雖不算很難，但每片梁都需要編號，堆放預製梁需要很大場地，這對“地無百米平”的山區確實是難以解決的問題，因此一般不採用變梁長方案。

採用等梁長方案時，如果半徑較大，內外梁梁長差不大，可以採用內弧長等於標準跨徑佈置，如果半徑較小，可以採用半幅橋中線弧長等於標準跨徑佈置，這樣連續段長度一端比標準長度增加，一端減小。內外弧差的問題解決後，還有中矢高的問題，一般中矢高10cm以內，可以透過調整護牆內緣使之適應平面線形；半徑較小，中矢高大於10cm時，由於護牆一般為50cm寬，護牆調整太大外觀不美，護牆功能亦削減。此時亦有兩種解決辦法，一種是預製梁外緣按實際曲線預製，另一種是預製T梁邊梁時，將邊梁多預製一段長度，讓現澆橋面板和護牆來適應平面線形。邊梁按實際曲線預製時，邊梁翼緣板由於兩側不等寬，剛度不等，施加預應力時可能出現側向翹曲，且不同半徑外邊梁形狀不一樣，種類多施工較麻煩。第二種辦法雖然材料稍有浪費，美觀性稍差，仍優於前一種。

高速公路橋樑上部構造造價：

經造價分析，在24。5 m寬的路段，50 mT梁、40 mT梁、30 mT梁、30 m箱梁、25 mT梁、25 m箱梁、20 m空心板、16m空心板上部構造平均每延米建安費依次為40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元。 根據近幾年國內特別是江蘇、廣東、山西等地的使用經驗，矮箱梁比T梁施工工期短，後期養護量小，外形美觀，造價便宜（便宜約10%）等特點，因此，大中橋樑上部結構一般採用預應力混凝土連續箱梁。

4。3橋樑下部結構佈設方法

4.3.1橋墩設計方法 

（1）墩高H＞30m時，宜採用薄壁空心墩，截面縱向尺寸為（跨徑/20＋0。5）m （2） 墩高H≤30m時，宜採用單排樁柱式墩。

（3）當基礎覆蓋層厚度於5米時，基礎採用樁基礎；否則，採用擴大基礎。

（4）一座橋樑橋墩儘量採用一種形式，墩柱斷面以最大墩高之截面為準。

（5）跨徑20米預應力混凝土空心板與跨徑25米部分預應力混凝土組合箱梁可採用同一標準下部尺寸。

（6）板梁式橋單排樁雙樁雙樁式墩立柱之間距L可用下式估算： L＝K。B/cosΦ B－橋寬（m）， Φ－斜度（度） K－立柱間距係數，板橋K＝0。55～0。65；T型或I型梁橋K＝0。53～0。57；箱型梁橋長K＝0。50～0。55。

（7）橋墩承臺系梁設計方法如下：

① 可能受船舶、大冰圬等墥擊的橋墩，若無其它防撞設施，樁頂應設承臺。

② 地震基本烈度≥8度的地區，墩高大於7m時，樁頂應設系梁。

③ 墩高超過20m時，樁頂應設系梁。

4.3.2橋臺設計方法

（1）臺高H＜5m且側向及臺前可設錐坡時，宜選用柱式橋臺；臺高H≥5m且側向及臺前可設錐坡時，宜選用肋式橋臺；臺高H≥5m且側向可設錐坡時，宜選用“U”型橋臺。一般地，臺高H控制在8m以內最為經濟。

（2）橋臺承臺不宜埋置太深，其底面以埋入地下1m為宜，以改善樁基受力，降低工程造價。

（3）為降低工程造價，肋式橋臺肋數不宜多於橋墩柱數，橋臺承臺上不宜設定擋牆。

 4.3.3其它 

（1）伸縮縫估算方法：D=（Δt×L×10-5×103＋20）mm；D－伸縮量（mm）； Δt－極端最高氣溫與極端低氣溫的差值（度）；L－聯變形長度（m）。

（2）預製梁長的預留值不應作為伸縮縫預留寬度的一部分。

（3）山嶺重丘區高等級公路構造物（大中小橋、涵洞、通道等）的設定就少於2。5個/km。

（4）墩、臺蓋梁計算未考慮墩、臺身和蓋梁的固結作用。對於雙柱墩、臺近似簡化為簡支結構計算，對於三柱墩臺近似簡化按連線結構計算。

（5）基樁按彈性磨擦樁或嵌巖進行計算時，有效樁長不得小於5d（d為樁徑），有效樁長自最低沖刷線或樁側土厚度不小於2。5d處起算。

（6）橋面橫坡以墩、臺身高度的變化予以調整，支座墊石厚度為定值。

（7）為了在橋臺耳牆內護欄受撞後不致影響耳牆安全，耳牆相外移了25cm或30cm，為此，橋頭路基兩側均應加寬50cm或60cm，從錐坡頂點起10m過渡到正常寬度。

結束語

一般地講，平原區、城鎮人口密集區、旅遊專線、立交區的橋樑在選型時應注重其經濟性、美觀性和安全性；山嶺重丘區的橋樑在選型時應注重其經濟性、施工難易程度和安全性。但是，隨著新材料、新工藝、新技術的不斷湧現，人們對橋樑結構的認識不斷提高。因此，對結構工程師而言，追求合理、美觀、經濟、安全的橋型方案是永無止境的。

築龍路橋市政，贊12