摘要：城市互通立交桥梁是立交桥的重要组成部分，对于桥梁的价值发挥和安全保障有重要的作用，所以强调桥梁的具体设计工作十分的必要。从目前的桥梁设计实践来看，在设计过程中需要对桥梁结构做多方面的分析，一方面，结构设计需要满足实际应用需要，需要符合桥梁安全的标准，另一方面，结构设计还要具备一定的审美效果，这样，桥梁才会具有实用性、观赏性等价值。简言之，城市交通立交桥梁的结构问题关系着桥梁的整体应用，所以对桥梁设计做综合性分析现实意义显著。本文对城市互通立交桥梁的结构相关设计做全面的分析，旨在为具体的设计工作提供指导和帮助。
关键词：城市互通立交；桥梁；结构；设计
引言
城市互通立交桥梁的结构设计在互通立交的整体功能发挥中起着重要的作用，所以必须要对其设计进行强调。从现实分析来看，设计工作包括多个方面，而影响桥梁整体价值的核心设计是结构设计，所以需要对结构设计的相关内容做研究和探讨。文章对互通立交桥梁的结构设计做具体的分析，指明设计过程中需要注意的内容，这对于设计工作而言有重要的指导作用。
1 城市互通立交桥梁结构设计概述
（1）上部结构设计。上部结构设计的目的主要是为了保证桥梁结构的具体使用效果，所以在设计的过程中，结构设计、优化等均考虑通行方面的要求。比如在上部结构设计中，桥梁的桥面宽度、桥面的结构形状等是设计的重要内容，一方面，桥面的宽度影响通行的速度和流畅性，另一方面，桥面结构形状对车辆运行安全有显著的影响。其他的比如桥面坡度设计等在车辆通行过程中也有重要的作用。简言之，桥梁上部结构的合理性对桥梁的实际通行效果有显著的影响，所以重视上部结构的设计优化非常必要。（2）下部结构的设计。下部结构主要关系着桥梁的稳定性和安全性，所以在结构设计的时候需要着重考虑桥梁的整体承重、受力荷载等。另外，在下部结构设计的时候，还需要对下部结构的交通环境等做分析，因此下部结构的整体美观度、结构占地等也需要做全面的考虑，比如桥墩的景观设计、整体式箱梁桥的箱梁设计等。简言之，下部结构的设计对桥梁结构的安全性和可靠性有显著的影响，所以需要做好相关分析，实现设计优化。总的来讲，互通立交的桥梁是由上部结构和下部结构组成的，其最终的利用效果不仅与单体结构的设计有关，与两部分结构的组合效果也有显著的关系，所以在做好上部结构和下部结构设计优化的同时，还需要对上、下部结构组合后的桥梁整体结构做分析，这样才能够实现结构的全面优化，最终达到预期的设计目标。
2 影响桥上部结构受力的因素
2.1圆心角的影响
对外伸横梁桥来说，中心角度的大小会影响桥的力情况。较小的角度会对桥施加较小的扭转力，角度在一定范围内受到的力与直线梁桥类似。角度越大，力情况就会发生变化。角度越大，对梁施加的力就越大，纵向弯矩的计算公式也会发生变化。因此，在弯曲梁的设计中，根据角度和弧长的变化选择相应的计算方法。
2.2曲率半径的影响
弯梁桥中曲率半径的改变会影响受力情况，而某些力在特殊区域中可能会增加挠度和变形。结构设计必须与实际行驶相结合，曲率太大，驾驶过程中驾驶员无法充分观察角度的变化，对行驶速度失去控制。在恒定曲率半径下，腿部的扭曲变形不会无限增加或导致不稳定。曲率半径达到一定程度时，扭转变形可能会增加，在这种情况下，需要更可靠的设计来支持安全，并且可能会增加成本。曲率半径选择必须与桥梁的跨度相匹配，以确保桥梁的弯曲程度符合规范。根据整座桥的线性和桥位置，选择最适合设计曲率半径的值。
2.3桥梁宽度的影响
桥梁宽度决定行车道数，宽度越大，桥梁的负荷就越大，上部结构的负荷增加，校内下部基础和桥墩结构设计的变化也会发生。曲率半径恒定时，桥面宽度越大，对结构设计不利；桥面宽度越小，扭转效果也不会出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桥面宽度的增加会产生车辆行使引起的偏心载荷，必须考虑偏心载荷引起的扭转力。
2.4支撑方式的影响
支撑方法不同时，顶部结构的内力分布会有所不同，因此必须在结构设计中合理选择支撑方法，并确保不适当的支撑方法不会损坏顶部结构。合理支撑限制上层建筑，桥梁上层建筑在允许范围内移动。此外，支撑将力联合起来，保证结构的安全。
3 互通式立交桥梁设计的关键点
3.1做好前期设计分析
在互通式立交桥梁设计工作开展之前，需要对现场进行资料收集，主要了解建设区域的总体交通情况、地质勘察、市政管线规划设计等多个方面的内容。对于建设区域周围情况的了解便于后期进行准备，了解现场建设要求、条件，然后针对互通式立交桥梁的平立面、立交设计中面、市政管线之间的联系进行合理规划，对交通量进行预测、分析、总结，确保主次交通流向准确。
3.2考虑整体线形组合的设计
互通式立交桥梁应用广泛，其设计要结合工程建设实际，并满足相应的标准、规范要求，才能设计出良好的桥梁线形。在设计过程中要抓住重难点，在此基础上进行整体线形组合设计，线形好坏事关互通式立交桥梁的实际作用，且是线形质量的基础。需要特别关注互通式立交桥梁整体线形组合设计工作的开展，以平、纵、横指标为参照，综合多方面问题进行有效组合，尽量满足现场匹配要求，避免盲目追求高指标，处理时注意细部与端部联结构造及端部之间的构造，横坡变化尽量要缓。
3.3合理设计桥梁
互通式立交桥梁的在设计过程中，需要考虑的因素较多，如纵坡设计、平曲线半径等方面的因素，不同的设计内容需要相应的工作予以配合，这与互通式立交桥梁的安全性关系非常密切。其中变速车道的坡度要避免与纵坡相同，主要是由于一般情况下技术指标低于主道技术指标，若二者坡度相同，会在进入变速车道时降低行车速度，进而降低平曲线直径，增加横向力系数，不仅影响驾驶感受，还会威胁车辆行驶安全。另外，当两者坡度相同时会出现超高横坡，影响道路排水，由于主线纵坡、横坡存在变化，分流段、合流段变速车道相同时需要将主线变为曲线，同时，将外侧变速车道设计成向外的横坡，在不同车道使用不同方式进行过渡。
3.4处理好变速车道与其他车道间的关系
互通式立交桥梁中单车道减速车道出口起点要设置在主线外侧行车道中心线上，出口角度要控制在较小范围内，特别是主线计算行车速度较大时，选择合适的出口角度有利于主线车辆快速、平稳驶出。对于直接式车道分流点来说，曲率半径、回旋参数要满足设计标准；对于下坡路段减速车道、上坡路段加速车道、渐变段的最小长度、渐变率要满足纵坡修正要求。一般情况下，在互通式立交桥梁范围内主线行驶的驾驶人员容易出现超速行驶状态，需要更长的减速距离。对于速度低、车身长、加速不灵敏的载重车辆或大客车来说要加速到与主线车速相同也需要较长的距离。所以，对于面道设计指标较低、主线设计时速臆100km的可以设置高一个设计速度档次的变速车道长度，以便减少这种情况。
结束语
市互通立交在解决道路交汇处车辆拥堵方面有不错的效果，是城市道路系统整体功能发挥的重要组成部分，所以重视城市互通立交的设计和建设有十分突出的现实意义。就当前的资料分析来看，互通立交的应用实际效果和桥梁的结构有显著的设计，如果结构设计不合理，的效果发挥不出来，立交整体的应用价值会打折扣，所以强化结构设计是非常必要的。
参考文献
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论文作者:张光军
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷21期
论文发表时间:2020/3/14
标签：桥梁论文; 结构论文; 结构设计论文; 车道论文; 曲率论文; 桥面论文; 半径论文; 《建筑实践》2019年38卷21期论文;