高速公路互通区桥梁设计探究论文_张国飞

高速公路互通区桥梁设计探究论文_张国飞

中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430014

摘要:随着我国经济的迅速增长,带动了各行业的兴起与发展,促使高速公路在全国范围内的迅速普及;在建设高速公路时,互通区桥梁的设计是一个非常值得重视的问题。本文分析了高速公路互通区桥梁的特点,根据施工方法的不同,介绍了几种的桥梁设计方案,分析其优缺点以及适用条件,希望能够为我国高速公路互通区的桥梁设计提供理论基础,促进我国高速公路事业的迅速发展。

关键词:高速公路;互通区桥梁;设计探究

一、高速公路互通区桥梁设计的特点

高速公路互通区桥梁相较于一般的主线桥梁有很大的不同,互通区桥梁主要有如下三个特点:第一,互通区匝道桥平面主要位于圆曲线及缓和曲线上,因此相较于主线桥,互通区桥梁的圆曲线半径更小,在外荷载的作用下,会产生十分显著的“弯扭耦合”效应,使内外侧腹板受力有明显差异,同时导致内外侧支座受力不均,甚至出现支座脱空现象。第二、高速公路互通区桥梁的结构形式较为复杂,通常存在大量常规变宽、变高以及异形结构,其受力十分复杂:除纵向弯矩与剪力外还承受横向扭矩与弯矩。第三、在互通区桥梁运营的过程中,高速公路交通流量较大,并且无法中断,因此在互通区桥梁设计的过程中,要考虑到运营时期对于交通路况的影响的可能,尽最大的可能减少对于公路交通运营的影响,并增加行车舒适性。

二、高速公路互通区桥梁的常见类型

根据高速公路互通区桥梁的施工方法的不同,可以将互通区桥梁分为钢梁桥、预制混凝土梁桥、满堂支架现浇混凝土梁桥以及悬臂施工混凝土梁桥几种常见类型。下面分析了这几种常见类型的优缺点及适用条件。

(一)钢梁桥的优缺点及适用范围

钢梁桥常见的结构有钢桁架桥、钢箱梁桥及钢混组合梁桥,这种梁桥的建造可以在工厂中进行,在工厂中制造好桥梁的钢构件再将其运输到施工现场进行组装。其优点包括以下几方面,首先,由于桥梁构件在工厂中就已经建造好,构件的制造精度高;桥梁构件相对较轻方便运输;同时在现场进行焊接拼装也十分便利,对施工场地要求较低,对现有交通影响较小。其次,桥梁的跨越能力大,梁高较小,因此桥梁外形线条简洁以及结构简单,视觉效果较好。最后,桥梁构件的塑性好、强度高,因此具有良好的抗震能力。但是该桥梁类型还是有不足的地方,该种桥梁的耐火性、耐腐蚀性相对混凝土桥梁较差、造价较高,后期进行维护的费用也很大,因此经济性不高。

(二)预制混凝土桥梁的优缺点及适用范围

预制混凝土桥梁主要有三个方面的缺点,第一,该种类型的桥梁不适用于小半径的曲线桥梁上,这主要是由于该种类型的桥梁很难制作为曲线桥,尤其是建造成曲线半径较小的桥。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二、该种类型桥梁的跨径不能制作的特别大,如果建造的跨径过大,就会导致桥梁的结构尺寸过于笨重,吊装的重量也就变得很大,造成运输费用过高、施工困难的现象。第三、当单幅桥宽很宽时该种类型桥梁的横向将有很多片梁,影响桥梁的视觉体验。同时,该种类型的桥梁也具有其优点,首先桥梁结构简单、受力明确;建造时,可以进行桥梁上下部的同步施工,因此可以加快施工的进度,进而缩短桥梁的施工周期。其次,该种桥梁上下结构均为混凝土,因此相对于钢结构的桥梁,改种桥梁类型的护养成本很低。最后,该种类型桥梁是最常用的一种类型,技术成熟,施工方法可靠,该种桥梁类型适用于桥梁平面为直线段落或平面曲线较大时的桥梁建造情况。

(三)满堂支架现浇混凝土桥梁的优缺点及适用范围

该种桥梁类型通常适用于曲线段的桥梁或变宽的桥梁,一般情况下,桥梁的跨径不超过60m,采用满堂支架现浇混凝土桥梁较为经济。这主要是由于该桥梁建造的结构美观、外形轮廓清晰、结构轻巧、流畅。同时该桥梁类型可以根据实际情况进行桥梁宽度和曲线半径的调整,因此可以适用于大多数的曲线平面要求,可以进行各种宽度和曲线的桥梁建造,并且这种桥梁类型施工十分方面,不需要大型吊装设备的辅助。同样的该种桥梁类型也具有缺点,首先,这种桥梁类型建造是无法进行上下结构的同时施工,因此,施工周期较长。其次,该种桥梁类型的桥下航通和车辆通行会受到一定程度的限制,不利于道路交通的运行,最后满堂支架桥梁一般不能应用于墩高超过20m的桥梁,存在很大的局限性以及建造过程如果遇到软泥土段,需要进行处理,会增加一定的建造费用。

(四)悬臂浇筑法施工混凝土桥梁的优缺点及适用范围

首先,该种桥梁的跨越能力很大,对于超过60m跨度的混凝土桥梁,通常采用的都是该种类型的桥梁建造方法,其次该种桥梁采用的是无支架的施工方法,因此不会对桥下的通行造成阻碍。最后由于该种桥梁采用的是分段施工的方式,有利于变高度箱梁的施工,因此桥梁设计十分轻巧、美观。但是该种桥梁也有缺点,主要是该种类型桥梁的施工方法很复杂,因此需要采取措施进行桥墩的加固,对桥梁的受力和挠度产生一定影响。所以,该种桥梁适用于跨度较大、对于桥下通行要求高的区域。

三、结束语

总而言之,本文介绍的钢梁桥、预制混凝土梁桥、满堂支架现浇混凝土梁桥、悬臂施工混凝土梁桥的几种桥梁类型,都具有其的优缺点和适用条件,因此在实际选择时,要根据施工方法的运用选择不同的桥梁建设方案,每种方案都有其的不足之处,但是也有其的优势,需要采用合理的桥梁建设方案,才能建造出施工便利、经济性高、养护方便的互通区桥梁。希望通过本文对于这几种桥梁类型的介绍,能够为实际桥梁建造方案的选择提供参考,促进我国高速公路建设的迅速发展。

参考文献

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[2]孙双燕. 高速公路互通区景观设计研究[D].湖北工业大学,2015.

[3]刘双喜,余江,马学军.从莞高速公路互通区桥梁拼宽设计与施工工艺[J].公路交通科技(应用技术版),2015,11(03):181-183.

论文作者:张国飞

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/29

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