! Q: Science and Technology Innovation Herald 工程技术 长农高速公路分离立交桥设计探讨 徐鹏 王艳军 (1.长春市市政工程设计研究院 吉林长春 1 30033;2.吉林省公路勘测设计院 吉林长春 1 30021) 摘要;本文从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:桥栗工程 分离立交 控制 设计 中图分类号:U4 4 2 文献标识码:A 文章编号:1674—098X(201o)l1(c)一011 7-01 计要求。从垂直方向来看整个桥梁的设计, 4桥梁设计中需要注意的问题 建设管理以及施工方面的问题。对采 本项目位于东经l25。00 至125。l9 , 桥梁结构的设计可以分为上部结构设计和 用等跨结构的较长桥梁,应根据地形、地物 北纬43。50 至45。00。长春市区和农安县境 下部结构设计。 内地貌类型属冲积洪积台地平原,海拔高 (1)上部结构设计根据本人多年从事长 条件采用灵活桥跨布置,不宜强求采用全 1工程概况 度在145~300m地形起伏变化较小,属平原 农高速公路桥梁设计及施工的经验可知, 桥等跨、全桥斜交、全桥错孔等方式;对地 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~ 硬塑状态,以下到泥岩层的低液限粘土呈 硬塑~坚硬状态,局部夹2~41TI的中~粗 砂,中密。白垩系泥岩固结较差,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。K590+554.478热电 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, ffao]=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 一层。 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 可能使桥梁的造价达到最低。通常降低桥 梁造价方法有: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。 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、弹孔跨径较 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 设计,前一种方法因缺点较多,已趋干淘 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一下 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跨径桥梁墩高一 形起伏变化较大的桥梁,桥墩应结合运营 状态的应力和变形条件,尽量采用统一的 型式,但不能绝对统一;现在设计单跨20~ 40m跨径的特大桥往往采用预制安装连续 刚构结构,但在使用过程中也存在一些问 题等;结构设计上的特殊考虑,如曲线、大 纵坡长桥下的高墩变位控制;墩弯曲稳定 性计算问题;陡边坡上的桥墩设计等;野外 勘察期间收集基础材料,如水文资料的收 集、软基的勘察、净空四角空间的复核计算 等。因为长农高速公路的路线一般较高,设 计水位一般不控制路线纵断面和桥梁标 高,易忽视水文资料的收集,软基勘察的忽 视可造成基础设计或构造物移位的变更, 其它方面的细节问题,如单跨20m-40m跨 径的特大桥,一般均设计为混凝土构造,若 未重视桥面排水设施的设计造成桥面集 水,不仅会影响桥面结构的使用,还会造成 行车安全事故等。 5结语 长农高速公路桥梁设计有许多地方值 得探讨,本文仅涉及了其中较少的部分。随 着经济的发展,对长农高速公路的需求也 会更多,这就要求我们要加强这方面的研 究。 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 板直接传递给承载地基。般为l 8~3Om,4Om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,来自上部结构的荷载通过基础底 参考文献 [1】张斌.公路工程质量影响因素分析【J】. 中国科技财富,201O年第l4期. 【2】要锡全,张宝全.哈尔滨绕城公路黑大 公路分离立交桥设计【J】.黑龙江交通科 技,2007年第l期. [3】苏计锁.大西分离立交桥设计[J].山西 建筑,2003年第7期. [4】赵金云,吴小云.贵溪大桥主桥设计与 施工【J】.公路与汽运,20l0年第4期. 【5】张志伟,向长征.浅谈先简支后结构连 续梁桥设计….黑龙江交通科技,201O年 第4期. [6]潘俊.柳江至龙南公路定良清水河中桥 设计及施工注意事项[J].民营科技,2010 年第7期. [7]康炜.包西铁路洞子崖特大桥设计【J】. 铁道建筑技术,201O年第6期. 科技创新导报Science and Technology Innovation HeraId 1 1 7