王佩祥

摘 ?要：公路橋梁橋型方案的比選是橋梁設計中的重點和難點。本文以某公路橋梁橋型方案比選為實例進行說明，闡述了大型公路橋梁橋型方案設計比選時橋梁類型的選擇與要求，以及橋型方案設計的比選方法，為以后的的橋梁方案優(yōu)化選取提供借鑒。

關鍵詞：連續(xù)剛構;拱橋;簡支梁橋;方案比選

1 工程背景

1.1 地形

1.2 地質描述

覆蓋層為塊石土，厚1.5m～3m，下伏基巖為砂巖。

1.3 水文情況

低水位239.0，設計洪水位245，設計洪水頻率1/100。

1.4 橋面布置

凈9m（行車道）+2x1.5m（人行道）+2x0.25m（欄桿）=12.5m

1.5 設計荷載

公路I級，人群荷載按規(guī)范取值

1.6 當?shù)貧庀笄闆r

多年平均氣溫為16℃，極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫-2℃

2 方案設計

2.1 連續(xù)剛構橋方案

主跨布置為3跨85m+160m+85m連續(xù)剛構橋，外接兩跨30m簡支梁。主橋邊主跨比85/160=0.531。該橋主梁采用單箱單室截面，支點梁高8m，頂板厚30cm，底板厚100cm;跨中梁高3m，頂板厚30cm，底板厚40cm。

橋臺采用重力式U型橋臺，主橋橋墩采用雙柱式薄壁柔性墩，基礎采用擴大基礎;引橋橋墩采用等截面圓柱墩，基礎采用端承樁基礎。

連續(xù)剛構橋一般采用掛籃平衡懸臂澆筑施工，施工較簡單，且經(jīng)驗豐富，施工工藝成熟。

但具有工期長的缺點。

2.2 預應力混凝土簡支梁橋方案

橋垮布置為3×40m+4×40m+3×40m。該橋主梁采用預應力混凝土簡支T梁，橫橋向共5片T梁，每片T梁寬2.5m，翼緣板懸臂長1.15m，腹板厚20cm，支點馬蹄寬74cm。兩岸橋臺采用重力式U型橋臺。

簡支梁橋一般采用預制T梁安裝施工，施工簡單方便，且經(jīng)驗豐富，施工工藝成熟，但其外形單調，不美觀。

2.3 上承式鋼筋混凝土拱橋方案

該方案為上承式拱橋，孔跨布置為3×30+11×17.1+4×30=398.1m，大橋全長415.1m，橋面全寬12.5m。主橋為鋼筋混凝土箱型拱橋，凈跨徑為180m，矢高36m，矢跨比為1/5。主拱圈做成分離式箱板拱，箱板拱由多條閉合箱肋組成多室箱形截面。拱圈橫向等寬10.5m，高2.8m，分為7個拱箱，分七環(huán)七段吊裝，每段吊裝重量77噸。采用空腹式簡支腹孔（縱鋪橋道板梁），由墊墻、立柱、蓋梁和縱向簡支橋道板組成，立柱尺寸自拱腳至拱頂分別采用 .3×1.3m、1×1.3m，柱間不設橫系梁。本橋主拱圈采用纜索吊裝進行施工，引橋采用預制安裝施工。

一般來說，拱橋的橋型美觀，施工工藝成熟，但吊裝重量大，施工設備復雜，施工工期長。

3 方案比選

根據(jù)橋梁設計原則“安全、耐久、適用、經(jīng)濟、環(huán)保、美觀”及橋型方案應滿足結構新穎、受力合理、技術可靠、施工方便的原則對以上3個方案進行評價。

方案一：連續(xù)剛構橋是將連續(xù)梁橋主梁做成連續(xù)體與薄壁橋墩固結而成，既保持了連續(xù)梁無伸縮縫，行車平順的特點，又保持了T形剛構不設支座、無需體系轉換的優(yōu)點，方便施工，而且很大的順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度能很好地滿足較大跨徑的受力要求;利用掛籃平衡懸臂施工能大大節(jié)省施工支架的用量，加快施工進度;柔性墩可以適應結構由預加力、混凝土收縮徐變和溫度變化所引起的縱向位移。

方案二：該方案采用預應力混凝土簡支T梁橋。采用預制安裝施工，施工方便快速，質量可靠;有成熟的施工工藝。但在橋墩礎主梁需進行結構連續(xù)，施工費時費力，且中間橋墩高度較高，需做成空心墩，施工難度大。

方案三：該方案采用上承式鋼筋混凝土拱橋，在中等跨徑中也是較有競爭力的橋型之一。主要優(yōu)勢在于：將橋面的豎向荷載轉化為部分水平推力，使拱的彎矩大大減小，能充分發(fā)揮圬工及其它抗壓材料的力學性能，采用纜索吊裝施工起吊要求不高。但其產生的水平推力對基礎要求較高，施工時占用工地面積大，孔徑較大時自重較大，對施工工藝要求較高，建筑高度較高時對穩(wěn)定不利，養(yǎng)護維修費用高。

結論

經(jīng)過反復比較，連續(xù)剛構橋外形美觀，與周圍環(huán)境協(xié)調，且施工進度快，工程造價低，有成熟的施工工藝;連續(xù)剛構橋穩(wěn)定性好，不用設置過多的橫向聯(lián)系，且橫向應力分布均勻。墩梁固結節(jié)省了大型支座的昂貴費用，減少了墩及基礎的工程數(shù)量，并改善了結構在水平荷載作用下的受力特性。因此選擇方案一作為優(yōu)選方案。

參考文獻

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[2] ?蘇少嬋.大型公路橋梁橋型方案設計比選問題的探討[J].北方交通，2018（04）：29-31.