郭鋼江

摘 ? ?要：現(xiàn)如今，伴隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，車(chē)輛運(yùn)行的頻率越來(lái)越高，交通擁堵現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。針對(duì)這種問(wèn)題，通過(guò)建設(shè)互通式立交橋梁的方式，能夠有效解決道路交匯與交通擁堵情況。本文將對(duì)城市互通式立交橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：互通式立交橋;設(shè)計(jì);計(jì)算

1 ?引言

當(dāng)前，城市交通式立交橋的設(shè)計(jì)關(guān)系到橋梁的設(shè)計(jì)和使用。針對(duì)互通式立交橋梁的設(shè)計(jì)思路及其實(shí)踐分析進(jìn)行研究，有著極大的必要性與現(xiàn)實(shí)意義。

2 ?互通式立交橋梁設(shè)計(jì)思路

2.1 ?城市立交方案的選擇

第一，縱坡設(shè)計(jì)工作。立交的縱坡高度確定公式為：

H=Hg+hj+hs+E+a

式中：

H——上下層匝道交叉處的橋面高差;

Hg——下層匝道路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度;

hj——行車(chē)凈空;

hs——上層橋梁的結(jié)構(gòu)高度;

E——被交道縱截面在該位置的外矩;a表示受城市立交的縱坡與橫坡影響，應(yīng)當(dāng)調(diào)整的數(shù)值。

第二，橋面寬度設(shè)計(jì)工作。橋面寬度應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足車(chē)流量需求，調(diào)整好行車(chē)道、護(hù)欄和安全距離的相關(guān)寬度數(shù)據(jù)，要按照規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，明確橋梁寬度。一般情況下，立交橋梁的寬度往往同行車(chē)數(shù)量有關(guān)，倘若存在特殊狀況，也可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

第三，橋梁跨徑設(shè)計(jì)工作。跨徑大小根據(jù)跨越道路的寬度、交叉的角度決定。在設(shè)計(jì)橋梁跨徑期間，為了節(jié)省成本，跨徑盡量按照滿(mǎn)足規(guī)范的最小跨徑擬定。例如，跨越城市雙向六車(chē)道高架時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以考慮城市立交中央分隔帶位置落墩，實(shí)現(xiàn)一邊一孔跨越高架，以此縮短橋梁跨徑，減小工程量，節(jié)省建設(shè)資金。但要調(diào)整路線線型，滿(mǎn)足外傾當(dāng)量的要求。該方式的缺點(diǎn)在于，在中央設(shè)置橋墩，會(huì)影響駕車(chē)人員的視野，不利于交通順暢與橋梁美觀。同時(shí)需調(diào)整路線線型，受到一定的條件限制。為此，如果橋梁方案為大跨徑橋梁，不需要在中央?yún)^(qū)域設(shè)置橋墩。該方法既可以保證橋梁的承重功能，又能確保建筑美觀簡(jiǎn)潔[1]。

2.2 ?上部結(jié)構(gòu)形式的選擇

橋梁結(jié)構(gòu)種類(lèi)較多，在保證橋面寬度與跨徑的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)采用結(jié)構(gòu)安全、耐久適用、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)上部結(jié)構(gòu)分為三類(lèi)。第一類(lèi)是簡(jiǎn)支梁橋。該結(jié)構(gòu)一般為預(yù)制結(jié)構(gòu)，施工難度小，經(jīng)濟(jì)性較好，適合與跨徑小于40m的橋梁方案中，此類(lèi)結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。然而該結(jié)構(gòu)類(lèi)型只適用于跨徑較小的橋梁設(shè)計(jì)，此類(lèi)結(jié)構(gòu)隨著跨徑增大，跨中的彎矩就隨之加大，梁的截面尺寸就會(huì)變大，從而增加施工難度。另外，簡(jiǎn)支梁橋需要建設(shè)橋墩蓋梁，在跨徑增大后，橋墩蓋梁同樣會(huì)變大，影響橋梁美觀效果。第二類(lèi)則是現(xiàn)澆連續(xù)梁橋。該結(jié)構(gòu)類(lèi)型適應(yīng)于路線線型半徑較小造成預(yù)制結(jié)構(gòu)施工難度較大的情況，此類(lèi)結(jié)構(gòu)可以完美匹配線型。該類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，往往是在中央位置建造主跨，兩邊各自建設(shè)一跨或兩跨，來(lái)對(duì)正彎矩實(shí)施受力卸載，以此降低橋梁高度，節(jié)省建設(shè)資金。不過(guò)該方法結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，還需要進(jìn)行與主跨相關(guān)的預(yù)應(yīng)力張拉工序，應(yīng)用較為廣泛。第三類(lèi)屬于變截面連續(xù)梁橋[2]。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，吸取借鑒了前兩種梁橋的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)相鄰跨的恒載與活載作用，保證負(fù)彎矩能夠?qū)︵徔缰械恼龔澗剡M(jìn)行卸載，從而降低橋跨中的正彎矩。該設(shè)計(jì)方式，能夠降低橋梁高度、節(jié)約資金材料，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，優(yōu)點(diǎn)眾多，已被各個(gè)橋梁建筑單位廣泛使用。

2.3 ?橋梁截面設(shè)計(jì)

一方面，要做好橋梁下部結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計(jì)工作。橋梁下部結(jié)構(gòu)承接著上部壓力，對(duì)于施工質(zhì)量與安全性能要求較高。因而在設(shè)計(jì)期間，在保證承受力的基礎(chǔ)上，要注重其輕巧美觀，以橋墩的形式美觀為主。橋墩種類(lèi)多種多樣，這其中樁柱式橋墩的截面形狀種類(lèi)較多，以圓形橋墩居多;空心式橋墩適應(yīng)于墩高較高的情況，斷面設(shè)計(jì)能夠節(jié)省材料，但體積相對(duì)更大，因而應(yīng)用范圍較小，除此之外，還有重力式橋墩、薄壁式橋墩等類(lèi)型。另一方面，要做好橋梁上部結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計(jì)工作。這其中包括預(yù)制空心板橋、T梁、小箱梁截面等設(shè)計(jì)類(lèi)型，在多種類(lèi)型中又以T型梁截面和箱形截面為主。T型梁截面，主要適用于跨徑較小的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，跨徑幅度通常在20m及以下。根據(jù)橋面寬度計(jì)算出橫向分布系數(shù)，參照橋面寬度、梁體的高度、翼緣板的尺寸，最終確定梁的預(yù)應(yīng)力配筋率。針對(duì)跨徑大于20m

3 ?互通立交橋梁總體計(jì)算

3.1 ?橋型的選擇

設(shè)計(jì)立交橋時(shí)，必須首先確定橋面寬度。立交橋的寬度將根據(jù)當(dāng)?shù)卣拈L(zhǎng)期計(jì)劃，根據(jù)當(dāng)前和未來(lái)的道路交通預(yù)測(cè)以及道路兩側(cè)的護(hù)欄，立交橋的寬度等來(lái)確定。

城市立交的主要目的是將兩條或更多直接連接到路面的困難道路合并。結(jié)果城市立交上的大多數(shù)現(xiàn)澆箱梁主要由彎曲的斜坡和其他特殊形狀的結(jié)構(gòu)組成。如果半徑較大，可使用平面桿系統(tǒng)理論進(jìn)行分析。如果半徑很小，或者傾斜角大于10。的變化較大的箱形梁和分叉箱形梁需要使用網(wǎng)格法進(jìn)行結(jié)構(gòu)空間分析，以便更準(zhǔn)確地分析不同位置的力狀態(tài)并獲得更準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。在兩條匝道的中央分隔區(qū)放置一個(gè)中心墩，并在匝道的兩側(cè)各留一個(gè)孔，可以有效減小橋梁的主跨徑。橋墩通常安裝在中間分隔區(qū)內(nèi)，在兩側(cè)均設(shè)有鋼筋混凝土防撞護(hù)欄，為橋墩提供了一定的保護(hù)。在實(shí)際操作中，首先使用桿系統(tǒng)軟件執(zhí)行梁的調(diào)整工作，然后在進(jìn)行梁調(diào)整后，通過(guò)梁網(wǎng)格方法檢查結(jié)構(gòu)。對(duì)于沒(méi)有中央分隔線或太小而無(wú)法放置的路段，可以使用常規(guī)方法，例如在城市道路上安裝防撞墩或防撞墻。這使交通寬度變窄，造成交通擁堵，影響車(chē)道的平整度，并給汽車(chē)駕駛員帶來(lái)不適感和心理壓力。

3.2 ?主跨徑的選擇

隨著城市立交的不斷發(fā)展，高架道路的設(shè)計(jì)增加了更多的審美內(nèi)涵，以適應(yīng)交通壓力。根據(jù)要求，設(shè)計(jì)人員努力匹配橋梁周?chē)淖匀画h(huán)境。如果橋梁的主要跨度超過(guò)35m，則可以使用可變截面的彎曲梁，并且橋梁的結(jié)構(gòu)將看起來(lái)更明亮，更美觀。道路中間沒(méi)有橋墩的連續(xù)長(zhǎng)梁橋可提供較高的穿透力，寬廣的視野和舒適的駕駛體驗(yàn)。大跨度連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)更適合于交通樞紐和擁擠的地區(qū)。確定城市立交的主要跨度后，應(yīng)根據(jù)兩側(cè)路堤的高度和周?chē)h(huán)境確定引橋的長(zhǎng)度和橋梁的跨度。

通常，橋梁的每聯(lián)聯(lián)長(zhǎng)為60m～150m，但是當(dāng)每聯(lián)長(zhǎng)度越小時(shí)，全線立交會(huì)有更多伸縮縫，這不利于行車(chē)的舒適性和橋面防水。如果每聯(lián)聯(lián)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，則受溫度或混凝土本身收縮徐變的順橋向累積位移越大，所需的伸縮縫縫寬越大，結(jié)構(gòu)的自然復(fù)雜性就越大。隨著橋梁的順橋向伸縮長(zhǎng)度的增加，基座的水平向位移變化增加，這對(duì)基座的影響更大?？梢院侠淼卣{(diào)整橋梁跨度的組合，并使橋梁的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理化。對(duì)于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，橋梁的邊梁跨度通常是主跨跨度的0.7倍。橋孔的這種布置簡(jiǎn)化了橋的結(jié)構(gòu)，降低了橋的高度并節(jié)省了建造成本。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

總之，要結(jié)合互通式立交橋梁的主要特點(diǎn)與實(shí)際情況，科學(xué)合理地制定設(shè)計(jì)思路與實(shí)踐方法，以此提高建設(shè)效率，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證橋梁的科學(xué)性與安全穩(wěn)定，從而促進(jìn)我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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