摘要：結(jié)合當(dāng)下山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁發(fā)展現(xiàn)狀，文章以云南瀾滄至孟連高速公路為工程背景，從投資、施工、運(yùn)營(yíng)等角度，對(duì)不同墩高下的裝配式混凝土橋梁的適宜跨徑進(jìn)行對(duì)比分析，選出不同墩高下的最優(yōu)橋型方案，為山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁方案比選提供參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；高速公路；裝配式橋梁；估算指標(biāo)；影響分析

中圖分類(lèi)號(hào)：U448.33 A 40 134 2

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家及地方對(duì)高速公路建設(shè)的投入逐年加大，國(guó)家高速公路建設(shè)里程現(xiàn)已突破14萬(wàn)km，極大地完善了國(guó)家高速公路網(wǎng)，改善了人們的出行方式，為國(guó)家及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。而對(duì)于地形復(fù)雜的偏遠(yuǎn)山區(qū)，因地勢(shì)起伏較大、地質(zhì)條件復(fù)雜，山區(qū)高速公路橋隧比非常高，一般＞60%，更高者達(dá)80%，如此大的橋隧比也直接決定了山區(qū)高速公路高昂的造價(jià)［1-2］。而中小跨徑裝配式混凝土橋梁在山區(qū)橋梁中占據(jù)了主導(dǎo)地位，占總橋梁比例＞85%。因此，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工便利、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的裝配式混凝土橋梁適宜跨徑進(jìn)行研究，能為山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁方案選取提供參考［3-6］。

本文從山區(qū)高速裝配式混凝土橋梁選型出發(fā)，以云南瀾滄至孟連高速公路為工程背景，以最大墩高為20 m、40 m、60 m內(nèi)的裝配式混凝土橋梁為研究對(duì)象，從投資、施工、運(yùn)營(yíng)等角度分析不同墩高下的裝配式混凝土橋梁的適宜跨徑，選出不同墩高下的最優(yōu)橋型方案，為山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁方案選取提供一定的參考與借鑒。

1 工程概況

該工程為云南省公路交通網(wǎng)規(guī)劃中的骨架路網(wǎng)，是連接滇西、滇南通往省外和國(guó)外的重要通道，路線(xiàn)起點(diǎn)位于瀾滄縣富本村附近，總體由東北向西南布線(xiàn)，止于K48+400處孟連縣芒掌村北側(cè)。全長(zhǎng)48.46 km，主線(xiàn)共設(shè)置橋梁17 250/44座，橋梁設(shè)計(jì)寬度為12.5 m（單幅），全為大橋，常規(guī)橋梁占比＞95%。

工程全線(xiàn)地處云南西南部，屬橫斷山脈怒山山系南緣，自然環(huán)境地表崎嶇，群山連綿。工程所在地最高點(diǎn)與最低點(diǎn)相對(duì)高差＞500 m，區(qū)域內(nèi)為淺切割中山區(qū)，部分地區(qū)發(fā)育構(gòu)造盆地，地層褶皺變形強(qiáng)，斷裂構(gòu)造發(fā)育且密度高，地質(zhì)構(gòu)造情況非常復(fù)雜。此外，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15～0.2 g，

工程場(chǎng)地屬于未來(lái)潛在強(qiáng)震危險(xiǎn)性較高的區(qū)域，必須考慮強(qiáng)震活動(dòng)可能導(dǎo)致的地表錯(cuò)動(dòng)、強(qiáng)地震動(dòng)和伴生地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。

為在如此復(fù)雜的山區(qū)環(huán)境中選擇合適的裝配式混凝土橋型，應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）橋型方案應(yīng)簡(jiǎn)單、受力明確、自重輕、剛度適中、質(zhì)量分布均勻和便于修復(fù)。

（2）橋型方案應(yīng)注重橋梁高跨比的比選，進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，在無(wú)特殊要求時(shí)盡量采用經(jīng)濟(jì)跨徑，以降低工程造價(jià)。

（3）橋型方案應(yīng)充分考慮山區(qū)惡劣的施工環(huán)境，方便施工，盡可能地縮短工期，加快工程進(jìn)度。

（4）橋型方案應(yīng)從全壽命周期出發(fā)，考慮后期養(yǎng)護(hù)的難易程度。

基于上述選型原則，下文將從投資、施工、運(yùn)營(yíng)等角度出發(fā)，分析最大墩高為20 m、40 m、60 m內(nèi)的裝配式混凝土橋梁的適宜跨徑，選出不同墩高下的最優(yōu)橋型方案。

2 最大墩高20 m內(nèi)橋型方案比選分析

統(tǒng)計(jì)同類(lèi)型山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁高跨比可知，一般情況下，最大墩高20 m內(nèi)橋梁跨徑選擇標(biāo)準(zhǔn)為20 m、30 m兩種，以該項(xiàng)目120 m橋長(zhǎng)為例，對(duì)6×20 m連續(xù)T梁、6×20 m連續(xù)小箱梁、4×30 m連續(xù)T梁、4×30 m連續(xù)小箱梁這4種裝配式混凝土橋梁，分別從主材工程數(shù)量、單片梁吊重、施工難易程度、養(yǎng)護(hù)難度、運(yùn)營(yíng)效果等方面進(jìn)行比選分析，結(jié)果如表1所示。

對(duì)于最大墩高20 m內(nèi)山區(qū)裝配式混凝土橋梁，分析表1可知：

（1）從投資角度出發(fā)來(lái)看，30 m跨徑橋梁鋼材及鋼絞線(xiàn)用量均高于20 m跨徑橋梁，但錨具（套）及混凝土方量低于20 m跨徑橋梁，總體造價(jià)30 m跨徑橋梁高于20 m跨徑橋梁，且T梁高于小箱梁，總體評(píng)價(jià)是20 m跨徑小箱梁最經(jīng)濟(jì)。

（2）從施工角度出發(fā)，下構(gòu)基本為圓柱墩，可直接立模施工，上構(gòu)采用架橋機(jī)施工，施工難易程度相當(dāng)，但20 m跨徑橋梁?jiǎn)纹旱踔馗p，跨徑更短，運(yùn)梁及吊梁更快捷，對(duì)施工場(chǎng)地及便道要求更低，且安全性更好，總體評(píng)價(jià)是20 m跨徑橋梁更優(yōu)。

（3）從后期養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營(yíng)角度出發(fā)，兩種跨徑橋梁整體性均較好，行車(chē)舒適，易養(yǎng)護(hù)，20 m跨徑橋梁支座、橋墩等構(gòu)件較多，總體養(yǎng)護(hù)難度稍高于30 m跨徑橋梁。

總體評(píng)價(jià)，對(duì)于最大墩高20 m內(nèi)山區(qū)裝配式混凝土橋梁，20 m跨徑小箱梁綜合指標(biāo)最優(yōu)，推薦采用。

3 最大墩高40 m內(nèi)橋型方案比選分析

統(tǒng)計(jì)同類(lèi)型山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁高跨比可知，一般情況下，最大墩高40 m內(nèi)橋梁跨徑選擇標(biāo)準(zhǔn)為20 m、30 m兩種，以該項(xiàng)目240 m橋長(zhǎng)為例，對(duì)12×20 m連續(xù)T梁、12×20 m連續(xù)小箱梁、8×30 m連續(xù)T梁、8×30 m連續(xù)小箱梁這4種裝配式混凝土橋梁，分別從全橋主材工程數(shù)量、單片梁吊重、施工難易程度、養(yǎng)護(hù)難度、運(yùn)營(yíng)效果等方面進(jìn)行比選分析，結(jié)果如表2所示。

對(duì)于最大墩高40 m內(nèi)山區(qū)裝配式混凝土橋梁，分析表2可知：

（1）從投資角度出發(fā)，20 m跨徑橋梁下構(gòu)高墩數(shù)量多，鋼材及混凝土用量高于30 m跨徑橋梁，總體造價(jià)20 m跨徑橋梁高于30 m跨徑橋梁，且T梁高于小箱梁，總體評(píng)價(jià)是30 m跨徑小箱梁最經(jīng)濟(jì)。

（2）從抗震性能、施工角度出發(fā)，當(dāng)墩高＞30 m時(shí)，高烈度抗震區(qū)橋墩一般為等截面方墩，需采用液壓爬模施工，施工難度較大，20 m跨徑橋梁施工周期較長(zhǎng)。

（3）從后期養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營(yíng)角度出發(fā)看，兩種跨徑橋梁整體性均較好，行車(chē)舒適，易養(yǎng)護(hù)。

總體評(píng)價(jià)，對(duì)于最大墩高40 m內(nèi)山區(qū)裝配式混凝土橋梁，30 m跨徑小箱梁與30 m跨徑T梁綜合指標(biāo)相差不大，30 m跨徑小箱梁最優(yōu)，推薦采用。

4 最大墩高60 m內(nèi)橋型方案比選分析

統(tǒng)計(jì)同類(lèi)型山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁高跨比可知，一般情況下，最大墩高60 m內(nèi)橋梁跨徑選擇標(biāo)準(zhǔn)為30 m、40 m兩種，以該項(xiàng)目240 m橋長(zhǎng)為例，對(duì)8×30 m連續(xù)T梁、8×30 m連續(xù)小箱梁、6×40 m連續(xù)T梁、6×40 m連續(xù)小箱梁這4種裝配式混凝土橋梁，分別從全橋主材工程數(shù)量、單片梁吊重、施工難易程度、養(yǎng)護(hù)難度、運(yùn)營(yíng)效果等方面進(jìn)行比選分析，結(jié)果如表3所示。

對(duì)于最大墩高60 m內(nèi)山區(qū)裝配式混凝土橋梁，分析表3可知：

（1）從投資角度出發(fā)，30 m跨徑橋梁下構(gòu)高墩數(shù)量相對(duì)多，鋼材及混凝土用量高于40 m跨徑橋梁，總體造價(jià)30 m跨徑橋梁高于40 m跨徑橋梁，且T梁均低于小箱梁，總體評(píng)價(jià)是40 m跨徑T梁最經(jīng)濟(jì)。

（2）從抗震性能、經(jīng)濟(jì)性及施工角度出發(fā)，當(dāng)墩高＞40 m時(shí)，高烈度抗震區(qū)橋墩一般為變截面方墩，采用液壓爬模施工，施工難度大，30 m跨徑橋梁下構(gòu)施工周期更長(zhǎng)。

（3）從后期養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營(yíng)角度出發(fā)，兩種跨徑橋梁整體性均較好，行車(chē)舒適，易養(yǎng)護(hù)。

總體評(píng)價(jià)，對(duì)于最大墩高60 m內(nèi)山區(qū)裝配式混凝土橋梁，40 m跨徑T梁綜合指標(biāo)最優(yōu)，推薦采用。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)不同墩高下山區(qū)高速公路裝配式混凝土橋梁合理跨徑選擇進(jìn)行了分析，根據(jù)不同的墩高，橋型方案選擇原則如下：

（1）當(dāng)墩高≤20 m時(shí)，宜選用20 m小箱梁。

（2）當(dāng)20 mlt;墩高≤40 m時(shí)，宜選用30 m小箱梁（當(dāng)墩高整體偏高時(shí)可以考慮T梁）。

（3）當(dāng)墩高＞40 m時(shí)，宜選用40 m T梁。

根據(jù)本項(xiàng)目地形特點(diǎn)，山體陡而直，普遍墩高＞30 m，通過(guò)綜合比較，在滿(mǎn)足跨越功能的前提下，全線(xiàn)裝配式混凝土橋梁采用整體造價(jià)低、方便規(guī)?；皹?biāo)準(zhǔn)化施工的30 m、40 m T梁這兩種標(biāo)準(zhǔn)跨徑。但對(duì)于一段區(qū)域內(nèi)分布比較集中的橋梁，應(yīng)盡量采用同一種跨徑橋型，以便利用有限的施工場(chǎng)地進(jìn)行大規(guī)模的工廠(chǎng)化施工，從而降低工程造價(jià)，提高工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2023-01-15