公路桥梁设计注意

张庆锋1刘斌2

1.身份证号码：41272519830522XXXX河南郑州450000；2.身份证号码：41040219830328XXXX河南平顶山467000

摘要：桥梁是公路建设中的一个重点，桥梁工程建设的好坏直接影响到整条公路的建设质量。如何完善路桥功能、提高公路桥梁的社会效益和经济效益是目前公路桥梁设计人员急需解决的问题。本文探讨了公路桥梁设计时应注意的要点。

关键词：公路桥梁；设计；桥梁布跨；下部结构

1公路桥梁设计设计基本要求

1.1使用上的要求

适用性是桥梁设计中应当首先考虑的问题。桥上行车道和行人道应有足够的宽度，既能满足当前交通量的需要，也要照顾到日后交通量的增长。桥梁应具有足够的孔径和桥下净空，以满足洪水渲泄、安全行船和桥下交通顺畅。此外，作为永久性建筑物，桥梁结构应保证使用年限，并便于检查、养护和维修。

1.2强度及构造上的要求

桥梁结构构造应当合理，并具有足够的承载能力，能够保证桥上车辆和行人通畅便利，行驶安全。同时要求在制造、运输、安装、使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

1.3经济上的要求

在适用、安全的前提下，桥梁设计应当体现经济上的合理性。桥梁方案应当通过技术经济比较，构件尺寸应通过精心设计与计算，使材料消耗量最少，造价最低。从经济上考虑时，要考虑综合效益，即运营及养护和维修费用、工期长短等等。

1.4施工上的要求

桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用标准化的装配式结构。在条件许可时，应采用机械化和工厂化施工，采取先进的施工工艺，以加快施工速度，保证工程质量和提高经济效益。考虑到桥梁失事大都发生在施工阶段，因此，如何充分保证桥梁在施工状态的安全和可靠，同样也是设计人员的重要职责。

1.5美观上的要求

桥梁应以合理的受力结构为基础，通过合理的建筑轮廓，具有美观的外形。特别对于城市和浏览地区的桥梁建筑，应反映时代风貌，注意空间比例、节奏、明暗和稳定感，分清主次，局部服从主体。

2桥梁布跨设计要点

这是桥梁设计的主要项目之一。对于跨越河流的桥梁，桥梁中线宜与天然河道洪水流向正交，避免水流汇聚涡旋，影响桥梁安全，同时桥跨结构应充分考虑设计洪水水位要求，以及壅水高、河床淤积或漂流物等影响。当桥梁上跨在建的高等级道路时，为了避免采用较大的跨度，降低建筑高度，节省投资，往往考虑是否可于道路的中央分隔带处设墩；当桥梁上跨已建的道路时，为便于施工组织，通常采用预制吊装结构以两跨或多跨跨越道路。而同时应避免桥梁与被交道路的交角过大。桥梁孔跨的布置，除满足桥梁功能及其它条件的要求外，应充分考虑到结构的经济性。一般来说，地质越差或下部结构投资越大，就越宜采用较大的跨度，以减少支承结构的工程量，从而节省投资，反之亦然。因此，对于大型桥梁孔跨布置通常通过桥跨变化以显出桥梁结构的平顺、流畅。值得一提的是，在同一个项目中应特别注重跨径的标准化分级，合适的跨径分级可以在整个项目中形成一整套合理的桥型方案，若缺跨级则必然导致方案的不合理和日后的变更。

3下部结构设计要点

下部构造设计主要指桥梁墩台的设计。对于常见高度的桥墩。即墩高小于40m的桥墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工时外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区使用较多。但从美观角度来说，方柱棱角分明，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的圆柱和方柱。方柱的抗弯刚度耍大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便的调节两个方向的尺度来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。从施工角度说，圆柱施工更简单，方柱与桩基衔接一般需增设桩帽，增加了工程量，而且对于山区地形横坡较陡，增设桩帽会增加挖方工程量。易引起边坡失稳。山区高速公路桥台一般采用重力式型台、肋式台、柱式台。台控制的填土范围一般为4——10m，所以U台高度最好控制在10m之内。山区桥梁台一个显著特征就是横向、纵向横坡陡，为了适应地形，减少开挖，节约土方量，台设计时必须合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土较高时不宜使用，一般台后填土商度宜控制在5m以下，联长宜控制在150m以内。埋置式肋式台适用范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。山区高速公路纵向地形陡峭，往往不能设置锥坡，这时采用柱式台或肋式台就会受到较大限制。当地质条件较差时，往往会出现U台下设置桩基的情况。

4软基路堤设计要点

提高软基路堤的强度和稳定性，减少路堤和路面结构层的沉降针对目前高等级公路软土地基处理较多采用排水固结法，结合桥梁引道存在不均匀沉降而引起桥头跳车现象，从提高软基路堤的强度和稳定性、减少软基路堤工后沉降的角度出发，设计阶段必须解决好下述若干问题。在设计阶段，要尽可能考虑设置桥头搭板，在搭板与桥台连接处作构造处理，若有可能可将桥台处的伸缩缝移到桥墩上，使上部构造的桥面连续扩大到搭板内，减少桥台处的变形因素。同时，认真分析桥台地基土层情况，确定如何使桥台填土路堤更为密实的方法。邻接搭板的路堤一定长度内，路基采用水泥稳定碎石层处理，并设置一层钢筋网，使路基刚度逐渐过渡。设置桥涵构造物应允分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题，选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程，尽量避免大河面小跨径桥涵。设计单位应严格执行现行的公路工程技术标准、规范和相关的规定要求；对桥头跳车的部位进行详细设计，提出施工指导意见；并且认真详细地进行设计交底。

5桥梁配筋设计要点

桥墩普通钢筋混凝土帽梁设计中，常常存在帽梁的主拉应力钢筋（斜筋）的起弯点布置不合理，斜筋间距偏大，桥墩钢筋布置中，梁支座下的牛腿构造仪配置了主拉应力斜筋，但斜筋未与水平向或竖直钢筋焊接，形成了“浮筋”，预应力混凝上窄心板的悬臂翼缘板长度为1.5m，悬臂翼板的顶层仅配置了横桥向的主要受力，钢筋未配置顺桥向的纵向分布钢筋，构造不够合理，连续梁中间支承附近的腹板内未设纵向加强钢筋。梁的主拉应力区配置斜筋起弯点的规定，主要目的是保证斜截面抗弯效应不小于正截面的抗弯效应，所以应严格按规范的规定执行，靠近支点的第一排弯起钢筋顶部的弯折点，简支梁或连续梁边支点心位于支座中心截面处，悬臂梁或连续梁中间支点应位于横隔板靠跨径一侧边缘处，以后各排弯起筋的梁项部弯折点，应落在前一排弯起钢筋的梁底部弯折点处或弯折点以内，主拉应力钢筋中“浮筋”是禁用的钢筋形式，由于其两端未与主筋相焊接，不能形成有效的握裹力及锚同构造，所以也不能形成主抗拉应力的效应。因此，弯起钢筋不得采用浮筋，分布钢筋的作用，是将荷载分配传递给受力钢筋，分担混凝土收缩和温度变化引起的拉应力，固定受力钢筋的位置，故应按规范规定设置分布钢筋，板内应设垂直于主钢筋的分布钢筋，分布钢筋直径不小于8mm，其间距应不大于200mm，截面面积不宜小于板的截面面积的0.1%。在主钢筋的弯折处，应布置分布钢筋。连续梁中问支承点附近受力较为复杂，支座边缘常有局部拉应力产生在腹板和底板中设置间距较密的纵向短钢筋，有利于防止箱梁局部裂缝的展开，在支点附近剪力较大区段和预应力混凝上梁锚固区段，腹板两侧纵向钢筋截面面积应予增加纵向钢筋，间距宜为100~150m。

结束语

桥梁设计要坚持“安全、适用、经济、美观、便于施工及养护”的设计原则，并针对公路桥梁中易出现的通病进行设计和多方案比选，重视桥梁方案和施工方案相结合，从设计源头实现公路的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]交通部公路司.新理念———公路设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005.

[2]和丕壮.桥梁美学[M].北京：人民交通出版社，2009.

[3]盛洪飞.桥梁建筑美学[M].北京：人民交通出版社，2009.