浅谈上跨高速公路地方道路天桥桥型的选择

浅谈上跨高速公路地方道路天桥桥型的选择

发表时间：2010-02-06T13:23:34.543Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年1月下旬供稿作者：苏歌彤

[导读] 本文通过介绍宛坪高速公路初步设计中的天桥方案设计，为同类工程的实施提供有益的借鉴。

苏歌彤（南阳通途公路勘察设计有限公司）

摘要：天桥作为一种立体交叉，可突出公路的立体感、层次感。在设计中通过选择合理美观的桥型，改建被交路及相应的环境绿化以提升天桥与高速公路以及与周围景观的协调、美观需求，给道路提供更丰富的视觉空间。本文通过介绍宛坪高速公路初步设计中的天桥方案设计，为同类工程的实施提供有益的借鉴。

关键词：天桥连续箱梁连续刚构斜腿刚构

1 概况

宛坪高速公路是国家重点公路建设规划“十三纵、十五横”中的“第八横”上海至武威重点干线公路的组成部分，也是河南省规划的“五纵、四横、四通道”高速公路主骨架中的“第四横”的组成部分，是贯通我国东、中、西三个经济带的一条东西大通道，无论在国家路网还是在河南省和南阳市干线公路网中均占有十分重要的地位和作用。

为解决高速公路两侧村镇交通来往和田间耕作的要求，与路线交叉的村镇道路或机耕道，根据地形、路线纵坡等条件，设置通道或天桥，本项目正线共设天桥24座。

2 天桥的分类

根据与主线交叉道路的等级和用途，项目设：①净宽不小于6米的汽车天桥用于与主线交叉的县乡镇间的主要道路，以及以通行各种轻型汽车和拖拉机为主的地方道路；②净宽不小于6米的机耕天桥用于田间机耕道以及以通行中小拖拉机为主的地方道路；③净宽不小于4米的人行天桥用于一般田间小路以及以过往行人为主的道路。

从发展和应用的角度出发，天桥设计标准确定如下：

人行天桥：汽车—15级，挂车—80；

机耕天桥：汽车—20级，挂车—100；

汽车天桥：汽车—20级，挂车—100；

桥面净宽：净—6（4）米；

桥下净高：不小于5米。

3 天桥的总体布局与选型

天桥作为一种立体交叉的建筑结构，可以通过合理的选择布局和形状，提高公路的立体感、层次感，与周边景物配合，形成协调优美的景观，并且可以大大的改善公路交通拥堵状况。对于天桥的造型和布局的选择要慎重，要同时满足交叉的四个方向的交通要求。所以宛坪高速公路在线位比选时，选用了低线位方案。采取此种方案好处较多，可以节约耕地，保护生态平衡。并且路基低，施工方便，节约土方，所以我们在天桥施工中尽量选用低线位方案。

桥型选择作为一种桥梁建筑形式，天桥布局和造型的选择可以有很多种，具体应该根据客观实地环境的不同，选择不同结构的线位方案和布局形式。这里主要有以下几个原则需要掌握：首先，天桥主线上面的净空要符合标准，高速公路一般不低于5米。其次，除了净空的标准要符合以外，跨径的设计和施工也不可忽视，也要严格按照标准施工。现在社会和经济的发展对建筑的要求越来越高，除了要满足施工标准，实用性过关以外，还需要有一定的艺术性。所以我们在设计和施工时，也需要对天桥的美感进行考虑，给过路者以美的享受，在一定程度上消除疲劳感。宛坪高速公路南阳至内乡段天桥大多处于填方路段，位于平原微丘区，公路两侧平坦宽阔。所以在设计时要考虑到这一点，路面与天桥的过渡要柔和，避免显得过分突兀，对驾驶者造成紧张感。

3.1 等截面预应力砼现浇连续箱梁箱形截面抗扭刚度很大，对于需要在其梁底下设置独柱单支点的支承形式较为有力。等高度连续箱梁桥具有整体性，通过性好，耐久性强。箱梁顶板和底板都具有较大的面积，可以抵抗较大弯矩，并可以均匀的受力。桥墩梁长较长，上下梁高一致，使得整个桥梁造型优美大方，曲线简洁流畅。

对现代的跨线桥来说，弯、坡、斜桥已越来越多。如采用预制板桥，那对弯、坡、斜的平面布置处理就比较复杂，设计和施工随之也带来一些问题。如果是预应力空心板，那么实际施工中每片预应力板梁在预应力筋张拉后的上拱值，由于混凝土龄期的不同往往会有较大差别，以致于造成板梁间连接不顺畅，或是桥面铺装层厚度不能统一，甚至摊铺困难等较为严重的后果，施工质量难以保证。与斜交空心板梁相比，如采用等高度连续箱梁配以独柱墩，则结构轻巧，由于其上部为整体化结构，下部又无盖梁，细部构造比弯斜板桥好处理得多，上述一些不利之处几乎都可以避免，有其独到优点。并且，等高度连续箱梁桥斜交跨越主线时，采用独柱单点支承则可将斜桥改为正桥，实际增大了主线两侧的有效净空，相应地加大了桥梁的跨径。

采用等高度连续梁体系，由于在桥墩支点处负弯矩的存在，使得其跨中正弯矩同简支空心板体系的跨中正弯矩相比显著减小，这就意味着可以节省上部结构的材料数量，减轻梁体自重，也使得下部结构桥墩部分的工程数量相应减少。同等桥长时，在跨线桥的通常跨径范围内，等高度连续箱梁型式比预应力空心板梁主要材料节省、重量轻，上、下部构造均十分轻巧，具有很好的技术经济指标。

3.2 连续刚构连续刚构减少了横向墩的数量，加强下部空间的透视度，这对整个跨线桥是否美观并具有现代的气势，起着很重要的作用。连续刚构由于技术上的创新和采用预应力结构，桥型新颖和富有生气。这种桥型墩柱和梁体结构简洁流畅，纤细轻巧，连续和谐，取消了中墩，安全感更好。

3.3 斜腿刚构斜腿刚构主要适用于主线挖深8米至12米时，宜改被交路为正交，桥跨布置为20m+30m+20m。斜腿刚构的造型与各部位尺寸比例相互协调，梁体结构舒展流畅，讲究线型，下部构造简洁轻巧，通透性好。可以充分利用地形，与挖方地形相适应，达到了与自然景观的完美结合。

4 横截面设计

箱形梁截面形式一般应根据桥的宽度和施工方便性来决定。对本项目天桥来说，采用单箱单室截面，可以方便施工，同时也节省了材料，其箱顶宽为7ｍ，箱底宽3.4ｍ，两侧翼板各挑出1.8ｍ，并采用直腹板。（见图4-1）用支架法现场浇筑施工时，这种单箱单室的截面设计有利于全断面一次浇筑成型，设计成直腹板则对施工更加有利。采用较大的翼板挑出长度，主要是为了美观，同时也考虑到要充分利