桥型比选

6.8 桥型方案与比选

沿线桥涵构造物较多，在桥型方案选择时本着适用、经济、合理、安全、美观的原则，尽可能做到设计标准化、施工机械化，便于分段统一集中预制安装，便于就地取材、运输方便、以缩短工期、节省工程造价。由于本条线路所经地区风景优美，在桥梁经济指标相差不大的情况下，重点考虑桥梁的美观，尽量与周围环境协调。

6.8.1 各种标准跨径上部构造经济比较

沿线桥涵结构物较多，在桥型方案选择时本着适用、经济、合理、安全、美观的原则，尽可能做到设计标准化、施工机械化，便于分段统一集中预制安装，便于就地取材、运输方便、以缩短工期、节省工程造价。通过沿线实地调查及水文计算，本合同段内的特大、大、中桥基本不受洪水控制，沿线河流均无通航要求。

根据以上设计原则，装配式结构主要有16～40m预应力混凝土T梁、小箱梁、宽幅空心板、窄幅空心板等。根据设计经验及湖北省近年来山区高速公路实际施工情况，16m以下跨径一般只适用于中小桥梁或桥高10m以下的桥梁；20m跨径适用于墩高在10m～20m之间的大中桥梁；30m跨径适用于墩高在20m～40m之间的大中桥梁；40m跨径适用于墩高在30m～50m之间的大中桥梁。本合同段内高架桥较多，除安子垭大桥个别桥墩高达52m及戴家垭子大桥桥墩在40m左右外，其余桥梁的墩高均在12m～35m之间。为减少桥梁结构型式，方便施工、缩短施工工期，本合同段大桥上部构造一般不采用小于20m跨径的桥梁，同时由于本合同段地形复杂，预制场地及运输较困难，拟不采用50m跨径的装配式梁桥。下面分别对相同标准跨径不同上部构造、不同跨径桥型方案进行综合比选，选取最优方案。

表6－5 常用标准跨径上部构造主要材料指标（半幅桥）

从表中可以看出：对于20m跨径而言，预应力空心板材料用量明显偏大，预应力砼T梁或组合小箱梁两者总体比较各项指标均相差不大，综合造价基本相当；就上部构造而言，材料指标随着跨径的增加而增大，20m～40m标准跨径上部结构采用的预应力砼T梁或组合小箱梁方案，两者总体比较各项指标均相差不大，综合造价基本相当。组合小箱梁和宽幅空心板桥型美观，但施工工艺复杂，施工质量难以控制，多用于有景观要求的上跨地方等级公路的桥梁， T梁施工简单、工艺更为成熟，根据湖北省近年来高速公路实际施工情况，目前高速公路工程多采用预应力砼T梁形式。

当然，对桥梁不同跨径桥型方案的选取，还需结合桥梁的功能及下部构造的材料指标和施工条件综合考虑。

6.8.2 桥型方案比选方法－模拟比选法

1、采用模拟比较方法的理由

⑴本合同段位于低山丘陵区和中山-低山区，绝大部分桥梁墩高在35米以内，桥梁均为常规结构桥梁，因此，采用上述中小型跨径装配式梁（板）是最经济的桥型。

⑵本合同段桥梁众多、分布范围广，根据普通桥梁普遍设计原则、设计经验、桥梁的高跨比，最优桥型方案不仅要从上部结构比较，也要从下部结构进行比较。采用模拟比选法可以从多种上部结构和多种下部结构中选择出最优的桥型方案，比选结论直观，可提高工作效率，避免简单重复。

⑶经对本合同段桥梁地形、地质、桥梁高跨比数理统计分析，通过模拟方法，完全可以找到不同墩高条件下最优的桥型方案。

2、数理统计与模拟方法

本合同段桥梁桥位处地形条件各异，有些桥梁处于平坦地区，而大部分位于U型或V字型沟谷中，有时同一座桥梁桥墩相差也很悬殊。通过数理统计分析，本合同段桥梁大部分为嵌岩桩基础，因基岩埋深较浅，桩长一般不超过25m，大部分在10～20m，而且桩长随跨径的不同变动不大。

由于地形起伏较大，桥台的填土高度一般尽可能控制在8m以内，避免桥头跳车或桥头填土刷坡困难或挡土墙设置困难。对于处于基本农田保护区的桥梁，桥台的填土高度一般控制在6m以内，以设置挡墙尽量减少占用基本农田。本合同段桥梁桥台主要采用桩柱式桥台、肋板式桥台与桩基础、重力式U台配扩大基础基三种桥台形式。

根据山区桥梁设计经验，墩高不大时双柱式墩、Y型墩是最实用、最经济的桥墩型式。圆柱式墩工艺成熟，提升滑模施工快，脱模后外观整洁美观，与桩基础衔接性好；Y型墩外观美观，但施工相对复杂，施工支架较多，施工工期长，需设大体积承台过渡桩基础，基坑开挖对环境影响大，总的材料指标较高。因此，墩高40米以下者原则上采用圆柱墩。墩高超过30米者，桥墩的施工稳定问题突出，对桥墩的刚度要求较高，双圆柱式墩、十字墩、矩形薄壁墩、空心薄壁墩等可适应高墩稳定要求，但墩高超过40m时，不宜采用双圆柱式墩。

综上所述，本合同段桥梁采用模拟方法进行桥型方案比较，主要根据桥墩高

度进行比较。将桥墩高分H＜20m、墩高20m≤H≤30m和墩高30m＜H＜40m三种墩高，上部构造根据墩高分20m组合T梁与25m组合T梁、20mT梁与30m组合T 梁、30m组合T梁与40m组合T梁共四种桥跨方案进行比较。

6.8.3 桥型方案比选

1、模拟比较方案Ⅰ－墩高小于20m情况

①、20m预应力混凝土组合T梁与25m预应力混凝土组合T梁比较

桥型方案一：采用10×20m组合T梁，先简支后结构连续，墩高15m。下部构造桥墩为直径1.3m的双圆柱墩，配直径1.5m桩基础，平均桩长15m；两端桥台为柱式桥台，桥台填土高5.0m。

桥型方案二：采用8×25m组合T梁，先简支后结构连续，墩高14.8m。下部构造桥墩为直径1.4m的双圆柱墩，配直径1.5m桩基础，平均桩长18m；两端桥台为柱式桥台，桥台填土高5.0m。

两种桥型方案经济指标比较结果见表6-6。

表6－6 墩高H<20m桥梁20m组合T梁与25m组合T梁经济比较表

混凝土T梁较25米预应力混凝土T梁施工简单、吊装重量相对要轻，在造价上略经济等优点。

②、20m预应力混凝土组合T梁与30m预应力混凝土组合T梁比较

桥型方案一：采用12×20m预应力混凝土组合T梁，先简支后结构连续，墩高15m。下部构造桥墩为直径1.3m的双圆柱墩，配直径1.5m桩基础，平均桩长15m；两端桥台为柱式台，桥台填土高5.0m。

桥型方案二：采用8×30m预应力混凝土T型组合梁，先简支后结构连续，墩高13.95m，下部构造桥墩为直径1.5m的双圆柱墩，配直径1.8m桩基础，桩长平均18m；两端桥台为柱式台，桥台填土高5.0m。

两种桥型方案经济指标比较结果见表6-7。

表6－7 墩高H<20m桥梁20m T梁与30mT梁经济比较表