公路桥梁结构形式选择

公路桥梁结构形式选择
摘要公路工程建筑是建筑修筑在地表面供车辆通行的一种线性结构的工程构筑物。

为了确保公路工程具有足够的强度、平整度和抗水稳定性能，同时，为了保证行车的安全和舒适性，公路工程的线形一定要平顺和缓。

关键词公路；桥梁；结构形式
为了保证公路工程拟建项目的连续，河流流水通畅，以及过往船舶的正常通航要求而修建的各种桥梁或者涵洞构筑物的造价一般都比较高，一般占到了公路工程建设项目总造价的10%～20%，甚至可能高达30%或更高。

因此，在实际施工过程中，应该根据施工的实际条件以及桥梁的任务、性质和所在路线的长远使用的需要、按照适用、经济和适当照顾美观的原则选择合理的桥涵类型和结构形式。

1 桥涵类型和结构形式选择的要求
1）桥涵类型的选择必须要尽可能满足公路工程路线布设要求，而且必须与路线走向保持一致；
2）在满足必要的功能和质量前提条件下桥梁或涵洞造型要尽量美观，特别是修建在城市和风景区的桥梁，桥涵造型通常是选择方案时的重点考虑因素；
3）为了不造成水土流失和对生态环境的破坏，桥梁修建必须严格遵守环保要求；
4）桥涵是一种复杂的结构物，要求高质量紧工期，这也是为了获得良好的社会效益。

因此，在桥梁施工过程中最大程度的使用机械施工。

2 桥涵组成及分类
公路桥涵主要由上部构造、下部构造、基础和调治构造物四大部分组成。

通常桥型和结构的选择主要指的是上部结构、下部结构以及基础的选择。

上部构造主要有：梁式和拱板式。

下部结构主要指的是墩台结构的选型，墩台主要分为重力式和轻型两种。

重力式桥墩或桥台主要是依靠自身的重力来平衡外力的作用从而保持稳定，墩台身比较厚实；轻型桥墩或墩台一般选用钢筋混凝土，轻型墩台包括柱式墩台、空心墩、Y形墩台和薄壁墩太、框架式墩台和肋形埋置式墩台等。

基础将桥涵结构承受的各种荷载传递给地基，是桥涵构筑物最重要的组成部分，基础通常有浅基础、摩擦桩、柱桩（支撑桩）和沉井基础。

桥涵按跨径分类：
按多孔跨径总长L（m）分类：特大桥（L>1000），大桥（100≤L≤1000），中桥（30150），大桥（40≤Lk≤150），中桥（20≤Lk<40），小桥（5≤Lk<20），涵洞（Lk<5）。

按桥梁的结构类型分类：分为梁式桥、拱式桥、钢构桥、悬索桥以及组合体系桥梁。

3 影响桥涵结构形式选择的因素
桥涵类型和结构形式的选择具体来说是指桥涵上部构造、下部构造以及基础的选择。

因此，在公路工程总体设计中应根据各种因素综合分析比较，使上下部构造彼此协调，既能满足经济性的要求同时又比较美观，再者对于农田的灌溉需求在选择桥涵结构形式时也应该做适当的考虑。

因而在选择桥涵结构形式时，一定要很好地处理各种因素的影响，最终选出科学合理的桥涵结构形式。

尽管桥涵结构形式的因素各种各样，但是根据各种因素对桥涵结构形式选择
的作用可以归纳为三类，即独立因素、主要因素和限制性因素。

独立因素：桥涵的长度、宽度以及通航孔径等在确定公路工程项目时就已经确定，随设计任务一起提出，设计人员不可以随便更改，这类因素称之为影响桥梁的独立因素。

主要因素：不管是哪类工程项目，经济性都是首先考虑的重要因素，因此，经济性是桥形和桥梁结构的选择时考虑的主要因素，在设计过程中一定要对各种方案进行详细的技术经济认证。

但是，尽管经济性是主要因素，并不代表经济性好工程成本低的方案就是最优方案。

当其他因素成为桥涵结构形式选择的主导因素时，尽管不是最经济的，但是也必须选择而放弃经济性低的方案。

限制性因素：桥梁的修建不管修建在哪，不管选用何种结构形式，但是桥梁修建的位置在确定公路项目的时候就已经确定了，因而桥梁修建的地理位置的地质、地形、水文气候条件就成为了桥型选择的限制因素。

具体来说地形条件及水文条件将影响到桥型、基础的深度、水中桥台墩的数量等。

因此，在公路工程设计中，对于桥涵结构形式的选择应该综合考虑上述因素，选择合理的结构形式，从而能在保证工程质量的前提下选择比较经济的合理的施工方案。

4 各种结构类型的适用条件
4.1上部结构的适用条件
梁板式：梁板式桥在竖向荷载的作用下，没有水平反力，其的主要承重结构是梁板，而外力对主梁的弯折破坏的作用力很大，因此，梁板式桥是一种受弯结构，需要较强的抗弯能力，因此一般使用钢筋混凝土或者预应力混凝土来进行修建。

拱式桥：拱式桥在竖向荷载的作用下，拱的支撑处会产生水平推力，在这种推力的作用下，拱圈或者拱肋内由于受荷载作用产生的弯矩虽然比同跨径的梁板式桥小，但是要承受很大的轴向压力，因此拱式桥属于受压构件。

通常采用抗压性能好的圬工或者钢筋混凝土材料来修建，但是必须保证有良好的基础。

4.2下部结构的适用条件
重力式桥墩、台：因为自重比较大，就要求地基承受能力比较强，因此，一般适用于地基比较良好的基础之上。

轻型墩、台：轻型墩台因为自重比较轻，而且比较美观，因此使用条件比较广。

在选用轻型墩台时应该考虑地形、地质、水文，以及建设条件、安全耐久并结合上部构造从而选出合理的墩台形式。

4.3基础的适用条件
浅基础：主要适用于天然地基条件比较好的一种基础。

摩擦桩：当地基条件不太好，承载力不足，而各土层的摩阻力和桩尖土的承载力能够承受由桩传来的上部荷载时，可以选用摩擦桩。

柱桩（支撑桩）：如果各土层的摩阻力和桩尖土的承载力不能够承受由桩传来的上部荷载而完全依靠桩底土层的抵抗力来承受荷载时就选用柱桩（支撑桩）。

沉井基础：沉井基础的主要特点是埋置深度大、整体性强、稳定性好，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，并且施工简单。

因此，沉井基础适用于水平力和竖向力比较大下沉深度在10m～40m范围内的基础。

5 结论
总之，在公路工程的勘察设计时，需要根据实际情况，对收集到的数据进行分析，最后选择既能满足设计要求与公路线形能完美结合同时在保证工程质量的
前提下成本较低的桥梁类型和结构形式，从而确保公路的线形的协调和公路工程的使用功能。

参考文献
[1]薛随云.公路施工企业标后预算管理理论与实务[M].北京：人民交通出版社，2005.
[2]石勇民.公路施工项目成本管理手册[M].北京：人民交通出版社，2008.。