城市立交桥桥梁设计浅析论文

城市立交桥桥梁设计浅析

摘要：随着城市的快速发展，城市交通压力不断增大。城市立交桥的出现使交通拥堵现象得到了有效缓解。本文对城市立交桥桥梁设计——桥梁位置的选择、桥梁结构的选择和曲线桥梁设计的要点等进行了分析。

关键词：城市交通立交桥桥梁设计桥梁结构

abstract: along with the rapid development of cities, urban traffic pressure increase. the appearance of the overpass city traffic jam phenomenon got effectively relieve. in this paper, the city overpass bridges-the choice of bridge design position, the choice of bridge structure and curve of bridge design essentials of analysis.

key words: the city traffic overpass bridges bridge structure design

前言：为保证城市的文明建设，立交桥必须同时具备实用与美化城市的双重功能，既要充分考虑到立交桥本身的功能特点加以设计，还必须注重桥梁的设计与周围环境之间的协调与和谐。立交桥的造型不仅要充分地考虑到匝道线型的要求，还要保证桥下的功能、视距及净空的要求。

1桥梁位置的选择

桥梁位置对于整个立交桥的设计意义重大，涉及范围较广，是制约整个立交桥线性的最重要因素，桥梁的位置一般是在立交桥设

计之前就已经选定。而立交区内的跨线桥是指主线和被交路相交而设的跨越性桥梁，它的位置则主要由主线与被交路的位置决定。一旦被交路出现规划、改建等意外情况，就要考虑被交路移位的可能，立交桥的建设要满足主线及被交路的使用要求。匝道桥是指匝道与主线或被交路相交而设的桥梁，在选定匝道线形时就要注意桥梁实施的可能性与经济性。而在划定的立交区域内的其他桥梁是要根据特定的环境、地形、地物以及路网的布局而设定的。

2桥梁结构的确定

作为城市外观的一部分，立交桥的建立既要满足其实用功能，也要满足视距和净空的要求，同时也要注重与周围环境的协调以及自身的美观性。结构的轻盈、造型的新颖独特性，使立交桥成为城市的一个景点性区域，在促进交通通畅的同时也促进了城市的文明建设。

桥梁结构上部的截面形式主要有预制装配式空心板、t梁及箱形梁。预制装配式空心板具有施工制作容易、安装架设方便、建筑高度小、桥下平整美观等优点，在先进的城市立交桥中被广泛地应用，但其存在着横向企口缝连接的薄弱性的缺陷，使得横向结构缺乏整体性，易造成单板受力的现象，从而造成板的裂缝及损坏，因此在选择中要谨慎的使用。在早期的立交桥设计中最常应用的桥梁结构是t型梁，其优势是可预制装配，造价相对低廉，施工的周期不长，但t梁存在着建筑的高度过高，桥下的景观性差，影响整个城市的美观，阻碍了城市文明建设的发展。另一种比较普及的桥梁结构是

现浇钢筋混凝土箱梁，该桥梁结构整体的刚度大、外形简单大方，目前主要应用于较大跨径及曲线梁，在城市立交设计中是应用最为广泛的桥梁结构。近年来，钢箱梁及钢砼叠合梁桥由于施工中搭设支架少、施工时对现状道路影响较小，且造型更加轻巧美观的特点，在城市立交中也得到较多应用。

立交桥梁属于跨线结构，这就对桥墩的结构和位置提出了新的要求，要求其尽量地透空，为行车提供较好的视野。目前，我国的立交桥多采取柱式墩、y形墩、刚架式或墙式墩等形式。

3曲线梁桥设计的要点阐述

曲线桥梁是立交桥的主要桥梁，其设计中应用最广泛的当属钢筋混凝土或预应力混凝土现浇箱梁。但是与线性的桥梁不同，曲线桥梁的线型变化多端，其结构承受的能力相对较为复杂，特别是小半径曲线梁桥，除承受弯矩、剪力外，还承受较大扭矩和翘曲双力矩的作用。因此，曲线桥梁设计不论是在平面的布置上还是在计算的模式上，均存在着许多值得商榷的问题。

3.1 平面布置

曲线桥梁的平面形状样式很多，最常采用的是扇形的布置与平行的布置两类，二者各有优缺点。扇形布置是在弯桥中类似直桥中正桥的一种形式，它的各桥墩轴线与曲率方向重合，可以用一般理论进行分析。而平行布置则与直桥中的斜桥形式相似，其受力较为复杂，不利于分析，但是在跨线桥中，由于受被交路线形限制，应用的情况较多。

3.2 曲线箱梁桥的计算方法解析

曲线桥桥梁与传统的直线型桥梁的计算存在较大差别，其受力上也存在着很大的不同，如何对结构的支撑体系进行确定，对支座的位置进行合理地设置，在出现不适的情况下如何地调整，都是曲线箱梁桥的设计者们要考虑的重点。其计算方法主要是根据变分原理的解析法、梁格系分析法和基于数值分析的有限元法。梁格法计算相对来说程序简单，容易理解，且操作简单方便，因此使用范围较广。其基本思路是将桥梁上部结构离散为一个刚度近似等效的梁格体系，首先对等效的梁格进行分析，将其结果还原到整个结构中进行重新计算，确定新的结果。但该方法也存在着一定的不足，不能考虑剪力滞、扭转、畸变产生的截面翘曲。这一不足在有限元法中获得弥补，有限元法对于各种复杂结构的分析可以迎刃而解，可以很好地分析箱梁的空间受力性能和剪力滞、扭转、畸变等现象。目前，曲线桥梁的设计中一般是综合使用两种方法，目的是实现最佳的计算结果。

3.3 横梁和支座在曲线桥中的作用

横梁和支座设计是曲线桥梁设计中的重要内容。横梁在曲线桥梁中担任主梁和加强横向刚度的重要作用，同时还要担当抵抗扭转、保持全桥稳定的重要作用，横梁的设置可保持主梁截面形状不变和避免压屈变形，也有利于荷载分布以及满足制作和运输方面的需要。而桥梁支座则是曲线桥梁上下部结构的连接点。曲线桥的设计与直线桥设计不同的地方还在于曲线桥有扭矩，会在支座支承方

向产生不均匀的力，一旦扭矩较大时，各支座的反力值相差就会很大，有时甚至会产生反方向力。这就要求支座的设计要具有一定的弹性。从支撑的形式看，曲线桥梁的布置可以分为三种形式：全部采用抗扭支撑、两端设置抗扭支撑和中间设置单点支撑。

3.4 预应力对曲线桥的作用

小半径曲线梁桥的纵向预应力钢束沿箱梁腹板平面曲线线型变化而布置成水平曲线，预应力钢束对混凝土产生较大的径向力，它除对相邻两预应力束之间的混凝土产生局部承压作用外，还对预应力束与箱梁内弧侧之间的混凝土产生崩弹作用。这种径向力对箱梁腹板的受力是不利的。针对这一问题，在进行钢束布置的时候就要在相邻的两预应力钢束之间留有足够的混凝土厚度，在进行箱梁腹板布置时也应留有足够的混凝土厚度保护层来抵抗这种侧向崩弹力，同时在腹板内设置防崩钢筋，才能确保曲线桥效用的发挥。

结束语：

综上所述，城市立交桥做为现代化城市的重要标志，在桥梁的设计上必须要秉持实用与美观并存的设计理念，合理规划设计。

参考文献：

[1] 贺栓海.道路立交规划与设计[m].北京：人民交通出版社，2001．

[2] 乔翔，蔺惠茹．公路立交规划与设计实务[m]，北京：人民交通出版社，1994．