简析路桥工程建设中的互通立交桥梁设计

简析路桥工程建设中的互通立交桥梁设计

曹魁

曹魁

36233019881XXXX818汕尾市交通规划勘察设计院

摘要：路桥工程建设中的互通立交桥梁设计除了要求有丰富的桥梁设计经验、扎实的理论基础外，还需要一个统筹思考的思维角度。另外除了对计算工作要重视以外，对构造措施也要给予足够的重视，以减少桥梁的安全隐患，从而保障互通立交桥梁的安全运行，基于此，本文概述了互通立交桥梁，简述了路桥工程建设中互通立交桥梁设计的必要性，对路桥工程建设中的互通立交桥梁设计进行了简要分析，旨在保障互通立交桥梁质量。

关键词：互通立交桥梁；路桥工程建设；设计；必要性；

一、互通立交桥梁的概述

互通式立交桥主要包括三枝交叉互通式立交桥、四枝交叉互通式立交桥和多枝交叉的互通式立交桥。互通立交桥梁和一般桥梁的相同之处在于都有着跨越山川河谷等自然障碍的功能。不同之处在于一般桥梁都是只有一条线贯穿，工程的范围较小，对于设计的要求不多。而互通立交桥梁要涉及的工程范围较大，而且多条线之间的联系贯通需要设计到许多类型桥梁的设计，同一条桥梁之间的线型组合等，都是一个比较繁复的过程，这就要求设计者根据地形、气候和技术水平进行合理设计，从而保障桥梁结构的协调以及桥梁整体性能优良，切实解决交通拥堵的问题。

二、路桥工程建设中互通立交桥梁设计的必要性

路桥工程建设中的互通立交桥梁合理设计对结构受力、桥梁造价以及互通立交桥梁的安全运行均有重要作用。随着桥梁工程建设的不断发展,立交桥梁设计除了考虑其经济效益外,越来越多地考虑到其结构轻巧、造型美观、便于制造等方面。而更高、更新的要求是更人性化的设计，设计时更多地考虑立交桥梁建成后使用者的安全需要,使其具有舒适的感觉，因此必须加强互通立交桥梁的合理设计。

三、路桥工程建设中的互通立交桥梁设计要点分析

1、路桥工程建设中的互通立交桥梁形式设计分析。互通立交桥梁形式设计主要表现为：（1）纵坡设计要点分析。基于高速公路对于行车净空有数据的要求，所以互通立交桥梁的纵坡设计要考虑跨线桥的建筑高度等，还要其它的各项要求，跨线桥的高度要符合以下公式：H=Hg+hj+hs+E+a。公式中H是跨线桥与高速公路的交叉点的标准高度，Hg是高速公路与跨线桥交点处的路面设计标高，hj是高速公路的行车净空，hs是跨线桥上部结构的建筑高度；E是被交道纵截面在该处的外矩，如果该点不在变坡点的切线范围内时，该值取零；a是由高速公路、跨线桥的纵坡和横坡影响而需要的调整值。（2）桥面宽度设计要点分析。互通立交桥梁的桥面宽度要根据互通立交桥梁的建设需要，对行车道、人行道以及护栏进行相应的数据调整，还要根据当地交通部门对于道路建设的相关交通规划，以确定跨线桥的桥梁宽度，通常跨线桥的行车宽度和它所连接的桥梁的行车宽度是一样的。如果出现特殊的情况，还要对此做相应的调整。（3）桥梁跨径设计要点分析。通常互通立交桥梁的桥梁跨径越大，桥梁的造价就越高。桥梁的跨径是根据跨越高速公路的数值或者被交道的数值来决定的。而进行桥梁跨径的设计时，往往会因为桥梁跨径的造价而对跨径的幅度进行相应的技术改进，以此来降低成本。如在高速公路的中央分隔带处，设立中墩，一边一孔跨越高速公路，这样的设计就能大大地减少了桥梁的跨径，而又不影响原有的桥梁的功能，反而还能使工程量减少，经济效果比较明显。但是如果这样在路中间设立桥墩，会阻碍到行车驾驶员的视线，影响交通的畅通，也会影响桥梁建筑的美观，与周围的环境不形成协调，不利于交通建设规划。这时候可以采取大跨径连续桥梁的设计方法，不在路中央设置桥墩，这样的设计在桥梁的承重能力允许的基础上进行，特别是在人流拥挤的城市地区，这样的跨径设计使交通的变得通常，而整个桥梁的设计也会变得大方、简洁和美观，而且不会产生过度的投资增加负担。这是主跨设计，而其它的跨径可根据实际的情况进行相应的设计调整。

2、路桥工程建设中的互通立交桥梁结构设计分析。互通立交桥梁结构有很多种，在桥面宽度和跨径都确定的情况下，要选择造型美观和经济适用的桥梁结构。一种是简支梁桥。这种桥梁结构外形比较简单，容易施工，产生的施工费用较少，而且适用于地基较差的桥位进行建桥，因此被广泛地应用。但是这种桥梁结构重要是用于跨径比较小的桥梁设计当中，当桥梁的跨径逐步增大时，跨中的恒载和活载弯矩按几何速度增加，结构尺寸迅速增大，如果跨径超过25m时，施工的难度就变得很大，也会影响到桥梁建筑的美观，而且简支梁结构要设置桥墩盖梁，当跨径很大时，桥墩盖梁也会变得很大，会影响到桥形的美观。尽管如此，简支梁桥在桥梁结构设计建设中出现的还是比较多的。另一种是悬臂梁桥。这种桥梁结构是简支梁桥的变体，主要是将简支梁桥的梁体经过技术的处理进行加长。因为简支梁桥的过长导致梁体的正弯矩受力过重，施工难度增大，而悬臂梁桥则是在中间设置主跨，两头分别设置一跨对正弯矩进行受力卸载，这样可以降低桥梁的高度，节约工程成本，但是又增加和主跨的桥脚等工序，因此很少被采用。最后一种是连续梁桥。这种桥梁结构的设计综合了简支梁桥和悬臂梁桥的优点，利用相临跨的恒载或活载作用，使支点产生负弯矩对邻跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用，使桥跨中的正弯矩比相同跨径的简支结构的正弯矩显著减小。从而可以减少桥梁的建筑高度，节省建筑材料，降低工程造价，因此被应用于桥梁结构设计和建造最广泛。

3、路桥工程建设中的互通立交桥梁截面设计分析。具体表现为：（1）互通立交桥梁的下部结构截面设计要点分析。桥梁的下部结构截面的设计主要是要突出它承受力的性能和美学的特性。由于它承接着上部的压力，又将压力转接到下部基础部分。所以在设计时在受力性能可靠的情况下，要讲究它的轻巧美观，它主要是桥墩的形式出现。桥墩一般分为重力式桥墩、空心式桥墩、桩柱式桥墩、柱式墩、薄壁式桥墩、其他造型的桥墩等。重力式桥墩的截面有很多种，如圆形、方形、多边形等，它主要靠自身的重力还平衡外力。空心是桥墩是重力式桥墩的简化版，为了节省材料，一般都做得很大，很少被采用。（2）互通立交桥梁的上部结构截面设计要点分析。桥梁的上部结构截面主要有预制板桥、T梁和空心板截面等截面设计的类型，文章主要论述空心板截面和箱形截面。空心板截面主要是针对跨径比较小的桥梁结构进行的设计，一般在20m以下的跨径可以用此截面设计。根据桥面宽度、梁体高度的不同，结合翼缘板的大小，合理确定圆孔的大小，有时也采用椭圆孔。这种设计能满足跨径较小的桥梁的受力程度，降低了桥梁的高度，节约了成本，降低了工程造价。对于跨径较大的桥梁结构，要使用到箱形截面。箱形截面的闭合薄壁截面抗扭刚度大，对弯桥和悬臂施工的梁有利，其顶板和底板的面积较大，能够很好地承受正负弯矩，工程造价也很低，被普遍采用。

结束语

综上所述，随着城市化建设进程的不断推进，促进了桥梁工程建设发展，使得互通立交桥梁建设项目日渐增多。由于互通立交桥梁没有固定是模式，所以其设计需要根据地形、地质基础、自然条件和人文条件等实际情况进行设计，因此对路桥工程建设中的互通立交桥梁设计进行分析具有重要意义。

参考文献

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[2]胡哲卿.城市互通式立交桥梁概念设计BIM应用研究[J].四川水泥，2017（02）.

[3]荣向波等.城市互通立交曲线梁桥的设计要点[J].交通世界，2017（06）.