山區高速路高墩橋梁結構選型范文

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《工程與建設雜志》2014年第二期

1下部結構的選擇

下部結構形式選取時應先對預制吊裝結構和連續剛構進行靜力分析及穩定分析，并充分考慮經濟、美觀、施工等因素，本文以某山區高速公路工程實例為工程背景，確定預制吊裝結構和連續剛構下部結構形式的選取原則：①對于預制吊裝結構，當墩高H＜40m時，采用雙圓（方）柱墩；當墩高40m≤H＜60m時，采用等截面單薄壁空心墩；當墩高H＞60m時，采用變截面單薄壁空心墩?？招亩毡诤窬捎?0cm［4－5］。②對于連續剛構，當墩高40m≤H＜80m時，采用等截面單薄壁空心墩；當墩高80m≤H＜100m時，采用變截面單薄壁空心墩。當墩高H＞100m時，采用等截面雙薄壁空心墩?？招亩毡诤癫捎?0～80cm。③預制吊裝結構和連續剛構變截面薄壁空心墩壁厚橫橋向坡比均采用1／100；在墩高方向30m左右設置一道橫隔板，橫隔板厚度采用50cm。在山區高速公路中，墩高小于100m橋梁所占比重較大，針對墩高H在60～100m范圍內預制吊裝結構和連續剛構橋梁，按雙向四車道擬定下部結構的尺寸以供同類橋梁設計時參考。

2預制吊裝結構與連續剛構經濟性對比

2.1墩高H＝80m（1）預制吊裝方案：預應力混凝土（8×40m＝320m）連續T梁。上部結構采用8×40m預應力混凝土先簡支后連續預制T梁；下部結構采用變截面單薄壁空心墩，墩頂及墩底截面尺寸分別為500cm×250cm、500cm×400cm，壁厚為50cm；基礎采用4D180cm樁基礎，均為嵌巖樁。預制吊裝方案工程數量及建安費，見表2所列。（2）連續剛構方案：預應力混凝土（60m＋2×100m＋60m＝320m）連續剛構。上部結構采用60＋2×100m＋60m預應力混凝土連續剛構，主梁斷面采用單箱單室，箱梁梁高按二次拋物線變化，主墩處根部梁高5．8m（高跨比1／17．2），主跨跨中及邊跨端部梁高2．8m（高跨比1／35．7）；下部結構采用等截面單薄壁空心墩，截面尺寸為650cm×500cm，橫橋向壁厚為80cm，順橋向壁厚為60cm；基礎采用9D160cm樁基礎，均為嵌巖樁。連續剛構方案工程數量及建安費，見表3和表4所列。

2.2墩高H＝100m（1）預制吊裝方案：預應力混凝土（9×40m＝360m）連續T梁。上部結構采用9×40m預應力混凝土先簡支后連續預制T梁；下部結構采用變截面單薄壁空心墩，墩頂及墩底截面尺寸分別為500cm×250cm、500cm×450cm，壁厚為50cm；基礎采用4D200cm樁基礎，均為嵌巖樁。預制吊裝方案工程數量及建安費，見表5所列。（2）連續剛構方案：預應力混凝土（60m＋2×120m＋60m＝360m）連續剛構。上部結構采用（60m＋2×120m＋60m）預應力混凝土連續剛構，主梁斷面采用單箱單室，箱梁梁高按2次拋物線變化，主墩處根部梁高7．5m（高跨比1／16），主跨跨中及邊跨端部梁高2．9m（高跨比1／41．4）；下部結構采用變截面單薄壁空心墩，墩頂及墩底截面尺寸分別為650cm×500cm、650cm×700cm，橫橋向壁厚為80cm，順橋向壁厚為60cm；基礎采用9180cm樁基礎，均為嵌巖樁。連續剛構方案工程數量及建安費，見表6所列，墩高100m預制吊裝方案與連續剛構建安費對比表，見表7所列。

3結束語

對于山區高速公路，預制吊裝結構和連續剛構在技術上均是成熟的、施工上是可行的，方案比選主要綜合考慮施工方式、受力性能、工程造價及施工的風險性。由于橋梁服從路線平面線型，山區高速橋梁多位于緩和曲線和較小半徑圓曲線內，對設計和施工的影響較大，且地形起伏，高墩施工風險及難度亦較大。從施工上考慮，預制吊裝40mT梁上部結構采用預制構件，具有施工工期短、工藝簡單、技術難度低、質量容易控制等優點，但由于高墩數量較多，施工難度及帶來的風險也隨著墩高越來越顯著，另外，40mT梁在平曲線半徑較小的情況下，外觀突現出折線，對曲線適應性弱化。連續剛構主跨100m的連續剛構箱梁施工狀態與成橋狀態保持一致，掛籃平衡懸澆施工技術成熟，由于橋墩較高，需加強懸臂施工荷載的平衡及最不利偏載的設計。

從受力性能上考慮，預制吊裝采用墩梁固結，增加了橋墩的剛度和穩定性，減小墩底截面的彎矩，兩者結構受力均較合理，性能優越。連續剛構橋利用高墩的柔性來減小主梁跨中彎矩，同時減小橋墩尺寸。從經濟上考慮，40mT梁與懸澆連續剛構相比，上部結構造價要低得多，隨著墩高增加，下部構造的費用占的比重增大，兩者造價差距縮小，但預制吊裝在造價上仍具有經濟性。綜上所述，山區高速公路高架橋墩高在60～80m之間時，推薦采用預制吊裝：40m先簡支后連續剛構T梁；墩高大于80m時，推薦采用連續剛構。除特殊情況外，山區高速公路高架橋一般不考慮斜拉橋、拱橋、懸索橋等異型橋梁結構型式。

作者：李亮單位：廣東省公路勘察規劃設計院有限公司