摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路桥梁建设越来越多。公路桥梁桥型上部结构方案设计直接关系到桥梁的质量、安全、美观和经济，是桥梁设计中的重点。详细阐述了公路桥梁上部结构方案设计目标与影响因素、桥型上部结构方案设计的原则，结合工程案例探讨了桥梁上部结构选型，为解决公路桥梁桥型上部结构方案设计问题提供借鉴。
关键词：公路；桥梁；桥型；上部结构
引言
随着科学技术的进步，桥梁工程大多开始采用新的工艺技术，并且在结构设计上也不断推陈出新，使用先进的复合材料，但是从造价角度来看，却增加了工程造价的计算难度。桥梁工程建设方若要合理控制工程造价，则需根据项目实际情况，科学编制施工图概预算，对造价中的各个方案进行科学比对，才能够确保桥梁工程经济效益最大化，并提高潜在收益。
1桥型上部结构方案设计目标与影响因素
（1）公路桥梁桥型上部结构方案设计的目标是选择的方案应能与环境相协调、美观、经济、技术可行、便于施工、质量可靠、安全、舒适、耐久、后期维修养护费用少。（2）公路桥梁桥型上部结构方案设计的内容是桥梁的上部结构（桥跨结构）的选择、环境与桥梁上部结构的协调性、施工与技术的可行性分析以及工程经济性分析。其影响因素主要有[1]：①施工简便。从施工水平、桥梁所处客观环境条件、桥梁上部结构的复杂程度方面看，选择的桥型上部结构是否方便施工。②技术可行性。应对地形、地貌等进行全面考虑，从桥梁所在地的地形地貌、交通运输等环境条件分析桥梁上部结构是否合理；从现有建桥技术、经验分析，桥梁上部结构采用技术是否成熟、先进。③可靠性。桥梁上部结构的设计效果是否可靠，能否符合桥梁的稳定性、刚度、强度等性能要求，是否能与修建的环境要求相适应。④经济性。选择的桥梁上部结构在满足施工简便、技术可行、性能可靠等条件下，工期是否合理，养护维修费用是否最低、使用寿命周期内的工程造价是否最省。
2施工前期控制
2.1 桥梁工程方案设计
在施工前期，需综合地理条件等各种因素，制定合理的设计方案，其在工程建设中会起着指导性的作用。设计方案不仅对施工人员作业方法和设备使用具有指导意义，更是控制施工进度的关键。成本控制人员需要对工程设计进行管理，并帮助施工人员进行科学合理的施工，确保工程建设顺利进行。同时，预算应与施工现场的情况相符合，减少后期施工方案变更情况的发生，进而提高企业的资源利用率，减少资金浪费。
2.2 桥梁工程成本控制
成本控制要求预算人员需对工程全部流程进行设计和管理，并结合新技术进行创新，减少资金浪费。预算人员需要对常用的施工技术和设备进行检测，淘汰不符合施工要求的设备或技术，将新技术和新设备及时应用到施工中，提高施工效率，确保施工质量。材料成本在工程造价中占比最大，需要合理选择新型施工材料，在采购材料时应对其质量进行检测，同时综合考虑性价比。并且，管理模式的创新也是提高成本控制效率的关键。预算人员需要在原有工作流程上进行改革，根据社会发展的态势进行制度完善和工作流程改进，减少不必要的人力、物力、资源的浪费。
3桥型上部结构方案设计的原则
（1）桥型上部结构方案设计应结合环境、地形地貌等条件，根据公路通航等级、功能、抗洪防灾、运行能力、公路等级等进行。例如地表平缓，或河流深度浅，宽度宽时，宜选用施工简单、受力明确的简支梁结构或先简支后连续梁桥结构；在地形复杂的山区，为适应山区交通运输条件和恶劣环境，优先采用预制结构。（2）为降低造价、缩短工期、方便施工、保证工程质量，尽量选用标准化结构，桥梁上部构造应优先选用预制拼装的结构和标准跨径，以方便生产。选择桥型上部结构时，还应充分考虑施工工期、施工工业、运输条件、施工场地安排情况等施工条件。（3）桥型上部结构方案设计时，应选用多种桥型进行方案比选，合理确定桥长、桥台填土高度、选出最合理、经济的桥型上部结构，控制好桥梁工程规模，充分进行方案论证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（4）考虑修建地区对桥梁抗震的要求，如果抗震要求高，应优先选用先简支后桥面连续结构，充分考虑桥梁的使用寿命、养护维修和行车的舒适性，确保桥梁安全性、舒适性和耐久性。还要充分考虑桥梁对修建地区自然环境的影响，要与自然环境协调，力求桥型上部结构的美观。
4桥梁上部结构选型
4.1拱式体系
桥址地质条件好的V型深谷，覆盖土层薄，基岩承载力高时，与其他大跨径桥梁比，拱式结构的造价低，宜优先采用。
4.2先简支后结构连续体系与简支体系
常采用小箱梁、预制空心板、T梁等断面形式。小箱梁因抗震、抗扭性能好，结构刚度大，外形美观，应用十分广泛，常用跨径有40、30、25m三种。预制空心板一般跨径不超过25m，建筑高度小，能减小桥头路基填土高度，是中、小桥梁上部结构的首选。T梁经济性较好，截面受力很合理，但抗震性能、景观效果较差，建筑高度大，在桥下净空无限制、无抗震要求时选用。
4.3连续刚构及连续梁体系
桥梁跨越U形深谷时、装配式结构已不适应，宜优先选用大跨径连续梁体系、无支架施工；墩高大于30m时，为改善上部结构受力，可考虑墩梁固结；以降低造价。桥梁位于小半径曲线上时，因需要加宽和超高，应优先采用现浇连续箱梁。
4.4上部结构选型实例
项目桥梁所占比例大，占路线总长的23.3%，桥梁与路基同宽，分上、下行两幅并列的独立桥；每幅桥宽16.75m。沿线桥梁选择既要满足现有道路及规划道路、河道、堤防等要求，又要考虑桥梁结构形式的选择对工程经济性、美观性及施工进度有较大的影响。桥梁上部构造应尽量选择工厂化、装配化、标准化的结构形式，根据各自结构形式特点、考虑施工流程等方面，选取有代表性的桥梁上部构造进行比选。结果表明，20m跨径空心板最为经济，实际工程中采用也比较多，但是其运营后会出现的横向连接破坏，沿板的边缘拼缝方向通长会产生裂缝，严重时能造成缝处渗水、漏水等病害，其后期养护费用较高；而20m跨小箱梁比空心板每平米造价高出不到10%，后期维护费用低，因此20m跨采用小箱梁。25m、30m跨径的桥梁上部结构采用小箱梁时造价与采用T梁时相差很小，两种结构型式的下部构造也基本相同，小箱梁建筑高度较低，外型较为美观，横向抗扭刚度大。本项目地质情况都比较差，大多以摩擦桩为主，本次经济比较选择了具有代表性的地质钻孔资料进行桩长计算；以半幅一孔桥长计算，分离式双柱墩进行计算，通过不同跨径、不同墩高配不同桩柱尺寸桥梁的造价分析。
结语
综上所述，公路桥梁桥型上部结构方案设计应该认真考虑桥型上部结构方案设计目标与影响因素，准确把握好桥型上部结构方案设计的原则，根据桥梁所在地的地形地貌、交通运输条件等环境条件及项目要求，选用多个比选方案进行经济比选，才选出经济合理、安全可靠的设计方案。
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论文作者:秦俊峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/15
标签：桥梁论文; 结构论文; 方案设计论文; 公路论文; 造价论文; 条件论文; 经济论文; 《基层建设》2018年第21期论文;