（湖北省荆州市五维公路勘察设计有限公司，湖北，荆州，434020）
【摘 要】高速公路桥梁设计在不同的地形条件下其设计与施工均存在差异性，文章就高速公路桥梁设计与环境的配合、设计的一般性要求和基本原则等问题进行了探讨，并提出了高速公路桥梁设计和施工中应该注意的几个细节问题。
【关键词】高速公路；桥梁设计；设计要求；设计原则
1、绪论
自20世纪70年代以来，我国高速公路桥梁承受着沉重的负担，导致诸多高速公路桥梁存在安全顾虑。在这严峻的情形下，我们在满足高速公路桥梁正常使用功能的基础上，必须加强高速公路桥梁的设计施工要求。根据桥梁规范体系执行，导致很多高速公路桥梁使用存在差异；当高速公路桥梁设计处理不够完善时，会直接影响桥梁的安全运行，对居民生活出行造成隐患。近年来，随着我国高速公路桥梁压力逐渐加大，高速公路桥梁的设计具有举足轻重的作用，
2、桥梁设计的一般原则
高速公路的桥梁在设计方面要具有一定的高水平，须满足安全稳定，坚固实用，花费合理的需要，并且要综合考虑环境保护的要求。从材料选择方面来说，应尽可能的选择近距离易取材的材料。对于桥涵的跨径较为标准的，应首选整体装配式构件，这将有助于配合工厂大规模操作；下部构件的构造力求简单，对于桥涵来讲，不仅要满足相应的规范规程以及施工技术准则，同时还要满足项目本身对桥涵的构造要求。材料的质地、稳定性、耐久性，都要考虑进去，而对于特殊的工作需要，都要通过新的技术手段来完成。因此，工艺条件不断完善跟发展。
考虑高速公路要做到公路与桥梁配合，原则上要求桥梁的位置要顺从高速公路的路线，桥梁位置的选择不能影响高速公路路线严重绕行或者影响高速公路的线形指标；当高速公路的路线路基为分离式时，桥梁也需顺应路基，采用左右分幅设计。而高速公路路线的设计，要综合考虑了大型构造物两头接线顺畅的需要，升级时应尽量避免桥台与隧道洞口的位置冲突以及施工期间可能出现的相互干扰，条件限制时，应综合桥台与道洞口设计。
充分考虑高速公路桥梁的经济性适用性、安全性以及施工便利等方面，配合沿线桥梁的分布情况及沿线的运输条件，一般大中桥的桥型选择采用标准化、系列化、工厂化程度高、造价低廉、经验成熟的预制装配施工工法，以确保工程质量、降低工程造价、缩短工期、加快工程建设进度。
3、桥梁设计要点
3.1上部设计
（1）主梁
从桥梁的性价比和是否容易施工来看，可以分为下述几种情况：
① 主线桥梁单孔跨径≤10m的桥梁，通常选用的是钢筋混凝土结构；其余跨径的桥梁宜采用预应力混凝土结构。
② 桥梁桥长＜100m或单孔跨径20m(包括20m)跨径以下宜采用简支体系空心板结构。
③ 桥梁桥长＞100m或单孔跨径20m以上宜采用其他连续结构。
④ 但对于跨河桥梁由于支架现浇难度较大的问题，设计施工时宜优选采用先简支后连续结构的原则。
⑤ 对于山区内中等跨径的特大、大桥，因受地形影响，现浇难度非常大，也宜采用预制的先简支后连续结构。但山区内一般平曲线较小，预制结构须考虑平曲线的影响，考虑施工简单采用统一梁长预制，布跨跟平原区略有不同。
（2）伸缩缝
从行车平稳舒适的角度考虑，在桥上应尽量少设伸缩缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对跨径≤16m的单孔桥梁只设1道伸缩缝，另一端采用桥面连续；对于两跨单孔跨径16m以下(包括16m)的桥梁，伸缩缝设于桥墩处，两侧桥台处则采用桥面连续。这样可以尽量的使行车舒适，减少事故发生的可能性。
3.2下部设计
（1）桥墩
一般的钢筋混凝土桥梁桥墩都是采用钢筋混凝土柱式桥墩，墩身上面覆盖的是梁板式框架体系。桥墩通常分成30°的两种情况：桥梁斜交角度＜30°时，采用双柱式桥墩；角度≥30°时，采用3柱式桥墩。当桥梁不是通常设计时，尽可能去除桥墩盖梁的布置，桥墩墩身的设计一定要讲究简单漂亮美观。至于桥墩台基应该根据地形的不同情况来分析：在平原或者有微小平原的地区，应根据地形情况确定；在山岭的地区，地势的纵横向起伏相对平原比较大，如果在山区，那么对于地基比较复杂并且坡度比较大的基础应该选择桩基，而桥墩的桥台最好选择肋板配挖孔桩或采用桩柱式，这样可以减少地基开挖面积。不过有些桥梁的坡度是这样的：纵向坡度远远大于横向坡度，细石桥梁的桥台应选择重力型桥墩墩台，地基基础应改为名开挖。
（2）桥台
在桥台施工完成后，要对基础进行填土，但是为了减少填土的工程量太大给施工带来不必要的麻烦，应注意控制桥台后填土的高度。一般情况下，对于软土地基，后填土的高度应该保证在6m以下，对于正常路基，其后填土的高度应保持在10m以内。很多时候，桥台基础采用扩大钢筋混凝土基础，此时台身通常为重力式，这样能够保证台身合理的受力方式，从而减少台身截面尺寸，降低工程成本。当台高8m以上时，台身前墙设置10：1的前倾斜坡。横向地面变化的重力式桥台宜设置阶梯式。对于采用“U”型台的扩大基础，其前墙尺寸与台身高度和地基承载力有关。
4、设计应考虑其他方面的细节问题
在高速公路桥梁设计时，除了上述的原则性要求和相应的规则规范之外，相对于普通的桥梁，高速公路桥梁的设计更要有一些细节问题需要注意。
（1）为了减小在施工阶段和正常使用阶段桥梁的主梁在支座处产生塑性变形和竖向位移，在设计过程中应严格要求梁支座的安装必须在同一条水平线，施工过程中同样要求保证支座处梁顶面和底面的安装都在同一水平面。主要施工要点为：垫石和梁支座均要保证水平放置；梁底与支座接触面也要水平。梁底应采用贴楔形钢板，或者在梁支座顶面处放置能够方便调整水平和竖向角度的专用模板从而对梁底标高进行调整。选择楔形钢板是因为其在工厂进行加工，可以保证其精度，楔形钢板和梁底预埋的钢板连接时采用焊接的方法，这就能够减少主梁在支座方向产生竖向位移。
（2）对于单跨跨度达到20～40m特别大的高速公路桥梁。设计多按150～200一联采用结构连续，设160型伸缩缝。根据当前我国对这种桥梁的使用现状来看，8cm宽的伸缩缝，在行车过程中几乎没有跳车和噪音的感觉，16cm宽的施工缝在行车过程中会产生噪音。从经济角度来分析，一道160型缝在使用过程中其受力性能受支座的限制，所以在设计时通常不采用最大伸缩缝，如若使用，则造价会比80型的造价高2倍，采用8cm宽的施工缝可以另外缩减现浇接头和桥墩帽梁的使用数量；此外16cm宽的施工缝维修时，需要将桥梁的一般停止使用。而超长桥梁上通常不布置中央分隔带缺口，从而引起桥梁通车一半在使用过程中没有安全感，这很大程度的影响了高速公路桥梁的正常使用。综上所述，分别从经济方面和正常使用方面来看，高速公路桥梁应尽可能的使用8cm宽的施工缝。分联采用桥台所在的联按100～150m，其它联按80～100m的长度控制结构连续联长度。
5、结语
高速公路桥梁的设计应根据不同的地势条件选择不同的设计方案，应从经济方面、正常使用方面、施工方便以及同周围的环境相协调等等多方面综合考虑。本文就高速公路桥梁设计提出一些建议和对一些问题进行了探讨，以期引起有关桥梁设计单位的重视，从而避免由于设计考虑不周而造成施工的麻烦和行车的不适。
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论文作者:钟立勇
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/21
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