摘要：桥梁上部结构形式的选择合理与否对工程的经济性、美观性及施工速度有较大的影响。本文通过对高明至恩平高速公路桥梁各种跨径方案进行了造价指标等方面的比选，科学地确定经济、合理的上部结构。
关键词：各种跨径；造价指标；经济；合理
高明至恩平高速公路起于广明高速公路与江罗高速公路的交叉点（高村互通），终于凤山水库东设置凤山互通与开阳高速相接，路线全长约43.397km。本项目从地形、地貌上大致为北部山地丘陵，桥梁构造物较多；南部平原和微丘，但考虑减少占用农田及减少对沿线村庄出行及生活的影响，桥梁比例较高。而沿线桥梁结构形式的选择既要满足现有道路、河道的功能，又要兼顾经济和美观[1]。所以对桥梁上部结构形式的比选就显得十分必要了。
1 设计标准
设计速度：100、120km/h。
设计荷载：公路—I级。
桥涵宽度：33.5m。
地震动峰值加速度：0.05g。
设计洪水频率：特大桥1/300，大、中、小桥1/100。
通航标准：本项目河流无通航要求。
2 上部结构设计要点
1）多跨式桥梁，上部结构形式及跨径选取宜根据墩高，选取有代表性的桥梁方案进行比选。设计主要以装配式小箱梁、空心板为主，对不同跨径进行比选，以确定与墩高和基础对应的经济跨径和合理结构。为保证桥梁整体协调性，除特殊和复杂桥梁外，一般桥梁跨径建议按下述范围选取：
墩高小于10m的小桥，采用8m、10m跨径；
墩高小于15m的大、中桥，可选用13m、16m、20m跨径；
墩高为15～25m时，做出25m、30m跨径的比较方案，并根据不同桥宽，经详细比选后择优推荐。
2）对于跨越主要道路或城镇附近的桥梁，上部结构应适当考虑外形相对美观的结构形式并与其它结构形式进行比选。
3 桥梁上部预制结构的比较
3.1、结构形式的选择：
（1）对于中小跨径桥梁（主要指单孔最大跨径小于20m的中桥、小桥），一般采用预应力混凝土装配式空心板的结构形式，但在实际的运营养护经验，空心板存在难以避免的铰缝脱落、底板开裂出现贯通缝等病害，故本项目不推荐使用预应力混凝土空心板。标准跨径预应力混凝土装配式小箱梁与T型梁结构的经济指标对比如下：
表1 标准跨径组合箱梁和T型梁结构经济指标
仅从上部结构相比较考虑，从上述表中可以看到，同种跨径的小箱梁比T梁要造价指标低一些。
（2）标准跨径预应力混凝土装配式小箱梁与T型梁综合比较如下：
综合上述比较，T梁梁高较高，施工相对复杂，对平原地区降低纵坡不利，除山区的高墩路段外，不推荐梁高较高、美观性较差、成本相对较高的T梁结构；组合小箱梁相对T梁结构梁高较低，外形美观，施工方便快捷，因此20m～35m区间标准跨径推荐采用组合小箱梁。下面将对各种跨径的小箱梁做经济比较。
3.2、合理跨径的造价指标比选：
（1）当桥址区位于冲积平原地带，地形平坦时桥墩高度均小于10m，桩基长度一般为30m，根据地质钻孔资料揭露，桥梁桩基性质主要为嵌岩桩。针对此墩高范围和典型地质钻孔资料，分别采用20m小箱梁、25m小箱梁两种桥型方案进行比较。
由上表可知当墩高H≤15m时，从比较结果来看，两种跨径小箱梁经济性略有差别，25m跨径的小箱梁相比20m跨小箱梁造价指标略低一些，当桥梁长度较长时，25m跨径的桩柱基础数量及上部梁片数都明显小于20m跨，同时施工过程中可以提高施工进度，降低工程造价，另外在跨越河涌及构造物时，25m跨适应性比20m跨更强，故平原地段当墩高H≤15m时，大桥、特大桥上部结构的推荐跨径为25m跨小箱梁；当桥梁长度较短时，20m跨径的上部构造数量明显小于25m跨，但基础及下部无明显差别，故中桥上部结构的推荐跨径为20m跨小箱梁。
（2）当桥址区位于山区、丘陵地带，地形起伏较大，桥墩高度多介于20～30m之间，根据地质钻孔资料揭露，桥梁基础主要为嵌岩桩基础。桩长不超过40m，一般介于30~35m之间。将桥墩高分为15m＜H＜25m、25m≤H＜30m、30m≤H＜40m三种墩高范围，分别采用20m小箱梁、25m小箱梁、30m小箱梁、35m小箱梁、40m小箱梁、40mT梁等桥型方案进行比较。
①墩高15m＜H＜25m
由上表可知当墩高15m<H＜25m时，从比较结果来看，各种跨径小箱梁经济性略有差别，25m、30m跨径的小箱梁经济性最好，35m跨径最贵；
因此墩高15m<H＜25m时，本项目在大桥、特大桥中推荐使用25m跨结构，中桥推荐采用20m跨结构。
②桥墩高度25m≤H＜30m
由上表可知当墩高25m≤H＜30m时，25m小箱梁上部经济指标最低，30m小箱梁下部经济指标最低，总体经济指标两者相差不大，但30m跨桩柱基础数量及上部梁片数都相对25m跨要少，施工过程中可以提高施工进度，降低工程造价。综上所述，基岩埋深较浅地段当墩高25m≤H＜30m时，推荐跨径为30m跨小箱梁。
③桥墩高度30m≤H＜40m
由上表可知当墩高30m≤H＜40m时，30m跨径预应力混凝土小箱梁上构造价低，具有明显的优势，且全线仅K4+510官山大桥墩高超过30m，墩高为35m，为了减少全线桥梁的跨径种类，因此本项目墩高>30m时采用30m小箱梁。
4 结论
通过对鹤山至开平高速公路桥梁各个方案造价指标比选，除特殊和复杂桥梁外，一般大中桥梁跨径可按下述范围选取（墩高指盖梁顶至柱底的距离）：墩高≤15m时，大桥采用25m跨先简支后桥面连续小箱梁，中桥则选用20m跨；墩高15～25m时，选用25m跨先简支后桥面连续小箱梁结构；墩高25～30m时，选用30m跨先简支后桥面连续小箱梁结构；墩高30～40m时，选用30m跨先简支后桥面连续小箱梁结构。
参考文献
[1]广东省交通规划设计研究院股份有限公司. 高明至恩平高速公路两阶段初步设计，2015
[2]JTG D60-2015公路桥涵设计通用规范. 北京：人民交通出版社，2015
[3]交通部公路司.降低造价公路设计指南.人民交通出版社，2005
论文作者:王丽霞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/17
标签：小箱论文; 桥梁论文; 结构论文; 中桥论文; 桥墩论文; 造价论文; 预应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;