关键词：高速公路；桥梁上部；结构设计；要点分析
1高速公路的主要特点
高速公路的主要特点就是地形、地质比较复杂，地面的高差幅度较大，而且变化比较频繁，坡度较陡，不良地质较多，受此影响，路线的整体布设都受到一定的约束。在一般情况下，若在桥梁的设计上，会遇到平曲线多，平面半径较小，纵坡较大，桥梁比例较高的情况。依据上述特点，高速公路的桥梁设计都需要加强桥梁各个构造之间的质量调控工作。因此，在设计中还需要考虑桥梁各细部构造与地质之间的关系问题。
2桥梁设计方案的选择及上部结构优化分析
2.1桥梁跨越方案与高填方路基方案的比较
在修建高速公路时，有很多地区是不受水文地质的控制的，只是承受地形方面的影响因素；而对于路桥方面的设计，主要是依据一定的地形权限来考虑，这点也是影响公路造价控制的问题。因此，在修筑路基施工中，还是主要依据路基的中心填方的位置进行。若其高度超过了20m，就宜选择与桥梁相一致的方法进行。
2.2半边桥与挡墙的关系
山区高速公路的地形一般都比较陡峭，虽然在整体设计上为左右幅不一样的高错台的路基进行施工，但有时为了迎合交通的需要，而采取设置转向弯道，错台式的设计一般不容易实现，在设计中就会出现半边桥。因此，在高速公路桥梁设计汇总时，应综合考虑地形、地质等加筋挡土墙的形式来弥补设计不足，运用加筋、锚杆挡墙、弃土与半边桥进行综合配比，最终决定是否设置桥梁。
2.3结构体系特性
为了保证行车舒适、结构耐久适用，山区高速公路标准跨径大中桥一般均采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系。全刚构体系由于一座桥梁墩高相差较大，需通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，桥墩尺寸种类就比较多，美观性降低，施工相对麻烦一些。全连续结构联长不能太长，否则舒适性差，墩台水平位移较大，墩柱尺寸需设计得相对大一些。根据地形，将中间墩高较高、刚度相差不大的相邻几个桥墩固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的水平力，较矮的边墩设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁。山区高速公路桥梁多为弯、坡桥，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势，单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下，梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势。如果采用全连续结构，即上下构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势往往造成梁体受力不均衡，支座脱空甚至破坏，从而导致梁体开裂。因此，山区高速公路桥梁宜采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系，既适应平面线形，又适应桥梁受力特点。
2.4桥梁上部构造设计
山区的高速公路中，桥梁占一大部分比重，在山区中实施大跨径的桥梁比较少见，绝大多数的桥梁也是选用经济合理、施工方便的预制性的结构。这样，由于控制因素的不同，采取的方案也有所不同。而跨度较大的桥梁或者个性化的桥梁还是具备一些共有特性的，以下重点讨论装配化方式桥梁的设计。山区高速公路桥梁常用标准化、装配化跨径有16m、20m、25m、30m、40m、50m，横断面形式有空心板、T梁、小箱梁等。对于跨径<30m的，有空心板、小箱梁、T梁等3种结构可以选择，对于40m、50m跨径，根据梁的受力特点，宜采用T梁。30m以下，同一种跨径，究竟应当采用哪一种横断面形式，通过表1就可以作出选择。
表1一孔上部构造主要材料指标
从表1可以看出，小箱梁是介于空心板和T梁之间的一种横断面形式。20m跨径时，T梁较为经济；30m跨径以下，三种横断面比较，基本也是上述规律。当然，这是山区的情况。平原地区受净空和桥台填土高度的限制，桥梁上构要求尽可能降低建筑高度，这样可以减小纵坡，降低路基填土高度，减少占地及降低路基处理难度。对土源缺乏、软基较多的平原地区有显著的经济性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆20m空心板建筑高度最低，与路基综合起来比较具有优势，平原地区路网发达，分离式立交较多，空心板在美观方面优于另外2种断面。所以，平原地区较多采用空心板。
3高速公路桥梁上部结构设计实例
3.1工程概况
在某高速公路桥梁工程项目建设中，桥梁工程总长度为20.1km。根据现场勘察，该桥梁工程建设环境地形复杂，周边建筑工程较多，地质变化比较大。对于该桥梁工程上部结构，应采用跨径在25～30m之间的装配式小箱梁、40mT梁，如果跨径在20m以内，则可采用预制空心板。如果采用先简支后连续方式的预制结构方案，能够保证桥梁工程路面通行的稳定性以及舒适性，同时便于桥梁工程与运行维护。如果T梁墩高在35m以上，则需要采用墩梁固结形式，如果纵坡比较大，也需要应用墩梁设计方案。另外，还需注意，高速公路桥梁工程建设环境复杂，施工难度比较大，在具体的施工过程中，需要对桥梁工程上部结构设计方案进行调整，比如，如果桥墩高度比较大，则应尽量采用T梁结构形式，如果桥墩高度比较小，则需采用现浇混凝土连续箱梁。
3.2上部结构设计方案比较
3.2.1施工便利性
在施工方面，小箱梁施工技术比较复杂，在混凝土浇筑施工过程中，必须保证内模板放置平稳，另外，在端头斜交时，处理难度比较大。T梁施工工艺比较成熟，结构耐久性较高，与小箱梁相比，施工方式便捷，能够有效提升桥梁工程结构耐久性。
3.2.2经济造价
在对不同跨径小箱梁与T梁结构进行比较时，跨径有3种，包括25m、30m、40m，在经济造价方面，40m的T梁和小箱梁造价相同，另外，25m、30m的小箱梁与T梁相比经济性更好。
3.2.3功能使用优势
通过对各个结构形式的桥梁工程功能方面分析，T梁跨中横隔板数量比较多，并且横隔板与主梁进行连接，这样就会影响桥梁工程外形美观度。另外，T梁的跨径的适用范围比较广泛，尤其是在抗弯刚度方面，桥墩大跨的应用优势明显。
3.2.4结构受力
通过将小箱梁与T梁进行比较，T梁的单幅一孔的整体抗弯刚度比较高。在桥梁工程施工中，如果遇到斜交结构形式，如果采用T梁结构形式，则需要设置多个横隔板，因此抵抗受力的效果比较好。另外，在论抗扭刚度方面，单幅一孔的小箱梁的抗扭刚度比较好，由此可见，单片小箱梁的结构稳定性更高，并且施工方式便捷，能够有效提升桥梁工程结构稳定性以及安全性。
3.3上部结构设计方案
在该高速公路桥梁工程上部结构设计中，通过对上述各项影响因素进行综合分析，制定出以下选型原则：如果桥梁工程墩高在15m以内，则采用20m跨先简支后桥面连续预制空心板结构；如果桥梁工程墩高在15～35m之间，则可采用25m、30m跨先简支后桥面连续小箱梁结构；如果桥梁工程墩高在35～60m之间，则可采用40m跨先简支后结构连续（或墩梁固结）T梁；如果桥梁工程墩高在60m以上，则应采用T梁方案。
4结语
综上，高速公路桥梁建设中，对一系列的高速公路的桥梁问题进行相应的调控性建设，对于整体的施工有所帮助，并根据施工的构造要求，对桥梁构造质量进行检验，保证桥梁上部结构的施工质量。
参考文献
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[3]司卫星.山区高速公路桥梁设计关键问题研究[J].居业,2018(04):74-75.
论文作者:杨泽涵
论文发表刊物:《城镇建设》2019年22期
论文发表时间:2019/12/12
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