关于唐村特大桥设计方案的探讨

摘要： 桥梁作为跨越地面障碍的结构物,已具有上千年的历史了。桥式方案的比选是桥梁初步设计阶段的工作重点,一般均要进行多个方案的比较。工程师们总希望在给定的荷载条件下得到在技术上与经济上都达到最优的桥梁布置方案。通常在设计时根据同类桥梁设计的已有经验,加上设计者的判断,选择经济合理的结构形式。桥梁的大跨径带来流畅和开放式的感觉，但是其工程造价可能会成倍增加。因此在设计桥梁时，我们还需要考虑桥梁跨径选择对整个工程造价造成的影响，从而减少投资，节约成本。

关键词：跨径选择方案比选工程造价

中图分类号：TU723.3 文献标识码：A 文章编号：

工程概况

某新建电厂铁路专用线接轨于京沪铁路邹城站下行咽喉西侧，接轨点里程相当于京沪铁路528+460，线路接轨后沿京沪铁路并行向南延伸，跨越南沙河，立交上跨岚济公路，在梁家岗村北侧转向西偏南，立交上跨峄化集团厂外公路，沿排洪构南侧向西南延伸，在西孟庄南侧，邹彦110kv输电线路北侧，立交上跨邹两公路，再沿胜利河南岸延伸，之后再立交上跨矿区南唐铁路，在后唐村北侧转向西南，设置电厂车站至专用线终点，线路全长9.577km。

本铁路工程线路及车站先后与邹城市矿建路、岚济公路邹城至济宁段超一级公路、峄化集团厂外公路、邹两二级路、矿区南唐铁路交叉，且均需立体交叉。

跨越邹两公路，设1-20m钢筋砼低高度梁桥，净高5.0m。跨越矿区南唐铁路设1-12m钢筋砼低高度梁桥，净高按内燃机车条件设计，净高5.50m。跨越峄化集团厂外公路、邹两公路及矿区南唐铁路3座立交桥，控制着线路纵断面设计方案。峄化集团厂外公路路基及路面宽均为12m，邹两公路路基宽度15m，矿区南唐铁路为单线铁路，均采用本专用线上跨方案，设计均采用1孔跨越，孔径不小于道路宽度或铁路建筑限界要求。

邹两公路路基宽度15m，考虑斜交长度及桥墩厚度，设计采用1孔20m钢筋砼低高度梁上跨公路；矿区南唐铁路路基填高4m，距新建电厂站最外端道岔距约450m，为降低车站填高，设计采用1孔12m钢筋砼低高度上跨铁路。专用线因先后上跨邹两公路和南唐铁路，致使路基填高均在7m以上，设计从邹两公路以东至新建电厂站外端设置唐村特大桥取代土路基，以减少占用耕地及减小因修建铁路专用线对周围生活环境及生态环境的影响，唐村特大桥在邹两公路东侧增设2-20m梁桥以排除线路东南侧洪水。研究报告对唐村特大桥主要采用16m钢筋砼梁和20m钢筋砼梁进行了比较。

采用16m钢筋砼梁方案，受邹两公路道路中心至南唐线铁路中心间线路长度的控制，为调整跨越公路及铁路桥孔的位置，邹两公路西侧增设3孔20m钢筋砼梁，为方便砼梁的预制，设计20m钢筋砼梁均采用低高度梁。据此以16m钢筋砼梁为主的唐村特大桥设置方案为：6-20m钢筋砼低高度梁+85-16m钢筋砼梁+1-12m钢筋砼低高度梁+28-16m钢筋砼梁桥，桥长2021.81m。

采用20m钢筋砼梁方案，同样受邹两公路道路中心至南唐线铁路中心间线路长度的控制，为调整跨越公路及铁路桥孔的位置，在南唐铁路北侧设5孔16m钢筋砼梁，为调整跨南唐铁路后桥梁至电厂站段桥梁长度，在南唐铁路南侧设3孔16m钢筋砼梁。据此以20m钢筋砼梁为主的唐村特大桥设置方案为：2-20m钢筋砼梁+1-20m钢筋砼低高度梁+67-20m钢筋砼梁+5-16m钢筋砼梁+1-12m钢筋砼低高度梁+3-16m钢筋砼梁+20-16m钢筋砼梁桥，桥长2023.05m。

工程分析

经比较以16m梁为主方案桥梁工程直接费5924.42万元，以20m梁为主方案桥梁工程直接费5880.41万元，设计推荐采用20m梁方案。

桥梁跨径除了要满足桥下净空的要求决定外，一般是由经济因素（造价最低原则）决定的。不管什么桥型，随着跨径的增加，梁部的造价肯定是增加的。对于有主河槽的水文桥梁，适当增加主跨径可以明显降低主桥墩的墩高和施工水深，从而使主墩造价降低的幅度有可能高于梁部造价增加的幅度，使得总造价下降。当主跨跨径进一步增加时，墩高和施工水深的降低已不明显，此时梁部因跨径的增加而使造价增加的幅度可能超过了桥墩造价减少的幅度，使得总造价有所提高，这中间的平衡点，即为总造价最低的情形，按此原则确定的跨径即为经济跨径。

对于没有主跨的多跨桥梁（高架桥等），经济跨径的概念同样存在。增大跨径，梁部造价增加的同时，可以减少桥墩的数量，减少下部结构的造价；反之，减少跨径，梁部造价降低，桥墩数量增加。

结合以上工程分析，综合经济指标相差不大情况下，宜采用大跨，不选小跨。但跨度愈大，桥墩愈少，上部结构的难度就愈大。反之跨度愈小，桥墩就愈多，此时，上、下部结构的设计与施工都会方便一些。所以在跨度的选择方面就有不少比较的方案。

根据桥梁的设计原则，造价低，原料省，劳动力少和桥型美观应是优秀方案。技术高，造价必然会高，个个因素是相互制约的。从经济上考虑，一般说来，采用大跨度桥梁相对于小跨度造价要高，工期要长。但根据已建桥梁经验，通航船只经常会撞击桥墩，危及桥墩安全，采用大跨有利。对于非通航孔，则选用经济跨径，一般拟定2~3种桥跨作经济比较。如采用预制梁，拟定的跨度应当标准化。

结论

在桥梁方案比选中，要注意下面四项主要标准：安全、功能、经济与美观，其中以安全与经济为重。过去对桥下的功能重视不够，现在由于航运事业的发展，需要十分重视桥下的通航净空。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。

因此，对于一定的建桥条件，根据侧重点的不同，可能会做出基于基本要求的多种不同设计方案，只有通过经济技术等方面的综合比较才能科学的得出完美的设计方案。

参考文献：

高等学校教材桥梁工程中国铁道出版社

铁路桥涵设计基本规范中华人民共和国行业标准