浅谈路桥设计的相关问题

摘 要：本文根据自身工作经验，论述了在公路桥梁设计中常见的相关问题，并提出了个人看法及意见。

关键词：高速公路桥梁设计；相关问题；意见

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

一、桥位

对于独立大桥，桥位问题是在工可报告阶段解决的问题，而一条高速公路上桥梁的位置有时往往需要到施工图设计阶段才能最后确定。因为高速公路在工可阶段仅能确定走廊带，初步设计尽管审批了路线的方案，但不能排除施工图阶段路线的局部变化，许多审查意见均有要求设计单位进一步对路线方案优化的内容，因此不少施工图最后确定的路线与初设方案虽总体一致而局部调整修正却是大量的。路线一旦改移，桥位便要随之而变，例如在山区，河沟一般较小而弯曲程度甚大，路线稍移动数十米甚至数米，曲线桥可能变为直线桥，斜交桥可能变正交桥，甚至有桥变为无桥。高速公路的技术指标相对较高，常是桥梁等结构物绝对服从路线，于是斜、弯、坡桥大量出现。

上述情况在立交上也是十分明显的。施工图阶段常可能适当移动立交位置，即使位置不动，也常需调整匝道形状、纵坡，立交设计总是以路线线型设计为主，匝单上的小半径、大纵坡、大超高以及宽度的急剧变化等接近于低等级公路的线形指标经常临时发生，其上的桥梁则必须随之变化，有时对于主线上跨或下穿两可的立交桥梁，由于长度、跨径均不大，施工图还可能把上跨变下穿，不但桥位而且桥型都将改变。

二、桥梁布置

1． 平区丘长大跨河桥梁和主线上跨立交桥梁的总长，主要取决于设计控制的路基填土高度。设桥梁高为H，控制的路基填土高度为h，纵坡为t，按坡度对称设置且地面为平面计算，除跨河部分所需的长度外，其余的桥梁长度为L = 2 ( H － h) /i。按桥高13m，对称纵坡2% 计算，如控制h 为8m，则L 为500m，如控制h 为l0m，则L 为300m。由此可见，控制路基填土高度的影响之大。现在有的把h 控制为12m，有的控制10m 或8m 甚至更低，其理由没有说明; 而每米路、桥造价之差高达数万元，这一控制高度仅一座桥梁就可能影响数百甚至上千万元的投资。桥头路基填土高度的控制与土方单价、占地及其价格、填土土质等均有关，设计之初对此应有个总体设计，进行分析比较，对长路线还应分段进行定量控制，而不应因设计者的不同而确定不同的高度，浪费于无形之中。

2． 山区桥梁的布置考虑的重点不一样。岸坡陡峭的山体往往覆盖层很浅，甚至岩石露头，桥梁顺纵向只要移动几米、十几米，就可能把桥台置于挖方路基上，仅设置一个台帽或低矮的台身，基础极为简单和节省。否则桥台便可能相当高，如桥台还设计有桩基础，则需在陡坡上立钻架钻孔，施工大为不便，且造价大增。

离架桥梁器设计多长不能仅从桥梁本身考虑，两端土石方的调配利用也是个重要因素。高架桥常处于两边挖中间填的路段上，如两边挖方量大，土石方大量废弃，还需花费占地和绿化投资，如减少一些桥梁长度，空出一段作为路基则可消化不少废方，也节省了桥梁的造价。两挖方( 或两隧道) 路段之间的桥梁还需考虑实际施工的程序，如先做桥，则材料运输困难，开炸石方时将危机桥梁，如先做路，土方石块将顺坡溜至谷底，再做桥梁时将需进行大量的清理工作才能做基础。这些都需根据具体地形、地质条件考虑桥梁的合理安排，甚至为此需要改变桥梁或基础形式。

3． 高速公路斜跨较宽的被交道路时，往往采用左右幅错开布置而做成正交桥梁，可有效地减小桥梁跨径，但也会带来一些问题。如两幅桥梁的桥台不设在同一个桩号上，会造成一幅的桥头路基的边坡深入到另一幅桥孔下面，有时还需设置支挡结构; 如两幅桥台设在同一个桩号上，则可能造成一幅的端跨需采用非标准跨径，难以利用通用图纸和模板，同时还将引起立面上桥孔布置的不均匀; 如在城镇附近，桥下墩台较为杂乱，缺乏韵律和美感。因此，在这种情况下，应先认真地对正交、斜交及其采用跨径进行比较，再详细设计，不宜简单确定。

4． 两段高填方路段均采用桥梁跨越时，如中间隔着不长的一段矮挖方或低填方时，究应设置两座桥梁还是一座桥梁也是需要认真对待的问题。从经济角度出发，做成两座桥梁较合理，因为挖方或低填方路段的桥台工程量均不大，不高的路基显然比桥梁节省。但如两桥台问的净距仅几米或十余米，则将引起高速行驶的车辆瞬间通过路桥相间的路段，且一连通过两道伸缩缝，存在路桥刚度改变过快，桥头连续跳车现象，行车的舒适性受到影响，既是间距不大，分为两桥的节省量亦有限，故仍应考虑一桥通过。

三、结构计算的思路

进行结构计算存在一个思路问题，即需明了计算起什么作用和计算的结果如何应用的问题。如有些预应力连续梁的设计，计算通过了便认为完成了计算工作，支点、跨中保持了5MPa 左右的压应力算通过，保持了8MPa 左右的压应力也算通过，因此就出现了跨度60、70m 左右的连续梁每平米预应力钢束用量有的25kg，有的40kg，还有60kg 以上的。

工程设计计算往往答案不是唯一的，因此才存在不断优化的问题，只有明确计算的思路和目标，才可能得到较理想的结果。计算和设计需要“互动”，计算调整不了，需要调整结构布置、尺寸和钢束，调整的同时又要考虑施工的可能和方便。有时设计调整得较理想了，计算又显示不够合理，又得作某些调整，如此反复，逐渐臻于合理。

由于计算总是在许多假定的条件下进行的，故对其结果应有客观的认识，要把计算的假定条件考虑充分才会有正确的设计成果。例如结构离散的截面在锚头后面，结果仅能显示前一截面存在该钢束的压力，本截面则没有该钢束的压力，如该锚头后面正是截面，结果则基本正确，该锚后如与截面有段距离，则结果显示不出锚后的拉应力等等。永存预应力应有所控制，预应力钢束的配置绝不是“油多不坏菜”，过高的预压力往往是结构纵向裂缝的诱因。计算应该有个“度”的问题，究竟应控制什么样的“度”? 规范是理论和经验应用于工程实际的总结，是兼顾安全和经济的法规性规定。当今阶段的规范反映了当今人们对工程的认识程度，如有不周，下一阶段自会通过全面的调查分析再修正规范，而不是我们在具体设计时去随意调整规范的要求。所以，规范就是“度”。

四、工图设计是施工的依据

不少施工图设计对施工步骤、工序要求常交代不足，有的是必须通过图纸反映的就不能减少图纸，有的图纸上表达不了则应在附注中说明白。不少图纸让人看不出设计意图，想从附注中查到一些补充情况，而附注却仅有“本图以厘米为单位”一句话。

设计者应把自己视为作者而不应把自己视为读者，不应仅把自己视为设计人员而应把自己同时也视为施工人员。图纸如同作品是给别人看的，人家需要通过图纸完全了解设计的意图。要从自己进行施工的角度出发，思考施工的全过程，才容易注意哪些是图纸上必须交代的，哪些是不必要的，而决不能认为图纸是给自己看的，只要自己看得懂便可。顺便挺到设计说明，有的设计似乎因为《编制办法》上有规定而不得不写，故而甚至有大篇拷贝的，虽无错误，但过于原则，下笔千言，有用无几。施工单位看后始终不得要领，同题众多。设计人员对施工细节不甚清楚是可以理解的，但不清楚之处将影响到巨大的投资效益或危及桥梁安全，因此不清楚也应去弄清楚，并在图纸上交代明白。设计说明不仅是弥补图纸的不足，而且应概括对具体项目总体的设计思路，对具体路线、路基、路面桥涵、立交等分项的设计原则和构思，对设计考虑的前提条件、计算采用的基本假定等均应有说明，对施工关键问题处理的对策措施应给施工单位以重点解释和交代，并应对施工可能出现的情况给予必要的提醒，而不能只是不结合实际的“普遍真理”。