丘陵地区高速公路桥梁设计与施工方案

摘 要：本文主要结合成安渝高速公路四川段B合同段桥梁设计的工程实例，介绍了本项目桥梁设计概况、结构选型、施工方案，可为丘陵地区高速公路桥梁设计提供一定参考。

关键词：丘陵地区；公路桥梁；设计技术；施工工艺

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

1、桥梁设计概况

成安渝高速公路四川段起于四川省成都市，向东经资阳市的简阳、乐至、安岳三县（市），东至川渝界，接重庆段，其中B合同段（以下简称“本项目”）主要位于四川省乐至县境内，属于构造剥蚀中低浅丘地貌，高程400～500m，相对高差30m～60m，处于丘陵地区。本合同段线路全长60.183km，全线（主线）设计桥梁26座，共计4506.25米，占线路全长7.5%；全线设人行天桥17座，共计893.56米；分离式天桥6座，共计546.5米，渡槽8座，合计607.5米。

2、桥梁结构选型

2.1桥梁上部结构类型及跨径选择

桥梁结构型式选择总的来说是以安全、适用、经济、美观、技术先进为原则，对于处于丘陵地区的高速公路来说，主要以常规桥梁为主，桥型结构尽可能地采用标准化、装配化的桥型，可大幅度提高工程施工进度和质量，降低工程造价。对于常规桥梁来说，跨径在20m～40m范围内的中小型跨径装配式梁结构是最具代表性的桥型结构，相比其他桥型结构也是最为经济合理的。在本项目的设计中，通过技术性和经济性的综合比选，主要采用20米跨预制箱梁，25米跨预制T梁、30米跨预制T梁、40米跨预制T梁。对于预制箱梁和预制T梁，这两种结构的施工工艺都很成熟，经济指标相对其他结构形式优势明显，在各高速公路项目中都有着相当多的应用，均有良好的表现。两者总体比较经济指标相差不大，技术指标互有优劣，箱梁较T梁，建筑高度小，施工工期短，后期养护量小，外形美观，因其为闭口截面，梁体抗扭和平衡受力能力更好； T梁的施工工艺更为成熟，在全国历次桥梁病害普查检测中，表现为使用寿命长、养护维修省、运营效能优；另外，其吊装重量明显小于箱梁结构，性价比高，因此在跨度较大时一般采用T梁结构，跨度较小时采用箱梁结构。

2.2桥墩结构尺寸的选取

丘陵地区，由于地形起伏不大，桥墩普遍不高，在墩高小于40m时，柱式墩是最常用、最经济的墩型。圆柱式墩施工工艺成熟简单，提升滑模施工速度快，墩身与桩基础衔接较好。在墩高不大于40m时，采用圆柱墩及普通支撑体系，桥墩均能满足刚度及强度要求，而不必使用墩梁固接体系（施工相对复杂）；而当墩高大于40m时，只是简单地加大柱径、桩径是不合理的，应采用将墩与梁固结，改善桥墩受力特性（墩顶、墩底同时受弯，形成刚构系）。本项目设计中，采用双柱式墩（半幅桥面宽度16.5米），桥墩截面配筋通过计算确定。

2.3桥台选型

丘陵地区高速公路桥梁桥台一般采用重力式U型台、肋板台、桩柱式台。其中以重力式U台最常用， U台适应的填土范围为4—10m，所以U台的高度最好以10m控制。丘陵地区桥梁U台一个显著特征就是横向，纵向横坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工方量，U台设计时必须根据地形合理分台阶,对U型桥台进行计算时，因为高速公路上桥较宽，U型台一般要在中间要设2厘米的沉降缝，其实际结构就是两个“L”型结构，故其受力分析时必须按L型桥台进行计算，要综合考虑纵向和横向偏载，计算基底承载力，现在软件计算中都是按U型对称结构进行考虑，这是值得商榷的，在应用软件计算桥台受力时要引起重视。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150米以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。对于桥梁纵向地形陡峭，往往不能设置锥坡，这时采用桩柱式或肋板台会受到较大限制。当地质情况较差时，常常会出现U台下设置桩基的情况。

2.4桥梁基础

高速公路桥梁最常用的基础仍为为扩大基础与桩基础。丘陵地区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩大基础。因为分离式扩大基础适应地形横坡，承载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩，地质情况较差地段采用摩擦桩。桩基础不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长；遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况或地下水位较高时不宜设计为挖孔桩。

3 施工方案概述

3.1 总体施工方案

T梁现场预制，底模、端模采用整体式钢板，侧模分段拼装。梁体钢筋半成品在钢筋厂内集中加工，预制台座上绑扎成形，预应力管道采用橡胶管成孔。

混凝土在拌和站集中拌和，罐车运送至现场，5t门吊吊装混凝土，对称浇筑；按照水平分层、斜向分段，一次浇筑成型；附着式振动器配合插入式振捣棒振捣。

T梁混凝土浇筑完毕，在制梁台座周围搭设蒸养棚，T梁带模蒸养达到设计要求后，千斤顶两端同步初张拉；采用150t门吊移梁至存梁台座自然养护，满足条件后进行终张拉施工，压浆后采用与梁体同标号的无收缩混凝土封锚。

3.2材料供应计划

根据T梁预制需要，提前准备充足钢筋、钢绞线等各种施工材料，保证施工生产顺利进行。

3.3 T梁预制施工工艺

T梁预制关键工序2个：梁体混凝土灌注和预应力张拉，重要工序4个：钢筋绑扎、模板拼装、蒸汽养护、管道压浆、封锚。

（1）制梁、存梁台座施工。

制梁、存梁台座和门吊基础施工直接关系着T梁预制和存放的质量和安全，属于临建工程的关键环节，必须严格控制。台座要坚固稳定，并附设相应的排水设施，以保证T梁在存放期间不致因支承下沉受到损坏。制、存梁台座结构、地基处理及检算内容见附件四。

（2）模板安装。

台座底模整修包括预留反拱度复测调整、清除混凝土残渣、底模不平整处打磨、设置密封条、安放支座预埋钢板件。用精密水准仪对底模板的反拱每2米进行检测控制，当线形复合设计要求后，根据设计位置划出钢筋骨架的施工标志线，再通过底模预设的定位螺栓孔安装支座预埋板。

绑扎底、腹板钢筋，橡胶管定位后，通过5t龙门吊将侧模吊装至台座，与底模竖向对位并将侧模提升至相应设高度，通过水准仪测量高度无误后，拉紧与底模连接拉杆，再用联接螺栓和带有槽形胶条的底模角钢联接固定。对侧模拼装检验调整，符合要求后喷涂脱模剂。

（3）预埋件、预留孔的设置

梁体的各种预埋件、预留孔与模板、钢筋骨架同时安装。支座板安装：支座板预先在工厂按图纸设计加工制作，检查支座板质量合格，在底模板清理完成后，将支座板置于底模上，通过预设的定位孔利用螺栓连接保证支座板的准确位置。

泄水孔、吊装孔等预留孔采用PVC管成型，与预留孔设计直径相同，管道周围加设螺旋钢筋加强。

模板安装完毕后，对其各部分尺寸检验符合铁道部现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》的相关规定。

4 结束语

丘陵地区高速公路桥梁洞设计有很多区别于平原或山区桥梁的地方，有很多方面需要探讨，本文只是抛砖引玉，结合具体工程实例，提出一些解决方法，不正确之处，敬请同行批评指正。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。