城市立交桥桥梁设计浅析

摘要：当前，城市化建设已经成为发展的主题，随之带来的是道路交通运输的快速发展，其中由城市主干道和快速路组成的城市高架道路系统迅速的发展起来，城市道路立交建设逐渐进入鼎盛时期。立交桥的设计环节作为立交桥建设的关键环节越加显得重要，受重视程度越来越高，而这也将是本文所要阐述的重点内容。

关键词：城市立交桥；桥梁设计；特点；分析

伴随着城市建设迅速发展，互通公交大量兴建。在立交区内，桥梁本身必须具备功能性和美观的特质，设计人员也应当对周围环境的美观和协调进行充分的考虑。与此同时，立交本身的线性具有多变性，通常是弯、坡、斜桥共同处于一条竖线上，因此，对于城市立交桥的设计不仅要服从匝道线型的特点，还应保证桥下功能、净空及视距的要求。

一、城市立交桥桥梁设计特点概述

城市立交桥桥梁的设计特点主要概括为以下四个方面：第一，跨越已建城市主干道，而对城市交通的正常运行不产生影响，具有强度高、抗扭强度大、架设工期短及整体性好等特点的钢箱梁结构的应用逐渐增多；第二，由于受到地物、地形等因素的限制，公交道路为了实现更多的功能，而采用半径较小的弯、坡、斜桥，且对超高值的设置较大；第三，为顺应城市现代化的需求，立交桥自身需线性流畅、造型优美，起到赏心悦目的景观效应，较大悬臂和独柱式桥墩等高度斜腹板箱将得到越来越广泛的应用；第四，城市立交桥的施工常常会受到市政工程超短工期等的限制，为了能够缩短工期，进一步方便施工，在城市立交桥的设计中，较多地采用等跨径的桥梁布置，并且结构设计的种类尽可能的标准化和单一化。

二、城市立交桥桥梁设计分析

（一）立交桥桥梁设计技术参数分析

立交桥桥梁设计所需的技术参数的主要以下方面。设计荷载：汽车的等级X，挂车的等级X；地震的烈度：按7 度地震基本烈度来进行设防；设计的车速： V 主桥=Xkm/h， V匝道=Xkm/h；平面线： R匝道=Xm 桥梁的横断面宽度：两条车道匝道桥梁的总宽度Xm；匝道交汇段三车道匝道的总宽度Xm；立交渐变段桥梁的总宽度为Xm， 桥梁的最大纵坡

（二）立交桥桥梁结构的选型分析

立交桥桥梁结构的选型除了应满足视距、净空的要求之外，也要满足外形美观的要求，做到构造新颖、结构轻盈和多样化，使得桥梁成为同立交线路完美协调的景点。立交桥桥梁上部结构的截面形式主要包括预制装配式空心板、箱形梁及T梁。预制装配式空心板具有安装架设方便、施工制作容易、桥下平整美观及建筑高度小等优点。预制装配式空心板的使用跨度为16~20米，梁高在0.8~1米，中间空心为矩形或圆形的桥梁。预制装配式空闲板广泛应用于城市立交中，但是由于其横向缝连接性的薄弱，使得其横向结构不具有整体性，易发生单板受力的情况，从而导致板的裂缝和损坏。在早期的立交设计中，因T梁具有可配置装配、施工周期短和工程早点低等优点，而被广泛的应用。经过多次实践的优化比选，主跨>25的异型段桥和曲线桥采用的是现浇预应力砼连续箱梁；主跨≤25m的异型段桥和曲线桥，采用的是现浇普通钢筋砼连续箱梁；而直线段桥则采用的是预制预应力砼大空心简支板梁，随之设置桥面连接板。

（三）立交桥中曲线桥梁设计位置分析

立交桥在设计中的关键环节即是对立交桥桥梁位置的的选择和确认，立交桥的选择内容很多，其发展的前景也被十分看好，但在实际的公路建设和工程当中，对于制约线形工程的作用最为明显。一般情况下，立交桥的设计在确定时必然要考虑到方方面面的交通问题。立交桥的位置不会对公交线路的交通其产生影响，至少要能够在一定的范围内对其构成较大的价值，立交桥建设的内容和可行性分析时，还要考虑到跨线桥能够在设计年限内满足主线和被交路的使用需求。立交桥指的是匝道和主线或者被交路相交而设立的桥梁。选定匝道线形的选定时，应充分考虑桥梁实施的必要性和可能性。例如某市结构采用简支空心板梁，桥梁连续。跨径布置≤22m，桥面连续长度100m 左右，双孔断面。

高速公路主线与既有道路交叉采用何种形式跨越，不能片面考虑减少主线工程量、压低路基高度，而应采用主线下穿，既有道路上跨的方案。实际表明：压低路基上跨方案并不一定经济，且会给施工造成困难，对地方交通和城镇规划、经济发展不利。如果路段有多座分离式立交采用道路上跨方案，严重影响城镇经济的开发。因为这样布线，将一块完整地块，分割成互不相连的四小块，使行人、车辆来往极为不便，土地难以开发利用。

举个例子来讲，分离式立交桥，设计采用支线上跨，主线土方虽可减少，经综合经济分析，当时可节约100余万元。该道路虽属三级公路，但日交通量达1500辆次以上，为维持这样大的日交通量，施工便道却花去198万元。该地区经济发达，交通量增长很快，地方政府为适应交通发展的需要，将道路全线拓宽，致使刚刚建成尚未通车的上跨立交桥的宽度已不能适应。地方政府又花近400万元平行地再修建一座上跨立交桥，造成重复投资建设。根据我们的实践，一般既有道路日交通量较小，无城镇或规划不发展的地段，宜采用主线下穿，既有道路上跨的方案。当主线与二级公路和日交通量达1000辆次以上的道路交叉，或被交叉道路两侧有集镇的地段，跨越方案应综合考虑各方面因素比选确定。无论是既有道路上跨桥的桥宽，还是高速公路主线桥跨越既有道路的桥梁布孔，都应留有余地，便于既有道路将来的拓宽改造。

（四）立交桥中曲线桥梁设计材料分析

由于立交桥梁大跨径桥梁的底板或顶板与立柱连接的角节点对刚度的要求很高，因此，在结点内应加设梗腋设计，改善内部的受力情况，方便施工的进行。另外，在结点的外缘，钢筋的使用应绕过结点方可加以固定。目前对线形要求很高的立交桥梁大跨径桥梁的设计时通常采用横向式的结构选择，因为桥梁净跨径对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距；对于不设支座的桥梁(如拱桥、刚构桥等)为上、下部结构相交处内缘间的水平净距影响很大，所以选择横向式结构可以节省供料，并且能够很大的增加其安全性能。

当前，在城市立交桥桥梁设计中应用最为广泛的是预应力混凝土或钢筋混凝土现浇箱梁。但是由于曲线桥梁结构受力比较复杂，特别是小半径的曲线桥梁，除了需承受剪力、弯矩力外，还存在较大的翘曲和扭矩双力矩的作用。其平面形状多种多样，受力复杂，在跨线桥中，由于受到来自被交路的限制，应用很多；曲线桥梁桥型的受力特点比较特殊，其计算方法主要包括梁格系分析法和限元法两种。在实际的设计中，应用这两种方法对结果进行分析，以尽可能的了解同实际运行相近的受力情况；曲线桥中的横梁起着联系主梁及加强横向刚度的作用，并且保持着整个桥的稳定性，设置横梁，可以在保持主梁形状不变的情况下，防治变形，利于制作和运输的要求；小半径曲线梁的预应力除了相邻两混凝土间局部的预应力外，在其箱梁内弧侧之间的混凝土也会产生崩弹预应力。为了解决这一问题，在对钢束进行布置时，相邻梁预应力钢束中间需留置一定的混凝土厚度，箱梁腹板业应留有混凝土厚度来抵御侧向崩弹力，同时在腹板内进行防崩钢筋的设置。

三、总论

在城市立交桥桥梁的设计过程当中，根据对桥梁的设计分析，针对不同结构进行不同的分析方法，来对各种桥梁的适用性进行准确把握，从而保证整个桥梁施工及运营阶段的安全性和桥梁整体的美观性。可以说，城市立交桥桥梁的设计是建造立交桥的关键内容，设计环节的高质量是实现立交桥长足发展的必然要求。