桥梁设计分析

摘要：本文结合大埔枫溪大桥的设计方案和施工技术，对桥梁设计中桥梁类型的选择、桥梁上部体系的构造以及桥面与引桥部分的连接进行分析，最后总结归纳出桥梁设计工作中的一些基本经验。

关键字：桥梁设计；大埔枫溪大桥；系杆拱桥；施工工艺

Abstract: based on the design of the tai Po fengxi bridge construction scheme and technology, the bridge in the choice of bridge design type, bridge at the structure of the system and bridge and approach of the part of the connection for analysis, finally summarized some of the basic bridge design work experience.

Key word: bridge design; Tai Po fengxi bridge; The bowstring arch bridge; Construction technology

中图分类号： U284.15+2文献标识码：A文章编号：

近些年来，随着公路基础设施建设的迅猛发展和人们审美水平的提升，桥梁作为公路工程的重要组成部分，要求其不仅要具备基本的交通运输功能，在景观方面也要有一定程度的造诣。公路桥梁的建设要与附近现有的以及待建的其他设施相匹配，协调运行以方便有效地服务人们的日常生活。深入分析、探讨桥梁设计要求与施工及使用需求之间的关系，这是桥梁建设行业在社会经济快速发展历程中的重要表现，同时也为人们的交通出行带来了更加便捷和安全，以及舒适的条件。此外，理论设计结合实际需求也是桥梁设计理论业内发展的必然趋势。

一、桥梁建设概况

大埔枫溪大桥桥位选址在大埔县枫朗镇下游约1km处，是跨越梅潭河的一座大桥。连接省道（S221）与地方道路，是连接大埔县城与枫朗镇的重要通道。

大埔县位于广东北部、韩江中上游，县境山脉为北南走向，四周高，中间低，中部丘陵广布。散布于四周边陲且海拔千米以上的山峰有27处，最高点海拔1357m――西南部的明山嶂银窿顶，最低处海拔26m――高陂黄竹居的韩江岸。枫朗镇位于大埔县东南部，地处西岩山麓，梅潭河上游，东接双溪，西连本县平原，距大埔县城约18km。大埔县属亚热带季风性气候，昼夜温差大，日照、雨量充足，偶有奇旱和严寒。梅潭河，全长83km多，流域集雨面积1603平方公里，于大埔三河坝汇入韩江。桥位位于枫朗镇下游1km处，桥位区地貌为河流冲击地貌。桥位区出露地层有第四系填土、粉细砂、砂卵石，基岩为侏罗系基岩。桥梁建设区内地下水以孔隙水和基岩裂隙水居多，且赋存于砂卵石层、覆盖土层以及基岩裂缝间隙内。桥位区地下水位基本与河道水位持平，并且地下水位的变化受河流水位及大气降水的影响较大。

桥梁设计概况：全桥跨径合为3×13 m+1×40 m+5×13 m。主桥采用L=40m下承式双肋系杆拱，矢跨比1/4；引桥为13m钢筋混凝土简支现浇T梁。主桥系杆采用预应力混凝土，拱肋与横梁均采用普通钢筋混凝土，以上构件均采用整体现浇施工工艺。桥面设置了1.5%单向纵坡。桥面设置1.5%的双向横坡。主桥桥面全宽10.8m，引桥桥面宽7m。桥梁全长147.6m。

图1桥型总体布置图（立面）

二、桥梁的使用功能及工程方案

我国《公路工程技术标准》要求桥梁设计应依照安全、适用、经济、美观等标准，综合考虑因地制宜、便于施工和检修养护等相关因素。本桥梁建成后能够方便枫朗镇乡民与县城的沟通交流，是一条重要通道。

图2大埔枫溪大桥效果图

1、主跨结构

下承式系杆拱是一种无推力的拱式组合体系，是外部静定结构，兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点，当桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大的净空时，无推力的拱式组合体系桥梁是较优越的桥型。结合地理位置、工程特点等因素，大埔枫溪大桥主跨采用1-40m下承式系杆拱结构，其设计参数及施工工艺如下分述。

设计参数：

（1）拱肋为等截面普通钢筋混凝土构件，截面尺寸为高0.8m，宽0.6m，两拱肋中心距为7.6m。据结构计算结果，拱顶位置需设置2cm的预拱度，预拱度的设置按照二次抛物线形状进行分配。拱肋采用C50钢筋混凝土分段对称进行浇筑，支架整体现浇施工工艺。

（2）吊杆纵桥向间距2.5m，横向间距7.6m，全桥对称布置。吊杆外露段需进行防腐处理：进行除锈处理，并进行防腐涂装，再用不锈钢管作外套保护。

（3）系杆采用C50预应力混凝土构件，中间区段为等截面形式；系杆与拱肋拱脚处整体浇筑，且于交接处增大系杆与拱肋截面，系杆在端部截面高度为1.8m；系杆外侧悬挑1.3m的检修道板，与系杆整体现浇。

施工工艺：

主桥上部结构施工均采用搭设支架整体现浇。具体施工顺序为：

（1）搭设临时支墩，架设贝雷梁，搭设系杆与横梁现浇的满堂支架。

（2）整体现浇系杆与横梁以及行车道板，待系杆混凝土达到强度之后，进行系杆的第一批预应力张拉。

（3）搭设拱肋支架，整体现浇拱肋，浇筑拱肋时，须对称分段浇筑。

（4）待拱肋混凝土达到强度之后，脱拱架，张拉吊杆。

（5）张拉系杆的最后一批预应力。

（6）拆除系杆支架。

（7）浇筑桥面铺装、防撞护栏以及附属设施。

2、引桥结构

引桥上部采用13m跨径的钢筋砼简支T梁结构，下部采用桩柱式结构。

引桥部分的施工：由于常水位较浅，1#、6#～8#桥墩长期处于无水区域，按正常施工进行即可。2#、5#桥墩位于浅水区域，可采用土袋围堰进行防护。引桥下部结构均采用钻孔灌注桩，墩柱及盖梁现浇，上部结构采用支架整体现浇的13mT梁结构形式，并采用先简支后桥面连续的施工工艺。

3、桥面系

桥面横坡为1.5％，通过桥面铺装来调整，桥面铺装采用C40防水混凝土，厚度为10～14.5cm。主桥桥面行车道外侧设置防撞护栏，检修道外侧采用钢管、钢板制作的简易栏杆。桥面排水对称设置于防撞护栏内侧，间距6～8m。

4、桥台与路基衔接

桥梁下部结构有桥墩和桥台（包括基础）组成，主要作用是承担与路堤衔接的任务，并平衡路堤侧向的土压力，防止路堤回填土因土质疏松而坍落。大埔县城岸桥台基础位于杂填土上，且左右桩基位置置于斜坡上，要求先对桩基四周进行挡土墙支护工程，回填杂土工程完成后，方可进行桩基钻孔施工。溪背坪岸侧无水下工程，按照正常的施工要求进行施工即可。锥坡及台背回填采用砂砾石，要求分层压实，压实度不小于95%。

三、桥梁设计中的经验总结

通过分析总结大埔枫溪大桥的设计及施工，归纳出以下桥梁设计工作的经验：

（1）桥梁设计建设必须全面考察桥位的地质条件。据区域地质资料，场地无区域性构造通过，据钻探显示，场地孔深范围内未发现断层形迹，场地划分为对建筑抗震有利地段，场地稳定性较好，适宜采用拱式结构桥。

（2）设计时要注重桥梁的实际使用功能。该桥处于省道上，且交通功能要求高，考虑水文因素，大埔县雨季较长，年平均降雨量250.3亿立方米，桥位区地下水位基本与河流水位持平，因此在设计时考虑了桥面排水问题。该桥在工程方案的确定初期吸取了许多合理的建议，做了很多详细的解释。

（3）桥梁设计时重视景观效果对桥梁各方面的影响。由于各方面的条件限制，该桥在改善桥型结构美观方面的花费较多、难度大，因此主要在桥梁的附属结构如栏杆、照明灯具等方面改善了其美观效果。

当代公路桥梁设计综合融入了科学发展观，全方位深入分析了桥梁设计、施工、运营、养护等一系列工作环节，阐明了桥梁结构工程的耐久性、行车行人的安全性、成本控制的经济性、预防灾害的有效性、养护维修的方便性以及设计造型的美观性。

综上所述，我国从1978年开始，随着国内桥梁建设发展飞快，在这个过程中对桥梁结构设计的需求也推动了桥梁结构分析技术的进步。桥梁是我们日常生活中除了公路以外最为重要的交通枢纽，为人们带来便利，在设计时应该多方位的考虑桥梁的各方面性能，确保顺利施工。

参考文献：

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[2]王雪姣.桥梁概念设计研究[J];西南交通大学,2010年

[3]李宏毅,陈朝晖,白绍良,向长奎;结构耐久性应用研究现状综述[J];重庆建筑大学学报;2001年02期