2.2 下部構造型式

　　下部構造應能滿足上部結構對支承受力的要求，同時在外形上要做到與上部構造相互協(xié)調(diào)、布置勻稱。

　　2.2.1 橋墩形式：

　　由于本項目橋梁跨徑一般在25～40m之間，墩高在30米以內(nèi)，為了盡可能的標準化和統(tǒng)一化，橋墩形式基本以柱式墩為主。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式；其自重輕，結構穩(wěn)定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀，橋墩布設靈活性大，可適應不同類型的基礎。對于山區(qū)高速公路來說，多數(shù)橋梁跨越溝谷、溪流且交錯并行，斜交角度較大，采用獨柱墩可大大減小橋墩對水流的阻礙，另外，在跨線高架橋中，采用獨柱墩，可使整個橋梁外型簡潔優(yōu)美，線條流暢，促進橋梁與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。而當橋梁跨越深谷不受水流限制時，或橋梁跨越溝谷溪流交角較小且僅有較小的漂流物或輕微的流冰時，采用雙柱墩不失為一種較好的選擇，可提高箱梁的橫向穩(wěn)定性和抗扭剛度，尤其對于曲線半徑較小或大縱坡的橋梁，采用雙柱墩可減小曲率和縱向水平力的影響；另外，采用雙柱墩加蓋梁的形式，廣泛應用與預制拼裝組合箱梁的結構中；而對于寬度較寬的橋梁，采用三柱式或多柱式墩，可適用不同橋?qū)挼淖兓?。因而，選擇何種柱式墩，可結合具體的橋型，地形和地質(zhì)狀況，技術經(jīng)濟和美觀等因素綜合考慮。

　　2.2.2基礎形式：

　　對于橋梁基礎設計而言，沿線山嶺區(qū)地質(zhì)條件較好，承載力大，一般可滿足擴大基礎的要求。一般對于地面橫坡小的橋墩基礎，可采用擴大基礎形式；但多數(shù)高架橋跨深溝或位于隧道進出口等地形復雜路段，地面縱橫向坡度較陡，如采用擴大基礎，兩側(cè)基礎埋深相差很大，易引起基底受力不均勻；且基礎施工工作面大，基坑開挖工程量大，嚴重破壞山體、植被，造成水土流失和水體污染，對環(huán)境的破壞相當嚴重；由于山體橫坡較陡，基坑開挖后高邊坡也存在著防護困難、工程量大，邊坡穩(wěn)定性和安全等問題。因此，從施工難易程度、結構安全性、工程造價和環(huán)境保護等方面綜合考慮，靈活采用人工挖孔短樁基礎與擴大基礎相結合的方式。但水中墩墩位處地面較平坦，基巖埋深較淺，水下不適宜采用挖孔樁，仍采用擴大基礎。對于左右墩柱高差大的橋墩，應保證相同高程處墩柱截面尺寸的一致，其余部分加大截面尺寸，以平衡墩柱剛度差別大給上部構造帶來的變形不協(xié)調(diào)影響。如果一聯(lián)內(nèi)既有擴大基礎又有樁基礎，為控制墩臺的不均勻沉降，要求擴大基礎置于強度在弱風化以上的巖石上。對于砂巖基礎遇水后變軟、發(fā)泡、強度降低的情況，墩臺基礎首選樁基礎，但為了更方便的檢驗基底情況，建議施工時采用挖孔樁。

　　3.橋梁分孔

　　橋梁總跨徑確定后，還需進一步進行分孔布置。橋梁分孔是橋梁立面布置的重要內(nèi)容，孔徑布置得是否合理，將直接影響橋梁的實用、安全、經(jīng)濟和美觀。一座復雜的橋梁，不但要進行不同橋型方案的比較，而且往往要將同一橋型的幾個不同的分跨做為幾個不同的方案進行比較，以求得較優(yōu)的方案。

　　在湯屯高速公路的初步設計中：橋梁跨徑的選擇依據(jù)地形和地質(zhì)情況、水文情況、通航要求、墩高、平面線形、施工難度以及技術經(jīng)濟和美觀等因素進行綜合考慮。根據(jù)以往山區(qū)高速公路設計經(jīng)驗，結合本項目的實際情況，擬定橋梁孔徑布置的一般原則如下：

　　準則[1] 橋梁孔跨的布置，除滿足橋梁功能及其他條件的要求外，應使其總造價較低（當然，對于不同的橋長，應結合路基一同比較）。一般來說，地質(zhì)越差或下部結構投資越大，就越宜采用較大的跨度，以減少支承結構的工程量，從而節(jié)省投資，反之亦然。因此，橋梁孔跨布置往往表現(xiàn)為：引橋小于主橋，邊跨小于中跨。

　　準則[2] 梁橋相鄰跨度的比值（小跨比大跨）宜在[0.4，1]內(nèi)，接近0.618時，橋跨變化會顯得平順、流暢。懸臂施工的連續(xù)梁橋或連續(xù)剛構橋，其跨度應滿足施工時對稱T構對稱跨度的要求。

　　準則[3] 同一區(qū)段內(nèi)，橋梁的孔徑與式樣應力求統(tǒng)一；同一座橋梁，除通航或其他要求外，應盡量采用相同的結構并且等跨；對于跨度不超過30m的簡支梁橋，其跨度應采用標準跨度。以達到方便設計與施工，取得經(jīng)濟效益。

　　準則[4] 一般情況下，橋孔不宜壓縮。起橋高度一般為6~8m，較小者取至2~3m.有條件設置挖方內(nèi)橋臺者，應優(yōu)先采用。

　　準則[5] 橋梁中線宜與天然河道洪水流向正交，避免水流在橋頭形成水袋而產(chǎn)生三角回流，影響線路或橋梁安全；橋跨結構應高出設計洪水水位至少0.25m，必要時，尚應考慮壅水高、波浪侵襲高、局部股流涌高、斜水流局部沖高、河彎超高、河床淤積或漂流物等的影響。

　　準則[6] 通航河流上，橋梁中線應與航線正交。當不能避免斜交時，應適當加大通航凈孔。通航孔橋跨結構應高出橋下通航凈空建筑限界。當然，橋跨結構不能伸進橋面行車/人建筑限界。

　　準則[7]通過設計洪水流量、橋跨結構高出設計洪水水位并有足夠的富裕、其產(chǎn)生的沖刷系數(shù)小于容許值是橋梁孔徑必須滿足的條件之一，這是水文對橋梁的基本要求。

　　準則[8] 跨越寬淺河流的橋梁，多采用等跨梁橋跨越主河槽。

　　準則[9] 跨越V字形或接近V字形峽谷時，橋梁主跨往往采用一跨跨過，并且優(yōu)先考慮拱橋或斜腿剛構方案。

　　準則[10] 山區(qū)高架橋采用連續(xù)梁橋方案時，其跨徑選擇一般遵照以下原則：

　　最大墩高H≤10m時，選用25m跨徑；

　　最大墩高10＜H≤15m時，選用25～30m跨徑，雙柱式墩或獨柱式墩；

　　最大墩高15＜H≤25m時，選用25～40m跨徑，雙柱式墩或獨柱實體墩，墩頂加系梁；

　　最大墩高H＞25m時，選用40m以上跨徑的連續(xù)剛構、連續(xù)梁等。

　　準則[11] 支線橋梁上跨主線時，考慮到本高速公路要建設成為旅游公路、景觀公路和生態(tài)公路的性質(zhì)，應避免在主線道路的中央分隔帶處設墩，而采用較大的跨度的拱橋、斜拉橋、斜腿剛構橋和連續(xù)剛構橋等結構形式新穎美觀且經(jīng)濟效益良好的橋梁，盡量做到一跨跨越主線。

　　準則[12] 在互通式立體交叉中，橋梁的布設應盡量避免出現(xiàn)分叉橋或急轉(zhuǎn)彎橋，若無法避免時，應于分叉處、橋面寬度聚變處或急轉(zhuǎn)彎處設置橋墩，使橋梁受力狀態(tài)良好。另外，在互通式立體交叉中，橋梁群在水平面上的布置應力求作到勻稱，橋下通透性良好。

　　4.結語

　　橋型方案設計本身就是一項復雜和靈活的工作，對于山區(qū)高速公路而言，因發(fā)展時期較短，具有曲線、大超高、大縱坡、高墩和長橋等特征的橋型方案設計，還處于摸索階段，有很多新的問題需要進一步的探討和研究。隨著社會經(jīng)濟和公路事業(yè)的日益發(fā)展，大力發(fā)展山區(qū)高速公路將成為必然，因而山區(qū)高速公路橋型方案設計必將日趨成熟。筆者結合以往山區(qū)高速公路設計經(jīng)驗，就湯屯高速公路初步設計中橋型方案的選擇，提出一些粗淺的認識，文中不當之處敬請同行和有關專家指正。

　　參 考 文 獻

　　［1］祝敏方，山區(qū)高速公路橋梁設計探討  公路  2003（5）.

　?。?］范立礎. 橋梁工程  北京，人民交通出版社，1993.

　?。?］公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范 （JTJ 024—85）.北京，人民交通出版社，1985.

　?。?］張師定  橋梁孔跨布置定性研究