谈对城市立交桥桥梁设计分析

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摘要：城市立交桥是现代大中文化城市的重要标志，也是城市交通道路发展现状的一种反映，它保证了城市道路交通的顺畅通行，为人们出行提供了很大的方便。桥梁作为立交桥的主要部分，有关它的设计是整个立交桥设计的关键环节。本文针对此项内容试做阐述分析，与同行互相学习、借鉴。

关键词：城市，立交桥，桥梁，设计

中图分类号： TU997文献标识码：A文章编号：

引言 随着城市化建设的不断加快和城市交通流量的持续上升，城市平面交叉道口经常会出现车辆拥挤和堵塞的情况。为了解决这种问题，城市立交桥应运而生，它在确保车辆畅通和交通安全方面发挥了重要的作用。而桥梁作为立交桥的关键部分，在整个设计中具有非常重要的作用。桥梁设计在具有一定美观特性的基础之上，必须要具备相应的功能性，这是其作用的关键部分。此外，立交本身通常是坡、弯与斜桥同时位于竖曲线上，本身线形具有多边形，所以桥梁设计除了要遵照匝道线形的要求之外，还必须满足桥下视距、净空和功能要求。

一、城市立交桥桥梁设计特点

城市立交桥桥梁设计特点可以概括为一下几点：（1）因为受到原有地形、地物的影响，为了实现公交道路更多的功能作用，一般会选择半径稍小的坡、弯和斜桥，并且多数情况下超高值会设置得相对大一些。（2）城市立交桥都是建立在已有城市道路主干道之上的，而且不会影响正常的交通运行，所以钢箱梁结构的应用越来越多，因为这种结构桥梁具有整体性能较好、架设工期比较短、抗扭强度大等特点。（3）为了尽快方便市民车辆出行，城市立交桥的施工期限一般都比较短，为了适应这种需求，在城市立交桥的设计中，结构设计种类有单一化和标准化的驱使，且跨径桥梁布置的采用逐渐增多。（4）为了适应现代文化城市建设的需要，立交桥本身的设计除了满足功能需求之外，还应该具有美观因素，一般基本要求是造型优美、线性流畅，能够给人们一种美的视觉享受，所以高度斜腹板箱，如独柱式桥墩和较大悬臂等结构设计的应用越来越多。

二、桥梁位置的选定设计

立交桥桥梁位置的选定一般应在立交设计以前就确定好，它设计的内容非常广泛，是影响立交线形与其他部分工程项目的重要环节。立交区内的跨线桥即是被交路与主线相交而设的跨越性桥梁，它的位置一般是根据被交路和主线的位置来确定的。当被交路纯在更改建等其他规划可能时，应该将被交路移位的多种可预见情况充分考虑在内，使建起的跨线桥在规定年限内能满足被交路和主线的使用需求。匝道桥是匝道和被交路或者主线相交而设的桥梁，在匝道线形设计时要考虑整体桥梁实施的经济性与可靠性。立交区内其他桥梁如渠的桥梁、跨越河等是根据地物、地形和路网布局需求而设的。

三、桥梁跨径和结构选型

1.桥梁跨径设计。通过多年的实际工作经验和大量立交桥桥梁设计案例总结分析得知，一般桥梁跨径设计在25-30m范围左右比较经济合理。跨径过小的话，桥墩的设计就会相应增多，这样不仅从外观上使整个立交桥显得零乱，在功能方面也不利于交通组织；反之，跨径过大，相应就会使梁高增加，道路纵断提高，不仅增加整个工程的经济投入和占地面积，还会影响周边环境。当桥墩及跨越底层道路部分对交通实现产生不利影响的时候，应该尽量增大桥梁跨径，以满通需要，提高桥下通透性。

2.结构选型。桥梁结构型式选择要在确保耐久、安全、可靠的基础之上，合理兼顾外部造型的美观、简介，充分考虑设计的先进性、经济性和科学合理性，保证工程施工简单方便、工期短，且在施工期间能够合理组织地面交通运行。近几年，为了有效解决桥梁施工期间的交通运行问题，桥梁跨越底层道路设计多采用钢箱梁和钢、混组合箱梁结构。这两种结构与之前多采用的预应力混凝土连续箱结构相比，具有以下两点优势：一是桥梁跨越能力比较强大，梁高减小，且当主线上有净空条件限制的时候，在保证立交桥功能的前提下，进一步缩短立交桥长度，缩减工程的影响范围和占地面积。二是钢结构施工简便、周期短，且对桥下交通影响比较小。这是因为桥梁钢结构部分是在工厂预制的，施工现场只需在拼装位置设置临时桥墩即可。但是这两种结构的经济投入比预应力混凝土结构稍微有有所增加，但是从总体投资和后期的社会效益来看，值得推广应用。

（1）钢箱梁结构。这种桥梁结构外形美观、简洁、线形流畅，并且其抗扭刚度大、重量轻、强度高，整体性能比较好，除此之外，其施工简便易行、工期短，施工期间对道路交通的影响比较小。无论是连续梁结构还是简支结构，中小跨径的钢箱梁结构设计都可以通过调整底、顶板厚度来适应主梁弯矩的变化，使钢板应力控制在合理范围内的前提下不增加施工和设计难度。这种结构的设计和施工顺应了城市立交桥桥梁的发展趋势，在保证现有交通运行的同时，有效提高施工进度。需要注意的是，城市立交匝道桥在采用钢箱梁结构的时候，应充分考虑箱梁横向抗倾覆问题，设计时在可能的情况下应该多选用双支座；两支座横向间距可适度增大，或者设置抗拉支座。

（2）预应力混凝土结构。这种桥梁结构为了便秘出现曲线桥径向“爬移”和支座脱空现象，设计时可以采取以下措施：尽可能多地设置双支座，或者在中间独柱墩间隔几跨设计成固结墩；遇到中间墩都是独支承的情况，连续梁结构每联长度控制在100m以内；曲线桥中间独柱墩支座按相关计算设置向外弧的预偏心，同时增加桥台处或者联端的双支座横向间距。

（3）曲线桥梁设计。曲线桥梁线型变化比较多样，结构受力也很复杂，尤其是小半径曲线桥梁，除了要承受剪力、弯矩以外，还要承受较大扭矩和翘曲双力矩的作用。在实际设计中，可以应用梁格系分析法和有限元法两种方法进行分析设计，前者基本思路是将桥梁上部结构离散为一个刚度几近等效的梁格体系进行分析，然后再将结果还原到员结构中进行计算设计。这种方法程序金丹，易于理解和操作，但是不能考虑扭转、畸变等产生的界面翘曲，而有限元法则可以应用于各种复杂多变的结构分析设计之中。

结语 在城市立交桥桥梁设计分析过程中，除了要从文化角度考虑其外形美观度之外，更应该从其功能性出发，结合各交通道路及环境的不同情况，综合分析各种结构的优缺点，择优选择最合适的桥梁结构型式，有效解决道路交通问题。

参考文献：

[1]贺拴海，道路立交规划与设计[M]北京：人民交通出版社，2001

[2]乔翔,蔺惠茹.公路立交规划与设计实务[M]北京:人民交通出版社,1994