高速公路跨线桥(其他桥梁类)

nbsp; 言
    我国自20世纪80年代以来开始修建高速公路，迄今20余年已建成近
40 000km。高速公路与其他道路相交必须采用立交，而立交无论分离式或互通
式、双层或多层的，皆必须采用跨线桥。如果每千米平均以2．5座计，即已修建了
近十万座跨线桥。城市高架桥、跨线桥亦十分众多。在这个过程中我们取得了大
量经验，同时也有不少教训。按照粗略规划，今后我们还将继续修建高速公路
40 000km左右，即还需修建近十万座跨线桥。因此，总结现有跨线桥的经验和教
训，对更加好、省、快地建设今后的跨线桥是一项十分有意义的工作。
    跨线桥大都是旱地修建的中小跨径桥梁，而且跨越另一条公路、城市道路或
铁路之上，位置显著，每天皆有成百上千车辆从下面通过，因而上、下部构造的景
观十分重要。根据上述两个主要特点，本书介绍了14种适宜的上部构造桥型，包
括近些年新开发的无梁板桥(辽宁)、无桥台斜腿刚构桥(湖北)、斜拉桥(中小跨
径)等。下部构造的桥墩为跨线桥景观的重要组成部分，因此以美学为线索叙述
了各种桥墩形式的发展。桥台则以轻型化为线索叙述了各种桥台形式的发展，特
别介绍了结构合理、造价经济、*适合跨线桥采用的带锥坡的排架桩式桥台。对
于跨线桥桥型方案选择则专门列为一章(第五章)，介绍国内几个省在这方面的具
体做法和经验。
    跨线桥不单纯是“桥”的问题，还有“线”的问题，因此对路线专列一章(第六
章)。其中，**节专门讨论线形有关问题，线形和桥长等确定不当会导致成千万
元工程费用的浪费，在此以多个实例加以阐述。第二节、第三节则着重讨论了当
前大家*关心的桥头跳车问题和软基处理问题。
    由上可见，一个优秀的跨线桥设计牵涉到桥梁上部、下部以及路线各方面的
问题，本书虽然力求触及到所有有关方面，但挂一漏万，在所难免，不足之处，尚祈
求广大读者多多指正。
    本书桥梁部分由李亚木主写，路线部分由王培阳主写。王伯惠参与编写了部
分章节，并负责全书的审定工作。
    王伯惠
    2007．3．15

  第三章桥墩的适宜形式
    两条路线立体相交时，下穿线的车辆和行人必须从上跨线的跨线桥下穿过，车上的驾驶员
和乘客很远就看到了跨线桥的外貌，越行越近，直到在桥的两座桥墩之间的桥孑L下穿行过去。
因此，现代高速公路上跨线桥的桥墩，除了须满足结构力学和交通工程等常规要求外，还必须
在景观上给予充分重视，给通行者以美的感觉和享受。与此同时，还应当应用先进的理论和技
术，使桥墩建筑更加经济和安全。
    要做到桥墩美观而又经济，主要要遵循如下的原则：
    1．作为桥梁下部构造的桥墩，首先必须与上部构造相互配合，达到全桥外形景观协调和
谐。例如，当上部构造梁高甚大时，如采用十分纤细的桥墩，将显得头重足轻，不够稳定；反之，
如梁高甚薄时，如采用厚硕的重力式桥墩，又将给人以笨拙的感觉。
    2．墩身本身应具有优良的结构造型，既符合结构力学的要求，又符合经济适用的原则。造
型新颖的桥墩已不断涌现，本章将重点介绍，同时还需要广大桥梁工作者不断继续创新。
    3．墩身的简易适度装饰。耗用很多资金去追求墩身华丽的外表是浪费性的，不应当的，但
一些简而易行的措施却常常可以取得美化的效果。例如，在薄壁墩的平面上设置一条或多条
凹缝(只须在浇筑混凝土的模板适当位置上钉一个木条)，就可克服表面的单纯平淡，而给人以
新颖的感觉。
    下面将先从*基本的重力式桥墩谈起，逐步介绍墩身结构的各种发展变化。
    **节重力式桥墩
    重力式桥墩一般是实体圬工桥墩，主要靠自身的重力来平衡外力，从而保证桥墩的强度和
稳定。它外形稳重、抗推刚度大，跨线桥中的矮墩或制
动墩常有采用。在石料丰富地区，采用石砌或料石镶
面，更加美观，如图3．1．1所示。
    镶面石也可以有多种不同的选择。用细琢石可以得
到精细华美的外貌，而粗料石则可加重古朴稳重的感觉。
镶面石如采用尖尾形如图3．1．2，先砌筑3～4层再内浇混
凝土，还可省去模型板，同时大大加强其与混凝土的连接。
    一、构造及特点
    重力式桥墩由墩帽、墩身和基础3部分组成。
    1．墩帽
    墩帽直接支撑桥跨结构，应力较集中，因此应采用
C20以上的混凝土，加配8～12mm构造钢筋，间距20cm左右。小跨径墩帽除严寒地区外，
 司不设构造钢筋。
    在墩帽放置支座的部位，一般设支撑垫石，其形状及尺寸视上部构造要求而定。若采用板
式橡胶支座就应考虑后期更换支座所需的位置。当桥墩上相邻两孔的支座高度不同时，可用
支座垫石调整。垫石内的钢筋网应根据支点反力的大小计算确定。不设支撑垫石的墩帽，在
支撑部位也要加钢筋网，用φ8mm钢筋中心距离5～lOmm的方格组成。墩帽的平面尺寸必
须满足桥跨结构及支座布置的需要，并考虑安装上部构造时的施工要求。
    当桥面较宽时，为了节省桥墩圬工，减轻结构自重，可选用悬臂式钢筋混凝土墩帽，见
图3．1．3。墩帽高度视受力大小和钢筋排列的需要而定，悬出部分部分高度向两端头可逐渐
缩小到30～40cm。
    2．墩身
    重力桥墩的墩身用C15的片石混凝土浇筑，也可用浆砌块石和混凝土预制块砌筑。用于
梁式桥的墩身宽度，小跨径桥一般60～80cm，中跨径桥一般80～lOOcm，大跨径桥的墩身顶宽
视上部结构类型而定。墩身侧坡一般采用20：1～30：1，小跨径且桥墩不高时也可不设侧
坡。墩身截面形式一般采用圆端形或尖端形，矩形也比较常用，但其棱角过于分明，对桥下行
车不利，且容易受损。
    石砌桥墩适用于盛产石料地区，符合就地取材、降低造价的原则，但它多靠人力施工，施工
进度缓慢。采用标号不低于25号的石料，一般桥梁用5号以上砂浆砌筑。
    混凝土桥墩便于机械化施工，多用C15以上混凝土浇筑，并可掺入不多于25％的片石。
    混凝土预制块桥墩的特点是基础工程与预制工作可平行作业，从而加快施工速度，并可节
省模板，在具备吊装机具的工地可采用。预制块件的大小，随吊装机具的起重能力及运输条件
而定。块件的形式、规格宜尽量少，以简化施工。预制块件用不低于15号混凝土制作，用5～
10号水泥砂浆砌筑，砌缝厚度不大于1．Ocm。一些混凝土预制块为空心块，砌筑后可用低标
号混凝土或小石子混凝土填塞。
    3．基础
    设置在天然基础上的桥墩采用C15或C15以上片石混凝土，也可采用浆砌块石。基础在
平面上的尺寸较墩身底面尺寸每边应放大0．25～O．75m。基础可做成单层或2～3层台阶式
的，每层高度0．5～1．Om。对各台阶的坡线与竖直线的夹角θ(刚性角)的要求：对于混凝土
θ≤40。，对于砌块用5号以上的砂浆砌筑时θ≤35。，对于石砌θ≤30。。
    二、设计与计算
    1．拟定桥墩各部尺寸
    首先根据上部构造的宽度选定墩顶长度，再按相邻两孔支座的尺寸和距离并加上支座边
缘至墩顶边缘的距离选定墩顶宽度，然后按照选定的墩身两侧的斜度向下放坡，从而定出墩身
底面尺寸以及基础平面尺寸和厚度。
     悬臂式墩帽的尺寸除应符合上述构造要求外，配筋量需根据荷载大小，通过计算确定。
    尺寸拟定之后，即可进行验算。若算得桥墩的强度及稳定性安全系数过高或过低时，则需
重新拟定尺寸，重新验算，使其能满足上部构造要求，又能满足安全经济的原则。
    2．计算与验算
    凡墩身在横截面尺寸突变处(如基础顶面和基础底面等)，都必须进行截面强度、偏心距、
稳定性的验算。