桥梁施工图设计不同标准跨径桥型方案的比选, 往往取决于桥梁高跨比、地形地质条件、设计施工经验、地区的习惯做法以及桥梁美学方面的要求, 通过对大量桥型上下部结构综合筛选分析, 选择出最优桥型方案, 从而避免在设计文件中同类桥型反复比选、简单重复,并且可以提高工作效率, 起到以点代面、事半功倍的效果。

( 1) 桥梁施工图设计不同标准跨径上部构造经济指标的比较。跨径20～40 m 梁( 板) 上部构造, 一般采用先简支后桥面连续或结构连续, 也可进行体系转换为刚构、连续—刚构形式, 施工方法一般采用后张法,经济指标见表4。

从表4 分析, 就上部构造而言, 材料指标总体随着跨径的增加而增大, 因此对桥梁不同跨径桥型方案的选取, 必须结合下部构造的材料指标及施工条件综合考虑。

( 2)桥梁施工图设计不同标准跨径下部结构形式的选取。山岭重丘区地形条件各异, 总体高差较大, 河谷切割多呈较狭窄的U 形或V 形沟谷, 冲沟发育复杂, 同一座桥梁桥墩相差也很悬殊。

由于地形起伏较大, 特别是横向变化, 因此桥台的填土高度一般尽可能控制在8 m 以内, 同时应尽可能伸进山体, 增加其稳定性, 避免桥头跳车、桥头段填土溜坡困难( 即剥山皮现象) 或挡土墙设置困难。桥台型式主要采用轻型台( 板凳式) 、桩柱式( 桥头填土≤6 m) 、肋板式桥台, 桩基础或扩大基础。

通过数理统计分析, 桥梁墩台基础大部分采用扩大基础( 持力层在5 m 以内) 或嵌岩桩, 因基岩埋深较浅, 桩长一般不超过30 m, 桩长随跨径的不同变动不大。

综上分析, 不同标准跨径下部结构形式比选的关键因素主要取决于桥墩形式的选择, 根据山区桥梁设计经验与桥梁高跨比的要求, 桥墩型式主要采用柱式墩、Y 形墩、十字墩、空心墩、变截面墩等, 其应用范围见表5。

经综合分析: 当墩高小于30 m 时, 双柱式墩、Y形墩是最实用、最经济的桥墩型式, 圆柱式墩工艺成熟, 提升滑模施工快, 与桩基础衔接性好; Y 形墩外观美观, 但施工相对复杂, 施工支架较多, 施工工期长, 需要设大体积承台过渡桩基础, 基坑开挖对自然环境破坏较大, 总的材料指标较高。因此, 墩高30 m以下推荐采用圆柱墩。墩高大于30 m 时, 桥墩的施工稳定问题突出, 对桥墩的刚度要求较高, 因此矩形墩、Y 形墩、十字墩、空心墩、变截面墩等均可采用。

另对于左右错幅桥梁或跨越桥, 因受被交叉公路净宽、交角限制时, 推荐采用对桥下净空占压较小的桥墩型式, 如独柱墩、Y 形墩或十字墩等。

( 3) 不同标准跨径桥型方案比选实例。

根据墩高的不同, 选用以下工程实例进行比选。

①墩高≤ 20 m, 桥型方案比选。

选用跨径20 m 预应力混凝土宽幅空心板与30 m预应力混凝土T 形组合梁, 进行全桥上下部结构综合比选。2 种桥型方案经济指标比较结果见表6。

由表6 可以得出以下结论: 同一桥位, 在相同施工条件下, 墩高H ≤20 m 的桥梁, 20 m 预应力混凝土宽幅空心板比30 m 预应力混凝土T 梁经济。

②20 m< 墩高≤ 35 m 桥型方案比选。

选用跨径30 m 预应力混凝土T 形组合梁与40 m预应力混凝土T 形组合梁, 进行全桥上下部结构综合比选。2 种桥型方案经济指标比较结果见表7。

由表7 可以得出以下结论: 同一桥位, 在相同施工条件下, 墩高在20～35 m 的桥梁, 30 m 预应力混凝土T 梁桥型方案较40 m 预应力混凝土T 梁经济性好。但随着墩高的增加, 40 m 跨径单位经济指标逐渐显示出比30 mT 梁经济的趋势。

同时对于平均桥高在15～30 m 之间的桥梁,可选用的下部结构方案较多, 结合地形、地质条件、施工条件、前后桥梁的结构形式、交叉工程等因素综合考虑, 可原则上采用30 m 预应力混凝土组合T梁或组合小箱梁。

平均桥高在30～35 m 之间者, 根据桥长及布墩限制条件, 采用30 m 预应力混凝土T 梁, 或组合小箱梁, 或40 m 预应力混凝土T 梁均可。

③35 m< 墩高≤ 50 m 桥型方案比选。选用跨径为30 m 的预应力混凝土T 形组合梁与40 m预应力混凝土T 形组合梁, 进行全桥上下部结构综合比选。2种桥型方案经济指标比较结果见表8。从表8可以看出, 在同等施工条件下, 墩高H > 35 m 桥梁,40 m 跨径桥型方案比30 m 跨径经济、合理, 见图2所示。