市政常用跨径桥梁上部结构设计探讨

钱震

【摘 要】在市政桥梁建设中，要想保证桥梁结构的性能，减少病害情况的发生，就有必要提升桥梁上部结构的设计水平，在满足规范要求的前提下，不断优化桥梁上部结构设计，以确保桥梁的正常使用，提升城市交通水平。

【关键词】市政桥梁；上部结构；城市交通

随着经济的快速发展，人们对于城市交通出行的要求越来越高，而传统桥梁随着时间的推移，出现例如裂缝、渗水、钢筋锈蚀等病害，严重影响城市交通的发展。因此，为了更好的发挥城市交通对社会发展的巨大作用，我们必须优化桥梁设计，减少桥梁病害，使其更具耐久性及承载力。而上部结构作为桥梁的重要组成部分，其结构质量将直接影响交通的正常运行，所以必须重视桥梁上部结构优化设计。

一、桥梁上部结构设计重要性

桥梁上部结构除了直接承受永久荷载、可变活载和偶然荷载外，还会受到例如气候环境等因素的影响，一旦上部结构设计存在问题，将会直接导致桥梁结构性能的下降，进而威胁车辆以及行人的通行安全。我们在桥梁上部结构设计时，需要结合多方面因素，运用合理的计算方式，对桥梁承载力进行准确计算，以增强桥梁上部结构设计的合理性，减少材料等方面的损耗，保证桥梁的耐久度和稳定性，确保行车安全。同时，在设计过程中，还要对存在的变量予以科学考量，以此加强承载力值设计的有效性，延长桥梁的使用寿命。

二、常用的跨径混凝土梁截面形式

市政桥梁的设计是一个复杂的过程，我们需在现有桥梁结构理论的基础上，结合实际情况选择合理的优化处理方案，以保证桥梁的设计质量。在桥梁上部结构设计中，首先要确定主梁内容，对其跨径以及截面各项指标进行分析和比较，选择合适的材料和施工方案，这样才能保证桥梁结构的各项能力，优化其使用性能。

目前市政桥梁施工建设中，常使用的桥梁多为梁式桥，梁式桥主要有受力体系明确、设计和施工技术成熟等优点，梁式桥的截面形式主要有板式、梁肋式和箱式这三种。板式截面主要分为实心板和空心板这两种类别，实心板的结构和施工操作都较为简单，但其自重较大，对材料的利用不太合理，其跨越能力有限（8米以下）；空心板一般由工厂对单个空心板进行预制，现场通过架梁机架设并通过横向铰缝进行连接，但是铰缝的施工质量是直接关乎整个桥梁结构体系的受力，如果铰缝出现问题就会出现单个空心板受力的情况，对于结构是及其不利的，而且跨径超过20米选用空心板就不太经济。梁肋式桥在市政中一般指的是T梁，T梁制作简单，便于成批大量生产、梁体安装方便、上部结构施工对地面交通影响较小，但横向抗扭刚度小，整体性差，单个T梁稳定性不足，运输特别是现场安装时比较复杂，同时T梁建筑较高，在市政中特别是互通立交等有净空限制的条件下对方案的设计提高一定难度，纵、横梁密布，比较凌乱，景观效果较差。

箱型截面的抗弯、抗扭刚度较强，能够更好的提升桥梁结构的承载能力，常用的有小箱梁和大箱梁，小箱梁一般为装配式桥梁，具有梁高较矮，施工速度快，适应范围广的特点，但其对施工工艺要求较高，箱式内模板安装不易，且后期不宜检修；大箱梁结构跨越能力强，对于等截面预应力混凝土连续箱梁，常规跨径在25米～50米左右，能很好的满足城市立交桥和高架桥的使用要求。大跨度箱梁常采用变截面连续梁，梁底采用抛物线或者圆弧线，线条优美、视觉通透，能很好的融入到城市周边环境中去。同时跨中梁高较低，增大了桥下净空，有利于缩短桥长。其缺点为：常采用支架施工，施工期间对地面交通有一定影响，造价也略高，当采用悬浇法施工时，对施工工艺要求较高，施工工期长，造价高。

三、常用的跨径钢梁截面形式

在早期时候，我国的钢梁多用在铁路桥中，如南京长江大桥等。随着钢材产量的增加以及钢结构设计、施工技术的不断完善，钢桥也被用在市政桥梁的建设中。参考中国市政建设中的钢梁桥主要有钢板梁桥以及钢箱梁桥两种，钢梁一般用于净空限制、互通立交或者受力不太明确异形平面中，特别是对于小半径但是需要大跨度桥梁的立交，在混凝土梁不满足设计要求的情况下，钢箱梁能完美的解决这个难题。相比较于混凝土梁，钢箱梁具有建筑高度低、自重轻、施工快速、对环境影响小等优点，但钢箱梁桥面铺装易出现病害且造价较高，后期的维护费用也较一般混凝土梁大，同时需要专门的设备进行运输和吊装，因此一般来说，在相同条件下优先选取混凝土梁桥。

由此可知，在桥梁建设中，可以结合桥梁截面自身的特征，在确保各项性能指标符合规范要求的基础上，结合实际工况，综合比较景观、经济等方面的因素按照相关要求实行优化设计。

四、结束语

综上所述，市政常用跨径桥梁与交通正常运行有着直接联系，桥梁上部结构与桥梁耐久性、使用情况密切相关。随着城市交通车流量的不断增加，原有桥梁结构老化现象日益严重，如果不能对其进行及时的优化处理，将会直接影响城市交通发展水平，阻碍城市经济的进步。对此，我国应该不断解决市政桥梁建设中存在的不足之处，优化设计桥梁上部结构，减少桥梁维护过程中带来的资金损耗，与此促进城市交通的良好发展，为城市可持续发展战略的实施贡献力量。

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