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浅谈公路的分离式立交桥设计

热度0票浏览176次时间：2020年4月14日 16:33

蔡源

（天津城建大学 300384）

摘要：随着国内公路网的铺设，大大小小的公路路线无可避免的将相交重合，为缓解交通压力，保证路线交叉的道路交通快捷畅通，立交的使用愈加常见。本文从跨线桥的桥位选择，结构形式，与周围环境的互动影响等几点提出认识，并举以实例进行探讨。

关键词：跨线桥；桥位选择；桥梁设计；桥型方案；道路工程随着我国经济腾跃， “一带一路”的建设，汽车数量的增加，交通量愈发繁重，公路的设计路线面临着需要穿越无数公路的情景，跨线桥就是为了保障路线交叉的道路交通快捷畅通，使其不受转弯影响。

1. 工程中的桥位选择

公路线位的高低决定分离式立交方案的选型，低线位虽然有利于保护环境，减少填方，但因为我国人口稠密，乡村道路发达，需大量通道以满足交通需要，故我国的公路线位多为中高线位。中高线位的情况下多采用通道的方法跨越主线，但通道容易受软弱地基的限制，所以，在线位允许的情况下通常采取上跨主线的方案。

新建的高等级公路路线为了跨线、跨河，需要设计建设多座桥梁已经是公路设计中常见的现象。公路设计中，原则上是中小桥服从路线布设，大桥及特大桥根据相关桥梁设计的多方案比选后，以其为控制点进行路线方向调整，使路桥合理衔接，尽量使桥梁与所跨越的公路路线正交，但若因地形或其他条件限制，也应积极使用斜桥、弯桥改善路线线形，提高行车舒适度和安全性。

历史数据表明：工程成本一般占桥梁工程全线的10%。对于跨线桥，合理的桥位选择是有利于城镇规划需要和总体布局需要，减少拆迁和占地，合理的桥位避免路线与公路小角度相交，使桥长过长，桥孔过大，保证线形指标的要求。

2. 跨线桥的结构形式选择

在公路桥梁设计中，跨河桥的设计建设需考虑到通航需求，而跨线桥也需要考虑桥下公路车辆安全行驶的需要。

根据《公路工程技术标准》的要求，同一公路应使用相同的净高，二级及更高等级的公路净高为5米，二级以下等级的公路的净高为4.5米。桥梁的立面高度决定桥下净高，桥下净高越小，梁底对桥下行人的视线遮挡就越明显，行车噪声引起的反射就越强，给人的感受就越压抑，所以设计取值时应稍大于这两值。除了满足净空要求外，跨线桥还应与周围环境相协调。

对于开车的司机来说，穿过一个桥，在心理上都和通过一个瓶颈的感觉类似，桥的跨径对人视线的遮挡和视觉效果的影响是十分大的。当桥完全进入人的视野范围后，人视野边界受限越大，视觉效果就越差。因此跨线桥应尽量采用大跨径，争取做到一孔跨越，在道路中间不设、少设中墩，即使设置墩柱也应选择线条简单轻巧的结构，避免使用粗墩，以免阻挡行车视线，引发交通事故。

在满足主线净空要求，以及跨径要求后，还应尽量减少对旧路改移引起的工程量和应修建跨线桥对主线交通的影响。桥梁在修建时对桥下道路交通的影响，后续对桥梁及道路的维护费用，这些都应考虑在设计桥梁时的结构选择中。

常见的跨线桥上部结构有：装配式空心板、T梁、箱梁，现浇预应力混凝土箱梁、以及钢-混凝土组合梁。空心板的建筑高度低，施工简便的优点，但美观性差、跨越能力差、横桥向设置铰缝连接容易引起桥面开裂；T梁的建筑高度大，跨越能力大，但有现场施工的工作量大和美观性差的缺陷；装配式箱梁具有建筑高度适中，现场施工作业量小，施工周期短；现浇箱梁可浇筑各种形式，受力性能好，但与装配式箱梁相比，造价高，工期长，对桥下道路影响较大；钢-混凝土组合梁的钢结构可在工厂预制，施工周期较短，但用钢量大，造价较高。

常见的跨线桥下部结构有如图所示的4种。

Y型墩造型良好，受力明确，占用土地面积小，节约土地资源；H型墩占用土地面积稍大，但也不会过于占用土地资源；双柱式大悬臂墩虽然简洁敦厚给予驾驶员安全感，但体积偏大，美观性稍差；花瓶墩适合匝道桥梁，由于横桥向支座间距小，应用于主线跨线桥时抗倾覆稳定性较差。

图不同类型桥墩示意图

对于跨线桥结构形式的组合选择，以沈康高速客专西街高架桥为例：

沈康高速四期由于主线部分段落与市政道路客专西街重合4.7公里，拟在客专西街上修建高架桥，形成上层高速公路，下层市政公路的双层道路系统，在节约土地资源的同时又避免高速公路穿越城市带来的分割效应。

跨线桥桥墩布置有三种情况：位于中间分隔带；位于行车道；位于行车道外侧。考虑到桥墩如果使用分离式桥墩设立在行车道中，不仅对市政道路及管网的维护麻烦，而且阻碍到驾驶员的行车视线，大型车辆进出桥墩也不易，存在安全隐患，故排除此方案；又因为桥墩置于行车道外侧应采用以门式桥墩为主的设计方案，体积庞大，且横梁需配置大量预应力钢筋，造价高，所以最终确定将桥墩置于中央分隔带的方案选择。考虑到道路通行，减少中央分隔带宽度的占用，最终确定采用Y型墩作为下部结构的选择。

确定下部结构的类型，参考并行高架桥使用跨径，确定以30米标准跨径作为桥梁跨径，再经过多个上部结构组合的方案对比，最终确定造价最低的方案为施工方案。

由上述例子可知，跨线桥的结构形式选择，不仅需要考虑桥梁自身的建造要求，还应考虑到桥下道路的通行需要，以及后续工程维护成本，而不仅仅是桥梁自身的工程成本。

3. 跨线桥与周围环境的关系

分离式立交以跨线桥的方式跨越公路，其桥位多处于挖方或低填方路段。由于跨线桥是驾驶员在道路上行驶所见的重要景观，是公路重要的组成部分，其造型设计应使桥型与周围地形协调，不但要考虑桥的造型，还应与周围环境配合。

对于梁板桥而言，确定外表美的标准便是长细比，即跨径/梁高。采用不同的比值，桥给人的感觉就会不同。梁桥的长细比应介于10~30之间，按照美学设计，采用黄金分割比例的1:1.618将会是完美的比例选择，但限于实际工程限制，一般采用1：√ 3 、1：√ 5的比例关系。如此，这样的桥也是与环境协调的。

4.结束语

分离式立交桥的设计应因地制宜，它涉及到结构、美学、工程预算等诸多方面内容，并且具有永久、直观的特性，不易于改移重建，对城市和道路的影响颇大，需要我们用心去设计建造。随着我国公路网的拓展，将会有更多呈现我国现代化建设成果的新型跨线桥将会出现。■参考文献

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[2] 张帅锋. 高速公路桥涵降低造价的对策措施 [J] 北方交通，2014（5）：

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[3]赵卫红.浅谈上跨式高速公路分离式立交桥的设计[J]山西建筑，2004，30（5）：108-109.

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