标准跨径桥梁的孔跨比选择
公路桥梁大多采用标准跨度的常规设计，而桥梁孔跨比的选择对工程成本有着显著影响。因此，针对不同高度的需求，对桥梁的跨径进行深入研究和对比分析是必要的。具体而言，针对桩基础和扩大基础这两种不同的基础形式，对跨径分别为20米、30米、40米的预应力混凝土连续小箱梁桥梁进行桥型选择的研究和比较。
观察结果显示：无论是选择桩基础还是扩大基础，当桥梁长度一致而跨度存在显著差异（尤其是超过两个数量级，以10米为一个数量级）时，跨度较小的桥梁成本较低；合理的高跨比范围应为：平均墩高H等于0.7倍跨径L至1.0倍跨径L；此外，基础形式对桥梁成本的影响显著，在桥梁长度相同的前提下，采用桩基础的桥梁成本通常远高于采用扩大基础的桥梁。
观察发现，在实施桩基础的情况下，当平均墩高介于22米至30米之间时，使用4至30米的箱梁相较于6至20米的箱梁在成本上更为节省。由于4-30米箱梁在上部结构数量上虽多于下部，但下部结构数量却远不及6-20米箱梁的下部，据此推断，当平均墩高H与跨径L的比值在0.73至1.0之间时，桥梁的经济性较高；而在采用扩大基础的情况下，若平均墩高介于25至30米之间，4-30米箱梁相较于6-20米箱梁在经济性上略胜一筹，这是因为4-30米箱梁的下部结构数量优势有所减弱。
在基岩埋藏较浅的区域，若墩身高度介于25米至30米之间，建议采用跨度为30米的中小型箱形梁结构。
可以看出：
在运用桩基础的情况下，当平均墩高介于33米至40米之间时，3至40米长的箱梁相比4至30米长的箱梁在成本上更为划算。这是因为尽管3至40米箱梁的上部结构数量多于4至30米箱梁，但其下部结构的工程量却显著少于后者。据此可以推断，当平均墩高H等于跨径L的0.82倍至1.0倍时，桥梁建设更为经济。
当墩高15m
在扩大基础的过程中，若平均墩高介于33米至40米之间，使用4至30米长的箱梁相较于3至40米长的箱梁在成本上更为划算。这是因为，随着3至40米箱梁下部工程数量的减少，其优势逐渐减弱。在此情况下，选用跨径较小的结构更为经济。特别是当桥梁的跨径H处于0.7倍至1.3倍之间时，桥梁的经济性更为突出。
综合考量，若桥梁设计采用桩基础，宜选用跨径较大的桥梁设计方案，并确保合理的高跨比，具体为：平均墩高H应介于跨径L的0.7倍至1.0倍之间；若H超过L，则桥梁的经济性将受到影响。而在使用扩大基础的情况下，桥梁的跨径宜减小，此时合理的高跨比应为：平均墩高H应介于跨径L的0.7倍至1.3倍之间。此外，对于同一座桥梁，采用扩大基础的成本通常比桩基础低20%至30%。
特殊及复杂桥梁除外，对于一般的大中型桥梁，其跨径选择可参照以下标准进行：当墩高不超过15米时，宜采用25米跨径，先简支后桥面连续的小箱梁结构，而对于中桥，则宜选择20米跨径；若墩高介于15至25米之间，应选用25米跨径的先简支后桥面连续小箱梁结构；墩高在25至30米之间时，应采用30米跨径的先简支后桥面连续小箱梁结构；而当墩高在30至40米之间时，同样应选用30米跨径的先简支后桥面连续小箱梁结构。
高速路20~50 m跨径桥梁经济设计
1 山区高速公路桥梁设计特点
地形变化显著，地质状况复杂多变，因此在陡坡的基础建设过程中，必须重视整个山体的稳定性。
②高墩桥梁众多, 各墩高差较大, 稳定分析不能忽视。
③施工条件较差, 施工场地受限, 施工吊装安全问题突出。
桥梁设计多采用弯曲和坡度较大的结构，因此必须思考如何简化结构种类，以便有效降低施工成本。
山区地势高低起伏明显，桥台的布置通常位于填方与挖方交汇的地方，这样做是为了防止桥台后方形成过高挡墙或者巨大的锥形坡。此外，桥梁两侧的长度通常并不相等。
2 山区高速公路桥梁设计要点
路桥建设需协调一致，施工方案应尽量降低对环境的损害。在山区高速公路建设中，路线往往沿着陡峭的山坡设定，因此应尽量减少桥墩数量和基础挖掘，以防止破坏山坡的生态平衡，确保其稳定性和景观不受影响。
在经济性、实用性、安全性以及施工便捷性的考量下，桥型设计应优先选用标准化、系列化、成本效益高且经验丰富的预制装配式施工技术。在全面评估施工预制环节的简便性、较轻的重量、吊装的安全性、安装的便利性以及竖向和侧向刚度等众多因素后，T梁成为首选。此外，主梁可以在高架桥的桥头现场进行预制。
在考量行车舒适性和山区高墩桥梁养护的复杂程度后开yun体育app官网网页登录入口，我们选择了连续结构以及需要较少维护的墩梁固结形式。具体来说，高墩进行固结处理，而矮边墩则设置支座或进行释放，以此构建起一个连续的刚构混合体系。按照原则，当墩高超过20米时，应采用墩梁固结的桥梁结构；而对于墩高低于20米的桥梁，则应采用连续梁结构。对于弯道和坡道桥梁，连续一刚构混合体系是最为合适的方案。
桥梁的美学设计原则要求，跨径与墩高的比例通常应在0.618至1之间选取，这样的选择在造价分析中通常被认为是经济合理的。一般而言，一座桥梁适宜采用一种标准跨径，或者最多不超过两种不同的跨径。在确定桥梁跨径与墩高组合时，经济性是关键考虑因素。当墩高低于15米时，应优先考虑使用20米长的T型梁；若墩高介于15至20米之间，则应优先选择25米T型梁；墩高在20至30米范围内，宜优先采用30米T型梁；对于墩高在30至45米的情况，40米T型梁为首选；而当墩高超过45米时，尽管50米T型梁在跨高比例上较为协调，但由于其预制重量大，高空吊装难度和危险性显著增加，除非有特殊需求，否则在山区建设时原则上不推荐使用，而应选择40米T型梁。当墩高达到大约50至60米时，建议根据具体地形条件，对比40米T梁（建设成本约为5100元每平方米）与60米连续刚构（建设成本约为6000元每平方米）、80米连续刚构（建设成本约为6050元每平方米）的优劣。需要注意的是，连续刚构的施工需采用悬臂法，而边跨的现浇部分不能使用支架现浇，必须悬挂在悬臂的末端进行浇筑，这无疑增加了施工的难度。通常情况下，我们会选择经济性最佳且施工难度适中的40米长梁作为方案。
下部结构通常选用分幅双柱墩设计，地面横坡超过25度时，会选用矩形墩或薄壁墩。建议使用大直径桩作为基础。在斜坡区域，桩基础的入土深度计算需预留足够的安全空间；如果是嵌岩桩，其嵌入岩石的起始面需根据地质条件来确定，确保桩的中心与岩层斜坡面的水平距离恰当，从而保证有充足的嵌岩深度。在设计中，是否适用挖孔桩技术，不仅需考虑桩径需超过1.2米、桩长不超过15米等条件，还需依据地质条件进行细致分析。若地质条件复杂，如地下水位较高、地层中含有煤气、流沙、卵石等易导致孔洞坍塌的物质，则不宜采用挖孔桩设计。
在常用的墩柱形式中，分离式双柱墩具有受力清晰的特点，同时其平曲线的适应性也非常强。此外，盖梁的横坡设置过程简便，而且通常情况下盖梁无需进行加宽处理，施工过程也相对简单。
三柱式墩的结构受力情况较为复杂kaiyun.ccm，盖梁承受的力相对较大，而桩基的受力则分布不均。为了减少梁的高度，通常需要采用预应力钢束进行二次张拉，这导致施工周期较长。此外，如果地表存在较大的纵横坡度，尤其是同一横断面内地面有较大高差，墩柱的高度差异会非常显著，从而使得墩柱的受力不均匀性更加突出。计算分析结果显示，最矮的墩柱及其桩基所承受的剪力可能高达平均值的1.0至2.0倍，这进一步导致了弯矩的分配极为不均。因此, 设计时必须准确掌握地面的实际变化情况。
若将整体双柱式墩置于地面横坡较为陡峭的区域，其承受的力与整体三柱式墩的情况极为接近。在这种情况下，盖梁必须安装预应力钢束，并需进行二次张拉，导致施工周期较长。鉴于此，在相同的地形条件下，采用分离式双柱墩的设计时，双柱之间的高度差会显著减小，受力分布均匀且明确。通常情况下，盖梁无需加宽或施加预应力，从而简化了施工流程，使得施工过程更加便捷高效。
分离式双柱墩的设计缩短了桩基的长度，改善了桩基的直径和钢筋布置，然而，这种设计可能引发对山体的大规模挖掘，进而导致边坡的不稳定，并且挖掘行为对山体植被造成了损害，对环境保护工作不利。
基于环保理念，力求将山体开挖降至最低，我们可考虑采用独柱（包括矩形墩或薄壁墩）与承台桩基相结合的设计方案。分析结果显示，独柱墩与双柱墩在成本上的比例大约为1比0.9。然而，独柱墩在桩基受力方面更为明确，且开挖量显著减少。因此，在横坡较大的情况下（通常地面横坡超过25度），我们建议优先选用独柱矩形墩或薄壁墩。
40米跨径的高墩柱在理论上可以选择上述四种截面，其抗弯惯性矩的比值依次为1：0.3206：0.3538：0.4354，面积比则分别为1：1.0975：1.1179：1.1179；在这些截面中，空心薄壁墩的刚度最为优越，同时使用的混凝土材料也相对较少，而双柱墩的刚度则是这四种中最低的。分析结果显示，由于刚度较低，双柱墩在制动力的影响下，梁端的纵向位移达到最大值，而空心薄壁墩的位移则相对较小。因此，在施工过程中，双柱墩的墩顶容易出现过大的位移，这可能会对施工安全造成不利影响。鉴于此，建议优先考虑采用独柱薄壁墩的设计方案。
桩基础经济比较: 25m≤墩高< 35 m时, 群桩概算金额约为大直径桩的1.4倍;墩高35 m< 墩高≤45m 时, 群桩概算金额约为大直径桩的1. 2倍;大直径桩的经济性优势较明显。群桩基础施工时需开挖基坑, 易加大山体的开挖, 不利环保;大直径桩施工时开挖量较小, 对山体的破坏小。推荐大直径桩基础方案。
圆柱和方柱的截面抗弯惯性矩之比为1比0.993，面积之比为1比1.013；沿桥向的刚度相近，圆柱的尺寸略大于方柱，且圆柱截面的混凝土用量少于方柱，因此在某些方面圆柱略胜一筹。自然，对于面积相同的方形柱和圆形柱，方形柱的弯曲抗力要强于圆形柱，其承力性能更佳；在连续刚构体系中，方形柱能够通过改变两个方向的尺寸来轻松调整墩柱的刚度，进而实现对墩柱受力情况的调整。相比之下，圆形柱在调整上效果略逊一筹，因为其性质是各向同性的。在应用方柱结构时，必须于桩基与墩柱接合处设置一个过渡性的承台；施工过程中，必须先挖掘基坑，然后才能进行承台及桩基的施工，这无疑增加了对山体的开挖量；而采用圆柱结构，则可以避免因建造承台而额外增加对山体的破坏，从而对环境保护大有裨益。
因此, 建议墩高h % 30 m, 优先采用圆柱墩; 30< h< 45 m采用圆柱墩或矩形墩, 考虑稳定性增设柱间横系梁: h( 45m 采用空心薄壁墩。
圆形空心桥墩 方形空心桥墩
曲线桥在构造上运用了弯梁直做的设计云开·全站体育app登录，确保了各个跨度和幅面以及相同幅面内的各片预制梁的长度差异不超过10厘米，以此简化预制梁的种类。对于长度不足的部分，我们通过在结构的连续或刚性结构处的墩顶现浇连续段进行实际长度的调整，或者在墩顶的伸缩缝处通过封锚段长度的调整来实现；而在桥台位置，可以通过微调桥台台口线的角度来适配，确保桥台孔的各片预制梁能够使用相同的尺寸。超高路段的预制梁通过翼缘板的倾斜，使得其与超高值保持一致，而在超高过渡段中，单个孔的超高值则是通过取相邻墩位超高值的平均值来确定。
桥台选址需考虑锥坡的设置可能性以及半路半桥时挡土墙的设置条件，以此为基础进行设计。桥台应尽可能位于填挖交界地带。若纵向地形陡峭，无法设置锥坡，则桥台与挡土墙常以组合式桥台的形式出现。
桥梁的跨分联设计需考虑结合伸缩缝的选型，对于30米以下跨径的分联，其长度通常不超过120米，伸缩缝宜选用80型；至于40米跨径的分联，长度一般限制在200米以内，最大伸缩缝的选择则应控制在160型。此外，T梁支座的设置宜采用圆形板式支座。
外侧防撞栏使用了加强型SS级混凝土结构，其高度为110厘米；内侧防撞栏则选用了SA级F型混凝土结构，高度为100厘米。至于桥头搭板，通常情况下会选择长度为10米的规格。
上部结构在耐久性设计上应优先选用全预应力混凝土构件，并通过真空压浆技术增强预应力管道浆体的充实度；在实施连续结构后，支点上缘的负弯矩区域多使用扁锚体系，但该体系的波纹管易受锈蚀和形变影响，因此在施工过程中应增加衬管设置并严格控制养护工艺以预防这些问题；同时，为确保支点负弯矩预应力效果的有效发挥，应在现浇混凝土段中加入膨胀剂，以弥补混凝土收缩和徐变所导致的应力损失。各类混凝土构件需确保裂缝宽度得到严格限制，并配备足够厚的防护层；桩基施工中，钻头直径需满足设计桩径的要求；同时，在混凝土桥面的铺设层下方，必须设置有效的防水设施。
桥梁经济指标表
桥梁造价估算经济指标
