分離式立交橋

立交橋（Highway lnterchange或Flyover）全稱為“立體交叉橋”，是指在兩條以上的交叉道路交匯處建立的上下分層、多方向互不相擾的現代化橋樑，包括立體交叉工程中的下沉式隧道（因為隧道主體上方即會形成橋型結構）。分離式立交橋是立交橋中最簡單的一種，相交道路之間沒有匝道，直行交通不受干擾。

隨著交通事業的高速發展,為了提高交通能力,越來越高的公路與公路立交、公路與鐵路立交橋得以修建,這些分離式立交橋除了方便了幹線交通處,同時也成為地區的標誌性建築物,因此該類橋樑的設計除在滿足橋樑結構的功能外尚應考慮經濟性及社會效益性,本文僅就該類橋樑的設計準則,橋型結構的選擇等問題進一步的論述。

(1)在選擇上跨橋橋位時,應儘可能與被交叉路線正交。上跨橋位置的選擇,在保證現有公路的功能和線形標準的前提下與被交叉路線正交可減少上跨橋的長度、跨度,降低工程造價,這是跨線橋設置的基本原則。

(2)上跨橋的縱向線形,應儘可能保持水平式小坡度(不宜大於3% )。特別應避免與被交叉路橫向超高路段相反的縱向線形,否則在路上行車時會產生心理上的混亂感。

(3)當被交叉路處於曲線路段,尤其是小半徑曲線,應盡量不設上跨構造物,否則橋下行車的安全性受到影響。

(4)上跨構造物應儘可能提供較高和較寬的橋下凈空,以一跨跨越被交叉公路,以給人以舒暢,開闊的感覺。

(5)跨越幹線公路的上跨橋應採用輕盈的受力體系,簡潔明快的橋型結構為宜,在較短的路段內不宜採用過多的橋樑結構形式。

同所有的橋樑結構的設計一樣,分離式立交橋的設計必須嚴格遵循下述的基本設計原則。

(1)分離式立交橋的功能原則

結構是為了一個目的建造的,所以結構必須在設計上用的方法滿足這一目的。 對分離式立交橋來講,除體現其立體跨越,滿足路線的立體交叉這一基本功能外,我們尚應對橋樑採用的結構基本承重體系如拱、梁或是懸索結構;結構的基本材料如鋼結構、鋼筋混凝土結構進行概念性的比較,選擇合理的材料和結構體系。同時,要體現出造形優美、環境協調、結構合理,給使用者一種安全感。

(2)分離式立交橋的經濟原則分離式立交橋設計中另一個需要重點考慮的是經濟因素,尤其是在財力、物力、人力等客觀條件下重點考慮建造最經濟的構造物無疑是正確的。 橋樑設計的經濟因素可以從幾個方面加以重點考慮。

1)因地制宜,採用耗費資源(包括材料、人力、設備、水、電等)較少的結構形式和施工工藝;

2)在施工中利用現有技術設備,加快現有施工設備的使用周期,降低其閑置消耗,加快施工進度。

3)在結構形式的選擇除了考慮其建設期的費用外尚應考慮竣工期後期養護、維修的費用,對影響環境造成的需增加保護費用等因素。

(3)結構的安全性原則

橋樑結構的安全性體除保證橋上行車的正常運營外,還在於結構本身的安全度,即結構的承載能力,結構對突然荷載(如超載、地震荷載等)作用下的抵抗能力以及對橋下行車的突發性的衝撞荷載的抗禦能力,因此上跨橋設計時除考慮上述不利因素外,適當地增加結構的安全儲備。

(4)橋樑結構的社會效益原則

橋樑結構的建造必須為人們所接受,尤其是分離式立交橋,因為它作為公路上永久性建築物是人們最經常遇到和看到的路上標誌物,因此它若想被人們所接受,就必須具備以下幾點要求:

1)結構物是安全的,至少在視覺上人們認為它是安全可靠的;

2)結構看上去簡潔、明快、簡補,不應有太多的華美和不必要的裝飾,必免給人們以浪費和華而不實的印象;

3)結構物的造型、比例要和自然景觀、人文景觀、社會環境相適應。避免出現其獨立於周圍環境之外或與周圍不協調,甚至對環境造成破壞的效果。

上述的各項設計原則不是一成不變的,而是相依託、聯繫或制約的,因此設計上必須根據具體的實際情況和具體的條件,比較分析和運用這些原則, 就重去輕,只有這樣才能設計出好的作品。

(1)簡支梁: 簡支結構具有設計施工簡單的特點,且對不同的斜交角度、寬度的適應性也較好。但是簡支橋樑從景觀上看,梁較高,給人以一種壓迫感。

(2)連續梁橋: 連續梁橋是分離式立交橋中常用的結構形式,結構具有施工工藝簡便,受力明確合理,線形簡潔明快,梁高較小,跨度適應性較大,橋上行車舒適等優點,另外,其可適應結構平縱麵線形的變化,尤其對小半徑平曲線橋採用現澆箱形連續結構更為合適。

(3)連續剛構: 連續剛構橋用在分離式立交橋設計中是較合適的,這類橋樑結構具有受力簡潔,造形優美的特點。

1)組合體系橋樑一無推力拱橋

2)組合體系橋樑—索梁組合體系

3)組合體系橋樑—剛構與拱橋組合體系

雖然分離式立交橋可以採用的結構形式還有很多,而且採用不同的結構形式時,在結構功能、經濟和景觀上也有不同的得失,因此,分離式立交橋設計在確定橋樑結構的具體形式時應根據地形、地物、環結構具有很高的強健性能和安全性。

(4)拱式結構: 拱橋主要用於路塹段跨越幹線公路,較多採用的是鋼筋混凝土空腹拱或用剛管混凝土作拱肋的空腹拱。拱式結構受力合理,節省材料,造型美觀,形式變化多樣,跨度變化幅度大,適應性強,是很有發展的一種結構體系形式。

(5)斜腿剛構: 斜腿剛構是種介於剛構橋和拱橋間的橋型結構,該類橋型受力合理,跨越能力大,造型優美,施工簡便是發展較快的一種橋型結構。

(6)懸索式結構: 該類結構包括懸索橋和斜拉橋,以前主要用於大跨橋樑,由於該類橋樑建築高度小,造型美觀,在中小跨徑的立交橋中也得以採用,更適用於城市立交橋的建築。

(7)組合式結構: 除以上幾種結構型式外,隨著高等級公路的不斷建設,一些新型組合體系橋樑越來越被設計者所接受。境等外部因素和施工工藝、設備等內部因素進行綜合的比較分析,以確定最終滿足設計標準的結構形式。