摘要：綜合高速公路上跨天橋的特點，結合長益公路介紹了全線上跨天橋設計方案的選取、結構特點及整體效果。
一、前言
隨着社會經濟的發展，作爲國家現代化水平標誌之一的高速公路建設，近年來發展極爲迅速。基於高速公路行車交通控制全封閉的特點，各種上跨、下穿立交橋在高速公路建設中被大量採用，此類橋載重不大(一般爲H-10、H-15)，橋面不寬，但其數量較多，特別是處於丘陵區的湖南，各類上跨機耕道、鄉道及人行天橋數量較多。僅長益路71.51公里地段此種上跨天橋就有43座，爲能使天橋與地勢巧妙的結合，美觀得體、造價低、方便施工，業主與設計單位密切配合，針對每座橋所處位置進行多種方案的研究探討，最終選定最佳方案。本文就天橋方案的選取及其工程特點作一簡介。
二、天橋方案選取原則
根據高速公路上跨天橋的特點，並結合長常高速公路長益段的應用情況，可歸納出上跨天橋方案的選取主要應考慮的幾項原則如下:
1.因地制宜充分考慮地形。
長益公路地處丘陵區，天橋絕大部分設在切方地段。天橋的建築高度選取除保證必要的橋下淨空外，還需結合地形以減少橋頭接線切方或填方量，最終達到經濟實用的目的。如橋兩端地勢較低，主要採用樑式橋；略高則主要採用中承式拱肋橋；更高則宜採用斜腿剛構、雙向坡拱、拱等型式。
2.合理選取橋跨後續施工配合
目前，高速公路路面施工多采用大型攤鋪機，而路面施工一般後於天橋施工，以往爲減小跨徑、降低截面高度採用加中墩的橋樑，使攤鋪機的通行受阻，直接影響路面施工進度。也對通車運營階段安全行車伏有隱患。故在方案選取時，儘量少用設中墩橋樑，即使設置，其中墩尺寸也宜取較小值。
3.在結構合理、施工方便的前提下，儘量使橋型美觀大方，橋型多樣化，體現時代氣息，並在主體工程驗收後進行適當的淡色裝飾。
高速公路因線型較好、路面寬闊平順，而致行車單調乏味，司乘人員易於疲勞。而司機視野內的空間感覺對行車安全、舒適起很大作用。爲能創造較舒適的行車環境，除適量的綠化點綴外，各種天橋的'美觀得體、橋型的差異、色彩的變換，與環境的協調搭配更能對高速行車中的司乘人員以美的享受。因此，在結構合理，施工方便的前提下，應儘量使橋型美觀大方，多樣化，以體現時代氣息，並在主體工程驗收後進行適當的淡色裝飾，可大大提高行車安全及舒適感以提高高速公路的社會效益和經濟效益。
4.實用經濟、造價合理
在橋型的選擇時，一方面從“輕型”着手，以減少圬工體積；一方面不攀高用料。因此，長益路上跨天橋主要採用鋼筋砼結構，全線43座天橋中僅在兩個服務區中行人天橋的上部結構採用了鋼結構。
三、上跨天橋的應用
根據以上選用方案的基本原則，我們在全線43座上跨天橋的設計中採用了8種以上的拱樑式鋼筋砼上部結構及兩種鋼結構上部構造型式，其設計特點與建成後的整體效果分別概述如下:
1.鋼筋砼斜腿剛構橋
上部構造整體受力，多次超靜定結構，整體現澆施工。上部全長48m，中跨25.8m，兩斜腿支承點，間距33.8m，主樑呈變高Ⅱ形，橋面至橋下路面頂高差6.89m.構件的簡單，斷面的變化及與地形的充分結合，使人感到整體的美觀和諧，同時，該橋開口斷面施工方便，模板支撐容易，可重複使用，且造價也較其它橋型低，因此該橋型採用的座數爲上跨天橋之冠。但由於開口斷面，下緣承拉較弱，爲使受力更加合理及橋型更加輕巧美觀，今後的設計中在充分考慮施工難易程度的前提下，可考慮採用整體箱型截面。
2.帶拱上板式立柱、拱上實心連續板及主拱爲實心板式的鋼筋砼拱橋。
本橋爲傳統式拱橋類型，但由於拱上採用薄壁板式結構，且主拱川增加側向懸臂線條，使之外形輕巧、美觀，大方、得體。又因其建築較高(橋下路面以至橋面高7.98m)，故高切方處設置此種橋型較易。但拱式結構的特點是兩個橋臺體積較大，造價較高，因此在日後的設計中，如地基情況允許，設置分離式基礎，可適當降低造價。本橋型施工方面較易，模板簡單，操作容易。該橋型也是採用較多的一種橋型，全線共有8座。
3.普通鋼筋砼板拱橋帶拱上預應力空心板橋
本橋型拱上全長47.76m，主拱淨跨38.00m，建築高度7.88m，拱度1/8，爲使橋型輕巧，減少主拱川寬度，採用了使拱上側懸臂增加正面線條，同時拱上16.41m長度內不設拱上立柱，而設置縱向預應力鋼筋的方案，但又爲避免在空心板中施加的預應力對主拱川產生附加應力，故將空習板與主拱圈接頭處斷開，使空心板部份成爲簡單的簡支樑式結構。由於減少了拱上立柱，使人視野更加開闊，從而更利於行車安全。但此種橋型與其他橋型相比，造價較高，且施工工藝要求略高，故全線僅設一座。
4.普通鋼筋砼板拱帶拱上空心板坡拱橋
此橋屬第三種橋型的改進，爲結合路側地形，避免接線填方，特將兩側拱上建築設計呈坡形，跨中建築高度爲7.53m，而主橋臺部份可減小至5.67m，從而減少了第三種橋
型拱上預應力，簡化了施工，降低了造價，也使拱上空腹部份空心板長度減至11.135m，且橋型同樣輕巧，更能突出與地形的充分結合，造價也較第三種橋型節省約29%，故本路段此橋型共設置8座，屬採用較多的一種。
5.普通鋼筋混凝土T型剛構橋
本橋型上部全長48m，跨中設置薄壁中墩，爲節省造價，主樑爲空心變截面。建築高度爲各橋型最低(路面至橋面爲7.07m)，適合較少切方地段。墩臺圬工體積小，因之造價較低，但空心樑的內部模板難以回收利用。此橋型外觀輕盈，是一種較理想的橋型，所以本路上使用也較多(共5座)，其造價與第一種橋型相當。
6.預應力鋼筋砼三跨連續樑橋
三跨預應力鋼筋砼樑橋在路線共設置了二座，主樑呈箱型斷面，樑高1.48m，橋面寬7.00m，設計荷截H-10，橋面距上跨路面高差6.7m，橋總長58.00m，中間跨320m，由於兩端接線較低，採用此種橋型爲宜。中墩直徑1.20m，均位於所跨主線邊溝外測。爲避免跨中產生較大彎矩，則邊跨較長。此橋箱梁斷面較高，顯得笨重，但箱內約有1.20m高空間，故施工較容易，模板可重複使用。
7.預應力鋼筋砼兩跨連續樑
本橋用於互通匝道上，橋總寬19m，橋臺不分離，橋墩及上部分離，分別寬7.75m、11.25m，上部構造樑長2×28.10m，中墩採用薄壁鋼筋混凝土中墩。爲便於橋下路面施工攤鋪機行走，墩厚僅0.70m.橋面至所跨路面高差7.07m，樑取用了較低的斷面，從而減少了匝道的土方量，降低了造價。橋型佈置合理，總體美觀協調。
8.普通鋼筋混凝土三跨連續樑橋
此橋地處互通立交中，上跨主線及匝道，橋長27.0+24.0+27.0=78.0m，寬3.0m橋跨的佈置一方面考慮中國古建築特色中的均衡對稱，一方面又考慮了對所跨主行車道及不對稱的加減行車道無影響，進行了多個不同方案比較，最終選取中跨跨小而兩邊跨對稱加大的方案，從效果看是合適的。
此橋的第二個特點是斷面型式的取用:基於本橋較窄(全寬3.0m)，如採用箱型截面施工難度大，故採用T型截
面，同時採用變高，使全橋立面線條較多，顯得活潑、輕盈、雖然其中一個邊跨有加長，但此橋正處互通始端，使視野更爲遼闊，整個互通盡收眼底。
此種橋型全線有兩座，另一座系設在進入收費站之後的匝道上，跨徑略小，中跨大，兩個邊跨主要跨切方邊坡，並起平衡作用。
9.中承式鋼筋混凝土肋拱橋
本橋地處長沙市郊，長益路與老路相交主線下穿，爲保證橋下淨空，減少接線土方量，橋面至主線路面高差僅6.40m，故採用中承拱結構。本橋橋長50.0m，橋面寬12.0m，兩條肋對稱設置，肋寬0.80m，截面呈I型，系杆間距4.0m，採用精製螺紋鋼外套不鏽鋼套管，柔性板式裝配橋面。此橋外型美觀、線條突出，主體完工後又進行了適當的塗料裝飾，遠觀如一道絢麗的彩虹懸於天際，使人心曠神怡，倍感輕鬆愉快，更顯示了將要進入都市之繁華景象，爲進入長沙市的第一景。