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山區公路橋梁的設計

發布時間:2019-04-08   |  所屬分類:工業設計:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

  這篇論文主要介紹的是山區公路橋梁的設計的內容,本文作者就是通過對山區公路橋梁設計的內容做出詳細的闡述與介紹,特推薦這篇優秀的文章供相關人士參考。

山區公路橋梁的設計

  關鍵詞:山區公路;橋梁設計;設計原則

  1我國山區的主要特點

  我國山區的特點可以概括為三復雜:第一,地貌的復雜性。我國山區存在著各種地貌景觀,且地貌的變化較大,可能僅相隔一座山峰,相鄰區域的地貌就存在較大的差異。第二,地形的復雜性。地形體現的是地表連續的形態與趨勢的變化,地形的連續起伏在我國山區極為常見且基本上無規律。第三,地質的復雜性。由于地質歷史年代久遠,地下的地質變遷較為頻繁,從而使得我國山區的地質條件極為復雜。在復雜的地貌、地形、地質條件的多重影響之下,設計人員在進行山區公路的設計時,必須要遵循因地制宜的原則。

  2在我國山區公路建設橋梁的必要性

  目前,我國的很多山區建設橋梁很多都需要跨越山谷,由于大部分工程的地理工程位置的地質地貌都具有一定的復雜性,所以在部分工程的橋墩架設施工中,坡面如果是山石風化面,那么后期就會出現比較嚴重的坡面破碎狀況。在工程處于山谷位置時,由于很多山谷坡度較大,山溝深度大導致山體雨水沖涮后,會形成不同程度的溝谷。如果面對這樣的地理環境采用常規傳統的路基填筑方法來修建公路,效果差強人意;如果使用過后遇到汛期或者季節性降雨,那么后期路基可能逐漸的被掏空塌陷。因此,在山區公路跨越溝谷時,應當選擇正確適宜的施工方法,通過架橋在溝谷兩側挑選距離水流較遠的位置設計高墩,以其型式跨越山谷,提高整體橋梁的使用年限。

  3橋梁上部結構型式設計

  在山區修建公路橋梁,受地形條件的限制,其施工所需材料的運輸不可能像在平原地區那樣便利,施工方式也不可能采取類似平原地區的大面積展開式施工。因此,在山區建造公路橋梁,其上部結構必須盡可能地使用標準化預制件,相應的施工方式則為裝配化施工。采用標準化預制件的裝配化施工,只需通過類似現場組裝的方式即可快速完成橋梁上部結構的大部分施工流程。目前我國對于橋梁標準化預制件的跨徑類型有很多,在遇到特殊的地質地貌時,相關人員應當結合現場實際施工環境,通過合理的施工計劃選擇定制負荷跨徑標準的預制件。標準化預制件的橫斷面型式有小箱梁、空心板與T梁等。在平原地區建造橋梁,需考慮減小路基填土高度、減少占地及降低路基處理難度等因素,故其上部結構應盡可能地降低高度。且平原地區路網發達,為處理道路與道路交叉問題,需設置分離式立交來保障行車安全。如果其上部結構型式選用小箱梁和空心板式,在架梁時一片梁的四個支點難以調平,故山區公路橋梁的上部結構型式采用T梁較為科學合理。

  4橋梁下部構造設計

  4.1矮墩

  在橋梁下部結構設計過程中,運用矮墩時多采用柱式墩及Y型薄壁墩,其中柱式墩用的范圍最為廣泛,我們所熟知的柱式墩一般有圓柱、方柱。圓柱在施工時與樁基的銜接工作比較穩定,因其外觀質量比較容易控制。而方柱棱角分明,在橋梁施工過程中能夠與上構梁體達到非常好的協調性,除了美觀程度較高以外,還具有一定程度的視線誘導性。從整體受力情況研究分析,方柱的抗彎剛度相較于圓柱明顯更大,所以在受力方面很明顯要比圓柱更優質。而且在體系為連續剛構時,方柱會通過改變方向尺寸來調整墩柱的剛度以此完成墩柱整體受力的目的。圓柱性質則不同于方柱性質,從同性考慮其不易對墩柱剛度進行調整。

  4.2高墩

  當橋梁的墩高較高時,設計時除需考慮橋墩的強度因素以外,還應著重注意橋墩的穩定問題。《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62―2012)第5.3.10條對于偏心受壓構件的正截面承載力計算做出了規定,從中可以推導出:“當l0/h>30時,偏心受壓構件將由材料破壞變為失穩破壞。”其中l0為受壓柱的有效長度,一般在0.5~2倍墩高變化。l0的具體取值,需根據橋梁的上構重量、上構與墩柱的連接方式及墩柱的支承剛度等幾種因素進行計算確定。

  4.3橋墩與路基斷面型式的關系

  山區公路路基形式分為整體式和分離式。一般在道路選線設計前期,隨著現代化環保以及科學發展理念,國家越來越重視工程與地理人文之間的協調性。在中長隧道路段進行路基施工時,如果利用分離式路基,其它的路段都是利用整體路基進行配合施工的。而在進行雙幅橋設計過程中,為了避免邊坡開挖過多,材料過度使用,相關人員可以利用雙福四柱的形式來更好的加強邊坡穩定性,從根本上控制工程造價,以此達到環保節約的施工效果。

  4.4橋臺

  山區公路橋梁橋臺一般采用重力式U型臺、樁柱式臺、肋板臺等型式,其中最常用的是重力式U型臺。山區地形橫向及縱向坡度較大,為適應地形、減小開挖、節約圬工量,重力式U型臺在設計時必須根據地形合理分臺階。另外,對橋臺的基底承載力也應提出明確要求,若橋臺基底承載力達不到設計要求,可采用基底換填、加深基礎、加高側墻等方法來提高基底承載力。樁柱式橋臺抗推剛度小,故其臺背填土高度宜控制在5m以下,聯長宜控制在150m以內,若臺背填土高度及聯長超過該范圍,則不宜采用樁柱式橋臺。埋置式肋板臺適應范圍稍廣一些,但其橋臺高度不宜超過12m,對于橋臺高度超過12m的高埋置式肋板臺,可結合現場地形、地質、水文條件等方面的因素,采用加厚肋板、增加肋板個數、加粗樁徑等方法加以解決。山區地形縱向陡峭,橋梁往往不能設置錐坡,故采用樁柱式臺或肋板臺將會受到一定限制,而當現場地形條件特別復雜時,可能會出現重力式U型臺下設置樁基的情況。

  4.5基礎

  山區公路的橋梁基礎多為樁基礎,一般也有部分為擴大基礎。在工程處于地質條件較好的地區時,山區公路大部分都利用分離式擴大基礎進行施工。其不僅能夠完善地形橫坡相關的施工要求,還能在最大限度上滿足前期設計方案中所規定的承載力標準。但斜坡上的擴大基礎應充分考慮基礎擴散角、覆蓋層厚度之間的相互影響,在地質情況較差的地區,公路橋梁應采用樁基礎。樁基礎按受力型式的不同可分為摩擦樁與端承樁,按施工方法的不同可分為挖孔樁與鉆孔樁,挖孔樁造價較低,在橋梁施工中比較常見。

  5設計中應注意的問題

  5.1處理好跨徑與墩高的關系

  在進行橋梁設計時,應當考慮橋梁的美學設計定律,在設置跨徑和墩高之間的比值是應控制在0.618~1,這一比值不僅具有良好的經濟適用性,還比較美觀。在實際面對地區地形較為復雜的地區時,再設計過程中應當確定合理的跨徑和墩高。

  5.2處理好上部結構與平面線形的關系

  橋梁的內外弧差作為曲線橋的重要特點之一,在受到公路平曲線影響時,如果墩臺是縱向布置的,橋梁的內梁和外梁長度不一,平曲線的半徑越大,內外梁的長度差值就會越小。解決此類問題首先需要根據實際公路的平曲線半徑來控制實際的梁長變化,除此之外,如果在不改變梁長的情況下,可以利用現澆連續段加長方法或者加大帽梁或者封錨端來改變梁長。由于預制梁的長度不一,所以相關人員在實際施工時應結合現實工程情況不斷地調整模板尺寸,對于梁進行編號處理。

  5.3結構體系

  由于多跨橋的墩高相差較大,需通過調整橋墩的線剛度來改善橋墩受力情況,從而使得橋墩尺寸規格各異,導致其施工過程相對復雜,同時影響了橋梁的整體美觀性。

  5.4設計上的其他思考

  (1)對于橋面平順性設計。在公路兩相鄰縱坡的交點處,其豎曲線設計如不平順,會加大機動車對路面的沖擊力動態增量。而在具有大縱坡的橋梁上,如縱坡變化點設置在橋梁跨中,機動車在行駛過程中對跨中的動載沖擊能量將會急劇增加,從而影響橋梁扭矩。所以,橋梁的縱坡變化點最好不要設置在橋梁跨中,而應設置在橋梁支點附近。通過采用柔性橋面鋪裝材料或加強型的橋面鋪裝材料,來減少機動車的行駛對橋面的產生沖擊動量,從而改善橋面出現不平順的情況。(2)對于機動車沖擊力及制動力等方面的設計。機動車在長、大縱坡的橋梁上行駛,由于曲線橋產生的離心力的作用,多梁式上部結構的外梁沖擊系數會大于內梁沖擊系數,從而對下部結構造成一定不平衡反力,使得橋梁動態能量急劇增加,長年累月將會給橋梁結構安全帶來隱患。因此,在進行長、大縱坡橋梁設計時,要特別注意增加計算機動車的沖擊力與制動力對橋梁結構產生的影響這一項目,且沖擊力的計算還需采取結構基頻的方法來分析確定結構的基本頻率。(3)對于支座設計。一般的高墩橋梁都可看做剛構體系,但在交接墩或矮墩上均需設置支座。而對于曲線橋的支座設計,除考慮其支座的反力差以外,還應分析橋梁因變形所引起的方向變位差異,使橋梁支座能滿足對不同方向變位的需求。

  6結束語

  綜上所述,山區公路橋梁的建設難度大,所需費用高,在進行設計工作的過程中,應當遵循因地制宜的原則,嚴格遵守相關規范的規定,根據工程的實際地形、地貌、水文條件等情況,合理確定公路橋梁的位置與上部結構型式,保證整體工程的安全性,為我國山區公路橋梁設計可持續性發展奠定良好的基礎。

  參考文獻:

  [1]丁磊.山區高速公路橋梁設計中的幾個問題[J].交通世界,2018(16):106-107.

  [2]曾愛.貴州山區高速公路橋梁設計[J].山西科技,2011,26(1):85-86.

  [3]趙海云.對山區高速公路橋梁下部設計的探討[J].交通世界(建養.機械),2010(Z1):229-230.

  [4]葉大偉.公路橋梁設計中的安全性及橋梁耐久性的分析[J].工程技術研究,2018(9):64-65.

  [5]馮福洋.橋梁設計的安全性與耐久性探討[J].科技經濟導刊,2018,26(14):49-50.

  作者:熊路 單位:湖南省郴州市城市規劃設計院


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