山区公路桥梁设计论文

2022-04-20

摘要:山区公路桥梁的抗震设计是公路桥梁建设中的重中之重,对我国公路桥梁事业的发展具有重要的影响。本文对山区公路桥梁的主要震害形式进行了分析,并以此为基础为山区公路桥梁的抗震设计与抗震加固措施提供针对性的建议,提高山区公路桥梁的抗震行为,使山区公路桥梁的发展更具持久性。下面是小编为大家整理的《山区公路桥梁设计论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

山区公路桥梁设计论文 篇1:

山区公路桥梁设计与质量控制的研究

【摘 要】对于山区的公路桥梁建设来说,其设计的质量决定着整个工程的顺利实施与安全运行。本文着重对山区公路桥梁设计进行分析。

【关键词】山区;桥梁设计;质量控制

引言

随着我国西部大开发战略的实施,山区、边区的经济得到快速发展,山区公路的大量修建,方便了山区交通的同时也提高了山区人们的生活水平。因此,要改善落后地区特别是山区的交通状况,需要从搞好桥梁设计与施工入手,多建设一大批高品质、高等级的山区公路,推动欠发达地区经济社会又好又快发展。

1、公路桥梁设计的基本原则和要求

公路桥梁设计的基本原则主要包含以下几个方面:①桥梁设计应满足技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理等要求,同时注重景观和环保。②方案选择及布设除考虑结构本身的合理性外,还应注重与周围景观的协调。③桥梁尽可能服从于整体设计,其平、纵面与公路线形相融合。④桥梁方案选择时,应充分考虑施工场地、施工工艺及工期,避免设计与施工脱节。⑤合理布孔和桥孔分联,充分考虑桥梁下部的刚度协调一致,达到最佳受力效果。

具体的公路桥梁设计应分为上部结构和下部结构两部分,在进行详细的设计前,桥型方案的选择还应考虑以下几个方面:①桥型方案宜综合考虑桥位处地形、地物、水文、地质、施工工艺、场地等因素,在满足功能的条件下,尽量选择受力明确、外形简捷的结构,实现标準化、系列化和工厂化,结合运输条件可选择分段集中预制或现场预制。②在无特殊要求时尽量采用经济跨径。③上跨高速公路的立交桥梁,宜重视景观设计,力求与周围景观相协调,保证视野开阔,诱导良好,行车舒适安全。④路线跨越河流、冲沟时,宜采用稍大的桥梁跨径;避免桥梁设在溶洞、采空区等不良地质地段。

2、公路桥梁上部及下部结构型式的设计原则

2.1上部结构设计。多跨式桥梁上部结构形式及跨径选取宜根据地形、地质、水文、桥墩高度,选取合适的桥梁方案进行比选。平面位于直线或者曲线半径较大的桥梁主要以装配式T梁或小箱梁为主,对不同跨径进行比选,以确定与墩高和基础对应的经济跨径和合理结构,使上下部比例协调、桥型美观大方,并充分考虑施工的便捷,在高度相差不大的前提下,相近桥梁尽量跨径一致。为保证桥梁整体协调性,一般桥梁结构建议按下述选取:原则上常规桥梁L=20至40m采用先简支后连续预应力混凝土T梁或者小箱梁,L=6至16m采用钢筋砼或预应力混凝土空心板梁。

在跨越公路、河流、山谷等受到地形限制时,还应该根据具体情况选取现浇、悬浇等结构,即现浇连续箱梁、悬浇T构、连续刚构、拱桥等。

2.2下部结构设计

对于公路桥梁下部而言,设计的基本原则应围绕桥台以及桥墩内容展开,设计桥台时需要考虑台后填土的高、台后路基是否设置挡墙,桥墩形式的选择根据桥梁高度、斜角角度、水文情况等综合因素,选定圆柱墩、实心薄壁墩及空心薄壁墩。

3、山区公路常规桥梁的设计分析

3.1桥梁整体方案的设计。

山区公路桥梁设计的首要问题是考虑路是否采用桥梁方案,亦或是路基方案。修筑山区公路桥梁是为了跨越河流、沟谷以及绕开某些特定的不良地质段而进行的工程。在山区一般而言,由于地形起伏而修筑的旱桥所占的比重较大。在这种情况下,设桥地段的填方路基高度限值的设定就成为关键问题,这是因为一方面这是整个桥梁工程的基础,另一方面,这也直接影响到桥梁工程的建设规模和投资。在实际设计中,设计人员应该结合路线方案与桥梁各部分的构造物来进行最后的方案设计。尤其在路基中心填方高度大于20m时,更需要参照具体情况而定。

3.2桥梁上部结构设计

3.2.1处理好跨径和墩高之间的关系。从美学角度出发,桥梁跨径与墩高之间的比值应在0.5~1.0之间,即桥梁跨径如果是30m,墩高最好在15~30m之间。将桥梁跨径与墩高之间最佳比值固定在0.5~1.0间,原因在于这样的设计比较经济实用,既不影响桥梁外形的美观度,也能达到控制投资成本的效果。但山区公路地形变化频繁,不易根据墩高来决定跨径,应根据公路地形的变化情况选择一种跨径。但是,如果地形起伏变化非常频繁,也可以选择组合跨径。通常一个公路桥梁工程不止有一种跨径方案,这种情况下,要经过多方面对比分析,选择造价低、质量有保障、施工方便的方案。

3.2.2合理设置弯梁桥的横坡。

在桥梁建设中,为了尽可能的满足行车的舒适度要求,在设计桥梁结构横断面时,适当的提高桥面外弧侧,确保其能够向内弧侧进行倾斜。而通常在设置横坡时能够采用的方法有下述两种:第一种方法是将横断面上的每一根梁肋都设置成不等高的,第二种则是将横梁断面设置成等高的,确保其能够向内弧侧进行倾斜,而在采用第二方法时还需要将墩的盖梁也设置成倾斜的,同时在梁底设置楔形垫块确保支座的受力平衡。

3.2.3处理好上部结构与平面线形之间的关系。

若不能处理好上部结构与平面线形之间的关系,可能导致出现曲线桥。曲线桥一般表现为内外弧差和中矢高。在布置墩台径向时,内外桥梁因受到曲率半径的影响会出现梁长不等的情况,半径越小,内外梁长度差越大。为了有效解决这一问题,必须处理好上部结构与平面线形之间的关系。针对内外弧差这一问题,需改变预制梁长、加大封锚端或加长现浇连续段的方式以适应平面半径的变化。如果半径比较小,可以采用梁中线长度等于标准跨径布置。针对中矢高这一问题,如果中矢高在10cm以内,一般可通过调整护墙内缘的方式适应平面线形。在中矢高超过10cm时,不易调整护墙,以免影响桥梁整体外形的美观度和消弱护墙功能。最好的解决方式就是按照实际曲线情况预制梁悬臂,以此来适应平面线形。不管采用哪种加长梁长的方式,都需注意端横梁及中横梁都应在同一直线上,且梁端支座中心尽量设置在端横梁中心线下。

3.3桥墩的设计。

桥墩的选择要结合山区地区的地质条件、桥梁的跨径、墩高进行综合考虑。山区桥墩的常见形式有柱式墩、薄壁墩、空心墩等,在实际设计中对于桥墩的设计要点主要有以下几个方面:

(1)当桥墩的墩高<30m时,一般采用双柱或三柱圆柱墩,30m≤墩高≤50m时,建议采用实心薄壁墩,墩高>50m时,建议采用空心薄壁墩。而在墩高大于7m的双柱式或三柱式桥墩处则应设置系梁,设置的间距为每7m设置一道,桩顶设置地系梁。(2)墩柱直径的型号最好是一种或者两种,如果过多则容易造成施工的困难,也不利于节约工程造价。(3)在桥墩超过30m时,一般采用墩梁固结。(4)桩基嵌入的深度宜在基岩的3倍桩径处,在左右横坡较大的地方要加长桩长,但是应注意左右桩的长度不宜相差太大。在横坡较陡、高差较大的地方,需增加桩长。当出现覆盖层较厚且偏压严重时,宜在桩位的上坡方向设置抗滑桩来抵抗偏压。

3.4桥台设计。

橋台山区公路桥梁的桥台主要采用肋板台、桩柱式台和重力U型台,其中重力U型台最为常见,《墩台与基础》规定,重力U型台的填土范围应在4~10m,因而重力U型台的高度应控制在10m内。为了适应山区地形地貌、减小开挖量,重力U型台的设计应充分结合地质条件和地形特征进行分台和错台。由于桩柱式台的抗推刚度比较小,因而不适用于台后填土较高、联长较长的情况,一般来说桩柱式桥台适用于台后高度5m以下,联长150m以内的情况。另外,埋置式肋板台的适用范围相对较广,但台后填土高度也不应超过12m。除此之外,山区公路桥梁往往要克服陡峭的地形,此时桥台施工中不能设置锥坡,这使桩柱式台和肋板台的施工收到严重限制。因而恶劣的地质情况下常采用重力U型台。

3.5基础。

桩基础是山区公路桥梁最常用的基础,除此之外,扩大基础也是比较常见的方式。在地形地质条件比较好的情况下,适宜采用扩大基础,桩基础适用于地质情况比较恶劣的情况。地质条件非常恶劣,则可采用摩擦桩。如果桥梁架构在斜坡上,无论采用扩大基础还是桩基础,在设计时都应考虑基础扩散角和覆盖层厚度,以及在施工过程中可能出现的问题。桩基础的施工方法多为挖孔桩和钻孔桩。尽管挖孔桩造价比较低,但是由于其不适用于地下水位比较高、易形成塌孔的地质条件,为此,是否选择挖孔桩应根据实际情况来决定。

4、山区公路常规桥梁设计的其他注意事项

在掌握了以上设计的原则和要点外,还有一些情况需要加以注意。当桥跨区部分的地面占据了上部板梁位置时,地面至梁板底面至少50cm的区域要加以清空,而且要对清空位置进行边坡防护工作。如果要在道路的中央分隔带设置桥墩,那么在设计中应该考虑增加桥墩的防撞设计同时提高桥墩的刚度。在允许的情况下,桥墩最好不设计为独柱墩,独柱墩虽然也有其自身的优势和多种适用性,但是也容易发生偏载和倾覆。如果现实条件决定了一定要采用独柱墩的设计时,则应采取相应措施防止偏压和倾覆。

结束语

与平原地区的公路桥梁相比,山区公路桥梁设计有着一定的特殊性。为了保证山区公路桥梁设计方案的合理性和安全性,相关人员应针对山区地形地质条件探索出最佳的设计方案。设计时,除了要求设计人员有着专业的、高超的业务能力,更要求对山区公路桥梁工程有着深入的认识,只有这样才能根据经验有效应对设计中遇到的各种问题,创造出优秀的设计方案。

参考文献:

[1]王永超.山区公路桥梁特征及其设计对策探讨[J].黑龙江交通科技,2013,02:127.

[2]李雪梅.浅谈山区公路桥梁设计[J].林业建设,2008,06:48-50.

[3]赵君黎,冯苠,刘晓娣,李雪,翟慧娜.中国大跨径公路桥梁设计规范关键问题探讨[J].公路,2009,05:47-52.

[4]李建强.山区公路桥梁的总体设计[J].交通世界(建养.机械),2010,Z1:214-215.

作者:阮立冬

山区公路桥梁设计论文 篇2:

山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究

摘要:山区公路桥梁的抗震设计是公路桥梁建设中的重中之重,对我国公路桥梁事业的发展具有重要的影响。本文对山区公路桥梁的主要震害形式进行了分析,并以此为基础为山区公路桥梁的抗震设计与抗震加固措施提供针对性的建议,提高山区公路桥梁的抗震行为,使山区公路桥梁的发展更具持久性。

关键词:山区公路桥梁;抗震设计;抗震加固

一、山区公路桥梁的主要震害形式

(一)山区公路桥梁上部结构的损害

山区公路桥梁上部结构的损害主要是指在地震中梁和支座的损害。在山区公路桥梁的设计中,公路桥梁具有较大的坡度,梁板是设计的关键要素,桥梁的上部结构主要采用T梁、小箱梁等,使用结构与桥面连续两种桥跨形式。一旦发生地震,山区公路桥面的断裂和坍塌以及墩柱和支座的损害,通常是由于梁板在地震中遭受到严重的破坏所导致的。山区公路桥梁梁板的破坏主要包括两种形式,即梁板结构损坏和位移损坏。梁板自身结构的损害是指在地震中,梁板内部构件发生碰撞导致的损坏,通常发生在支座或者桥台。位移损坏是指在地震的巨大的破坏下,梁板发生横向、纵向以及扭转位移的现象,多发生在山区公路桥梁的两端。梁板位移过大,超出了桥梁墩柱以外的范围,就会导致落梁和桥梁崩塌的现象。

支座是桥梁结构的传力构件,连接了桥梁的梁板与底部的墩柱,在地震产生极大位移的情况下,导致支座的承重压力剧增,进而发生支座的变形和损坏。影响支座在地震中效果的主要因素是根据山区公路桥梁设计的实际环境以及需要的防震等级选择合适的支座,避免支座在地震中因为剪力作用而发生损坏。

(二)山区公路桥梁下部结构的损害

山区公路桥梁下部结构的损害主要包括桥梁墩柱和桥台的损害。山区地势复杂,地形地貌具有很大的特殊性,导致山区公路桥梁在下部结构的设计中,通常将桥墩和桥台设置在较高的位置上,容易出现盖梁、节点以及桥台破坏。在实际中,桥梁墩柱不仅要作为桥梁上部结构与基础之间传力的重要纽带,同时要承受来自水平方向的巨大的侧向剪切应力。在地震中,桥梁的上部结构容易发生位移损害,导致桥梁墩柱发生剪切变形,同时,在地震的巨大压力下,桥梁的墩柱极易发生受力不均产生剪切破坏,导致整个桥梁结构的崩塌。同时,桥梁墩柱在地震中也易发生弯曲失效,体现在桥梁材料的钢筋弯曲以及混凝土开裂等现象。

(三)山区公路桥梁的基础损坏

山区公路桥梁的建设对地基以及基础具有较高的要求,其基础损坏主要取决于桥梁基础所在的土层质量。山区土层质量较差,存在大量不良地质以及砂土液化的情况,严重影响桥梁基础的抗震能力,在地震的巨大压力下,容易发生地基下沉和移动,导致桥面变形和坍塌。

二、山区公路桥梁的抗震设计方案

(一)山区公路桥梁的选址以及桥型设计

我国山区大多分布在西南以及西北地区,地质环境极为复杂,且极易发生地震,所以公路桥梁的选址设计至关重要,尽量延长山区公路桥梁的使用寿命以及保证山区公路桥梁建设的经济性以及安全性。在进行山区公路桥梁选址前,应该对桥梁建设地的地质状况进行详细的勘测,明确软弱地层和地震带的所在地,尽量选择在具有坚硬基岩的地质坚硬地区进行建设,同时要注意这些地区山体滑坡、泥石流等灾害发生的频率,将建设地选在灾害低频地区。如果山区公路桥梁的建设地不能避开软土和地震带,在建设过程中要尽量做好桥梁建设的地基以及边坡处理,避免各项次生灾害对山区公路桥梁的影响。

山区公路桥型的选择是影响桥梁抗震效果的重要因素,要综合考虑山区的地质环境以及施工条件,选择具有稳定结构、抗震效果较好的桥型。尽量选择新型钢桁架结构,减少大跨径钢混桥梁的设计,使其具有更好的防震减震性能。

(二)山区公路桥梁的上部结构设计

山区公路桥上部结构的损害主要指梁和支座的损坏,所以在山区公路桥梁的上部结构设计中,要着重关注梁和支座。山区公路桥梁的地震损坏主要涵盖梁内部结构的损害和位移损害。针对地震发生中,桥梁内部由于碰撞发生的内部损害,强化桥梁的端部设计,并进行延性设计,理解不同的桥梁结构以及性能,针对性地明确延性设计标准,使桥梁在地震中具有更强的结构保护功能。就地震中桥梁位移损害而言,应从桥梁设计结构的整体性出发,避免桥梁连接位置在地震中断开,尽量采取曲线梁桥结构,选择重量较轻的材料减轻桥梁的自重,同时选取具有更强抗弯性的箱梁结构。

支座在减隔震中具有重要的作用,若支座具有很强的抗震能力,在地震中阻隔地震对桥梁上部结构的压力,在很大程度上可以降低山区公路桥梁的震害。所以,山区公路桥梁建设支座尽量选择减震支座,降低桥梁下部结构的震动。在支座设计中,首先要明确桥梁建设的地位以及建设地的防震等级,选择相应的减隔震支座;其次,建立限位耗能装置,尽量限制梁体在地震中的变形问题;最后,应针对山区公路桥梁的落梁问题建立专门的防落梁装置。

(三)山区公路桥梁的下部结构设计

山区公路桥梁下部结构设计中,桥梁墩柱的设计是防震的关键。高墩和矮墩的选择对地震的响应不同,容易导致上部结构发生损坏。所以在桥梁墩柱的选择上,尽量避免同时使用高墩和矮墩。双圆柱式桥墩在矮墩中具有良好的抗震能力,T型墩、空心薄壁墩等则在高墩中具有较强的抗震效果。同时,在山区公路桥梁墩柱的选择上,要注重墩柱的抗弯性以及抗扭曲性,并采用延性设计方法,从整体上对山区公路桥梁的下部结构进行保障。

三、山区公路桥梁的抗震加固措施

(一)山区公路桥梁的上部结构的加固措施

针对山区上部结构中梁的加固方法主要可以采取混凝土外包加固法。采取锚固钢筋或者增设钢筋网等方法,扩大桥梁的混凝土面积,在整体上增强桥梁的抗震效果。针对山区公路桥梁中承载力薄弱或产生裂缝的地方,可以利用高强度的钢板进行加固,将原有的碳化混凝土进行清理,采取机械打磨,提升钢板的粘合效果,充分考虑钢板的受力方向,并用专门的夹具进行紧固,增强桥梁的抗震效果。

针对山区桥梁上层结构中支座的加固而言,首先在设计中就要选择具有极强减震功能的支座,并设置具体的梁体限位消能装置,通过设置挡块、橡胶支座等方法,限制梁体的位移,从而避免落梁现象的发生,提高支座的抗震能力。

(二)山区公路桥梁的下部结构的加固措施

山区公路桥梁的下部结构的加固主要是指墩柱的加固。在墩柱加固方法的选择上,提高墩柱结构的延性是重要的举措,同时采用结构加固法进行加固。针对墩柱钢筋混凝土薄弱的地方,运用型钢与斜杆进行稳固,从整体上改变墩柱受力状况,增强墩柱的使用性能。

四、结论

山区公路的建设要充分考虑山区的地理环境与地震发生频率,在进行山区公路桥梁的抗震设计与加固措施中,要对桥梁建设的地理位置进行细致的勘测,选择适合的桥型,对桥梁的梁板、支座以及墩柱等结构进行科学的设计,从整体上提高山区公路桥梁的抗震性,实现山区公路桥梁的持续发展。

参考文献:

[1]李波.山区公路桥梁抗震设计与抗震加固方法[J].交通世界,2019(35):144-146.

[2]何瑞玺.山区高墩桥梁的抗震设计要点与构造措施分析[J].工程技术研究,2018(10):145-146.

[3]王佩祥.山区公路桥梁抗震设计与抗震加固措施[J].農家参谋,2019(04):227.

作者:陈雪明

山区公路桥梁设计论文 篇3:

山区公路桥梁设计与质量控制的研究

摘 要:随着我国交通业的迅速发展,公路覆盖面逐步扩大,城市与山区之间的联系交往也越来越方便。国家为了扶持山区的经济发展,大量兴建山区公路,但是其特殊的地理环境给公路施工带来一定难度。本文以湖南武陵山片区山区地理特征为基础,结合笔者多年公路桥梁设计实践经验,对山区公路桥梁建设的方法和安全性进行探讨。

关键词:山区公路;桥梁设计;质量控制的研究

随着我国西部大开发战略的实施,山区、边区的经济得到快速发展,山区公路的大量修建,方便了山区交通的同时也提高了山区人们的生活水平。但是山区地形特殊,公路修建难度大,尤其是与普通公路相比,山区公路桥梁隧道所占比例大,有些山区公路桥梁隧道比例甚至占到了总里程的七成以上。因此,要改善落后地区特别是山区的交通状况,需要从搞好桥梁设计与施工入手,多建设一大批高品质、高等级的山区公路,推动欠发达地区经济社会又好又快发展。

1 桥梁主要类型

保证道路顺利跨越天然或者人工障碍物是修建桥梁的主要目的和用途。桥梁的基础由五部分组成,分别是桥跨、支座系统、桥墩、桥台和墩台,另外还有五个小部件则是桥面铺装、防排水系统、栏杆、伸缩缝和灯光等五个。桥梁一般分为小、中、大、特大桥,是按照其跨径和多跨总长来分,按照桥梁结构也可以分为梁式、拱式、钢架桥、索缆承重桥四种基本体系,还有组合体系桥。其多跨总长(L)和单跨总长(L0)与桥梁分类关系如下表:

2 桥梁上部结构设计

2.1 一般设计原则

山区桥梁的设计有固定标准,跨径也有固定规格,一般有16m,20m,25m,30m,35m,40m,50m几种。其横断面主要有三种形式,分别是空心板、T梁和小箱梁,各有其优势和缺点。当桥梁跨径小于30m时,多采用小箱梁。因为箱梁较之于空心板不仅横向整体性好,而且跨越能力强,使得行车很舒适,也能有效减少后期养护费用。同时,和T梁相比,由于其上部材料工程数量少,有效减低了工程造价。所以,跨径在20m到35m之间的桥梁,小箱梁应用最多。当桥梁跨径达到40m,50m时,宜采用T梁,因为在吊装质量上T梁要比小箱梁小。但是当T梁的跨径达到50m时,由于其内外梁差过大,跨中矢高过大等问题的出现,一般不再被选用。T梁之间的连接方式主要有两种,分别是铰接和刚接。只传递剪力是铰接的一个显著特点,车辆荷载等在铰接缝处的弯矩由现浇桥面板承受。这时为了尽量防止铰接处纵向裂缝的出现,一般采用加厚现浇桥面板的方法,这就增加了桥梁的恒重,不利于桥梁长久使用,因此一般采用刚接的方法。当连续梁超过50m时,在具备一定水平施工条件时,就应该采用现浇箱梁,以最大化提升桥梁整体抗震性能,并满足其路线平纵变化。

2.2 处理好桥梁上部设计中的两个关系

桥梁跨径和墩高的关系,一般的,桥梁卡跨径和墩高比例在黄金比例(0.618)和1之间。但是,由于山区地质复杂,地形起伏很大,通常应根据需要选择一种恒定跨径,而不是根据墩高的改变而改变跨径。但是当墩高变化很大时,可以采用组合跨径,一般跨径组合有20m与30m、30m与40m两种。具体选择方案还要综合考虑桥址周围环境和经济成本等因素。

桥梁上部板或梁和平面曲线半径之间的关系。墩台布置时,其内外梁长不等,差值的大小受曲率半径影响,半径越大,梁长差越小。针对此问题,目前成熟的解决方法有以下两种,分别是:①变化梁长,其依据是平面半径的变化;②通过加大帽梁和封锚端的处理使得梁长不变两种方法各有优劣,是实际施工中要结合具体要求选取。而中矢高方面,中矢高在10cm以下时,为使其适应平面线性,可调整护墙內缘;当中矢高在10cm以上时,为保证现浇面板以及护墙适应平面线性,可以使预制梁按实际曲线预支,或在预制T梁边梁时多预支一段。第二种办法较之于第一种,经济成本有所增加,但综合考虑,仍是较优选择。

3 桥梁下部结构设计

3.1 矮墩设计

桥墩设计在其高度小于30m时,一般采用Y型薄壁墩或者柱式墩,其中因为柱式墩外观质量容易控制,所以比较常用。柱式墩主要有圆柱式和方柱式,与地基衔接都很方便。单从柱体受力上分析,截面积相等的情况下,方柱不仅受力优于圆柱,而且其抗弯刚度也比圆柱要大。当桥梁体系是连续钢结构时,方柱比圆柱更容易通过调整两个方向上的尺寸来控制其刚度。但是方柱墩柱与墩基的连接必须借助于桩帽才能完成是其一个大缺点,这样做不仅加大了工程量,还易造成边坡不稳。在桥梁设计时,要根据具体情况,结合施工地地理特征,综合考虑合理选择是使用方柱还是圆柱。

3.2 高墩设计

桥墩一联高于30m而又低于40m时,要做成等截面空心薄壁墩。桥墩最高墩不低于30m而低于40m时,桥墩应采用变截面薄壁空心墩,其顺桥向坡比以45:1最佳。当桥墩墩高超过50m时,空心薄壁墩的断面尺寸应该加大。在具体设计施工时,桥墩的布置应结合桥址范围内地形特点,并综合考虑当地地质状况和地上建筑物等因素的影响,选择出最适合的施工方案。另外,在一些特殊的河道桥梁设计时,要因地制宜。比如一些河道不明显的河流,斜桥会有一两个桥墩处于主槽中,因局部冲刷的增大会严重阻水,此时就要考虑选用独柱正桥布孔。

3.3 桥台设计

目前重力式U型台、助板台、桩柱式台在我国山区公路桥梁中应用最广。其中又以重力式U型台最常使用。因为根据《墩台与基础》中规定,U型台的填土范围在4m到10m之间,所以U型台高度不宜超过10m。由于桥台起到衔接路桥的作用,在桥梁总体设计时应考虑以下几方面问题对桥台的影响:山区或者河谷的横坡在比较陡峭的情况下,上部结构的长短严重影响桥台的高度。为了减少桥梁工程的质量隐患,设计时应即使加长桥长也要尽可能降低桥台高度。另外,当桥台处于一些特殊地段,如山坡横向破很陡的地方,应该用U型桥台,其台阶设置应根据基础内外侧的高差进行。由于台阶施工技术的需要,低一级的级坑开挖面中有高一级的基底,但该部分的基地土不是原状土,设计时为了防止台身的剪切破坏和竖向开裂,要采用填碎石或者石混凝土处理。

4 加强桥梁设计中的安全性和耐久性

4.1 应重视结构的耐久性问题

化学物质(如酸雨)的侵蚀、风雨、荷载、车辆等的影响都是桥梁使用寿命降低的原因。

因此,桥梁在使用过程中,损伤和劣化很难避免。上世纪八十年代以来,我国在大跨桥领域大量施工,建造了很多斜拉桥,虽很少有严重损伤的,但老化问题已经相当严重。有很多拉索桥的拉索耐久性不足,不得不更换,不仅耗费人力物力,还限制了经济的发展。所以桥梁的耐久性不足,很大程度上影响了桥梁建设技术的发展。

4.2 重视对疲劳损伤的研究

由于车辆荷载和风荷载等都是动荷载,其产生的循环变化的应力对桥梁损伤很严重,不仅使桥梁结构振动,还会使桥梁积累结劳损伤。同时,由于桥体所用材料并不具有均匀性和连续性,导致其结构上存在缺陷。尤其是在动荷载时,这些缺陷会形成桥梁损伤,严重时还能造成桥梁宏观裂纹的出现。一旦裂纹出现,很难得到有效控制,材料、结构会因之形成脆性断裂,给桥梁带来毁灭性灾难,所以一定要做好对桥梁早期疲劳的预防工作,防止其安全事故的发生。

4.3 对桥梁超载问题进行严格监管

桥梁超载严重降低了桥梁的使用寿命,我国桥梁超载现状不容乐观。桥梁的超载使用原因总结起来不外乎以下几种:①桥体建造年限过久,超龄运营;②桥梁实际承载车流量超过设计承载车流量;③经过桥体的车辆超载。前两种超载的形成主要是因为设计荷载不足和交通量的增加超过预期,很难进行控制,最后一种超载是因为车辆的违规驾驶,在我国运输业较为普遍。由于超载会加大桥梁应力幅度,使其损伤加快,严重的还有可能破坏桥梁结构。所以要延长桥梁使用寿命,增加桥梁使用安全性,就要建立健全相应制度,对桥梁超载问题进行严格监管。

5 总 结

山区公路设计复杂,应多角度考虑,结合施工地地理条件,灵活运用各项施工技术,以确保线性均衡性和连续性,并且尽量做到与当地自然环境的协调。除了加强对施工人员的监管外,施工单位要从桥梁设计理念、结构构造等方面出发,结合已有设计经验,综合考虑疲劳和超驾对桥梁结构的影响,建设处高质量的山区公路桥梁。

参考文献

[1]余炜,金敏,王晰磊.山区公路桥梁设计与实现[J].科技风,2010,08:207.

[2]曹宽.浅析山区公路路线设计与质量控制[J].黑龙江交通科技,2013,02:1~2.

[3]杨清伟.山区公路桥梁勘察与设计[J].黑龙江交通科技,2013,05:140.

作者:柳文正 王有根

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