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        高速公路常規(guī)結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計探析

        2012-12-28 12:26:25羅帥高濤
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2012年18期
        關(guān)鍵詞:箱梁橋梁混凝土

        羅帥 高濤

        (商洛市交通設(shè)計院,陜西 商洛 726000)

        1 橋梁設(shè)計的一般原則

        高速公路的橋梁在設(shè)計方面要具備先進的水平,應(yīng)當(dāng)具備安全穩(wěn)定,堅固實用,花費合理的需要,并且要顧慮環(huán)保需要,在材料的選擇上,要盡量選擇方便使用而距離近的材料,對于橋涵的跨徑較為標(biāo)準(zhǔn)的,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇裝配式構(gòu)造,有助于配合工廠大規(guī)模操作;下方的構(gòu)造力求簡單,對于橋涵來講,除了與相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)則相配合,還要對工程本身的構(gòu)造需要,材料的質(zhì)地,穩(wěn)定性,耐久性,都要考慮進去,而對于特殊的工作需要,都要通過新的技術(shù)手段來完成。因此,工藝條件不斷完善跟發(fā)展。

        2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

        橋梁上部結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土板、預(yù)制先張預(yù)應(yīng)力混凝土空心板(寬幅空心板,標(biāo)準(zhǔn)底板寬1.5m)、后張預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁、后張預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式箱梁,現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁(板)、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁(板)等結(jié)構(gòu)。

        主線和立交匝道上3孔以上且橋長大于40m的大中橋,當(dāng)采用T梁或小箱梁結(jié)構(gòu)時,應(yīng)考慮采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的上部結(jié)構(gòu)。

        當(dāng)采用預(yù)制先張預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的上部結(jié)構(gòu)時,橋面連續(xù)是很好的方法。通??招陌宓陌逡韺挾茸畲笾当仨毜陀?5cm,如果橋梁的寬度變大,而板翼需要與之配合,即可考慮超過75cm,不過配筋數(shù)要增多,尤其在板翼連接處以及外側(cè)箍筋處,相應(yīng)的,橋梁寬度值變大也會導(dǎo)致板增多,選擇從外到里的方式布置板塊,以外側(cè)為對齊標(biāo)準(zhǔn),必須使用加寬空心板,要約束板子的寬度差在20cm以內(nèi),橋梁寬度的變化最好不以變動鉸縫寬的形式變動。采用連續(xù)梁時,梁高:等截面連續(xù)箱梁L/15~L/25;變截面連續(xù)箱梁為中墩支點L/15~L/25,跨中或邊支點L/25~L/40;同時考慮箱梁內(nèi)模板的構(gòu)造要求,連續(xù)箱梁的最小梁高不低于1.3m。邊中跨跨徑比:等截面連續(xù)箱梁取用0.7~1.0;變截面連續(xù)箱梁取用0.6~0.8。連續(xù)箱梁翼緣懸臂長度一般不宜大于3m,其中超過2.5m時應(yīng)設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋;懸臂翼緣板尺寸通常不小于3m的,要根據(jù)有限元的方法來分析板的力的分布狀況,特別考慮板子下緣處的各種配筋比例,箱梁翼緣懸臂端的厚度不應(yīng)小于140mm,一般情況下采用180mm。箱梁翼緣懸臂根部厚度可取1/5~1/7的懸臂長度。連續(xù)箱梁頂、底板厚度:這兩項的厚度和板跨徑的比例應(yīng)超過1:30,總厚度值需要大于200mm,另外,在尺寸的設(shè)計上,要考慮到符合眾多一般鋼筋以及預(yù)應(yīng)力鋼筋及其保護層得到規(guī)定,在通過計算,沒有鋼束作為材料的情況下,需要低于25cm。箱梁邊支點橫梁厚度一般取0.8~1.2m,中支點橫梁的厚度需根據(jù)是否獨柱墩單支座、支座的具體位置計算確定,應(yīng)不小于1.2m,并應(yīng)滿足相應(yīng)構(gòu)造要求。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁箱梁端橫隔梁的端部20cm范圍內(nèi)的橫梁鋼筋主筋直徑不得超過16mm,以避免與錨槽開口沖突。當(dāng)橫梁的跨高比不大于5.0時,應(yīng)按照深受彎構(gòu)件進行計算,有條件時應(yīng)優(yōu)先參照美國AASHTO規(guī)范,采用撐桿系桿模型計算,不得設(shè)置斜筋。

        小橋通道上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆實心板。橫橋向板端設(shè)翼緣,翼緣長度按設(shè)置擋塊后臺帽不伸出路基寬度控制。6m跨徑板高0.45m,8m跨徑板高0.55m。小橋通道如果橋臺高度超過6米,可設(shè)計成暗橋,暗橋上部采用C30混凝土現(xiàn)澆板。

        3 下部結(jié)構(gòu)

        3.1 橋墩

        對于普通結(jié)構(gòu)的橋梁一般宜采用柱式墩身上置蓋梁的框架式體系。橋梁斜交角度≤20度時,采用雙柱式橋墩;角度≥20度時,采用3柱式橋墩。在考慮橋梁外觀設(shè)計方面,不使用蓋梁應(yīng)用于橋墩,是考慮使橋體本身較為大氣,外觀協(xié)調(diào)。

        標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁的柱式墩身、樁基礎(chǔ)橋墩尺寸擬定如下:

        3.2 橋臺

        橋臺一般采用重力式U型臺、肋板臺、樁柱式臺。其中以重力式U臺最常用,根據(jù)《墩臺與基礎(chǔ)》規(guī)定,U臺適應(yīng)的填土范圍為4-10m,所以U臺的高度最好以10m控制。山區(qū)橋梁U臺一個顯著特征就是橫向,縱向橫坡陡,為了適應(yīng)地形,減小開挖,節(jié)約圬工方量,U臺設(shè)計時必須根據(jù)地形合理分臺階。因為樁柱形式的橋臺本身具有的剛度不大,不耐推,如果聯(lián)長數(shù)值大,而高度值偏大時,最好不做選擇,通常臺后填土達到5m足夠,不可過高,而聯(lián)長需要少于150m,相對說來埋置式有更寬的應(yīng)用范圍,不過也不應(yīng)過高,最好小于12m。

        3.3 基礎(chǔ)

        墩臺位置如果在平原地區(qū),或者坡度不大的地方,要根據(jù)實際地質(zhì)來確定是否使用樁基,一般樁基是最好的手段,在起伏較大的山區(qū),地面不夠平坦,坡度較大的橋墩的地方,要選擇樁基,適當(dāng)選擇樁柱式以及挖孔樁和肋板相配合的方式,使挖掘面積減少,不過對水平方向坡度不夠,而縱坡明顯的橋梁來說,重力式的橋墩有更好的效果,想在斜坡上進行基礎(chǔ)的增大需要注意上層覆蓋程度與應(yīng)力擴散角的關(guān)聯(lián)影響,樁基礎(chǔ)大都選擇柱狀以及嵌巖樁,若地質(zhì)水平不夠優(yōu)越,可選擇摩擦樁,樁基礎(chǔ)無論怎樣受力,通常都是以鉆孔樁以及挖孔樁的形式成型。

        挖孔樁成本不是很高,不過實際是否可以利用挖孔樁,還要根據(jù)具體地質(zhì)條件來看,如果樁長過關(guān),而遭遇軟地,流沙地面的幾率較大,則很容易局部塌陷,如果地下水的高度較大,內(nèi)部有可燃?xì)怏w或有害氣體,也最好不用挖孔樁。

        結(jié)語

        我國建設(shè)速度突飛猛進,尤其在擴大內(nèi)部需求,提升經(jīng)濟效益方面,我國建設(shè)了更多的高速公路,而橋梁構(gòu)造是建設(shè)工作中花銷很大的一個部分,一些處于山地的部分,橋梁占比例的1/2左右。因此,要完成一條公路的設(shè)計,對橋梁部分的處理是絕不能忽視的。

        [1]匡峰.淺析高速公路橋梁設(shè)計要點,2012-01-01.

        [2]黃勁.高速公路常規(guī)橋梁設(shè)計方案探討,2010-08-20.

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