胡玲玲

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

1 項目概況

玉山古溪河流域平均海拔高，流域集水面積大，干流沿途匯集多條發(fā)源于較高山區(qū)的河流，液態(tài)降水區(qū)范圍大。玉山古溪河的暴雨洪水既能獨立發(fā)生，亦常與消融洪水相遭遇，形成混合型洪水。玉山古溪河雨區(qū)范圍廣，局部地段降雨易引發(fā)暴雨洪水。單純的暴雨洪水往往陡漲陡落，洪量較小。但當(dāng)暴雨洪水與消融洪水遭遇，特別是在消融洪水初期發(fā)生遭遇，極易形成較高洪峰，玉山古溪河的暴雨洪水是形成該河大洪水的重要原因。根據(jù)水文計算：K162＋678.00大橋橋位處匯水面積為3 464km2；計算橋孔凈長Lj＝227.2m。擬在K162＋678.00處設(shè)置8—30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋，交角為70°。

在布設(shè)孔徑及位置時主要依據(jù)水文計算、經(jīng)濟、國防、運營、施工和養(yǎng)護、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求及現(xiàn)有老路橋涵的使用狀況，經(jīng)綜合分析，選取最佳方案。本次橋涵設(shè)計在遵循總原則的基礎(chǔ)上重點突出了安全、適用、保護環(huán)境、保護耕地、施工簡便、養(yǎng)護方便的理念。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)合理、施工條件成熟、經(jīng)濟、美觀的常規(guī)結(jié)構(gòu)，力求標準化、裝配化、工廠化生產(chǎn)，以方便施工、縮短工期、降低造價。

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用8—30m裝配式后張預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；橋梁下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋臺、柱式橋墩、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁設(shè)計基準期為100年，設(shè)計安全等級為二級，小橋、涵洞荷載等級采用公路—Ⅱ級。大、中橋按1／100洪水頻率設(shè)計，小橋、涵洞按1／50洪水頻率設(shè)計；橋梁、涵洞均與路基同寬。地震動峰值加速度系數(shù)為0.10g～0.20g（相當(dāng)于基本地震烈度七度區(qū)）。

2 橋梁抗震設(shè)計

根據(jù)中華人民共和國國家標準《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2001），查得本項目烏什至阿合奇區(qū)域地震動峰值加速度為0.10g～0.15g。因此，本項目所有橋梁抗震設(shè)防類別按照B類考慮，即橋涵結(jié)構(gòu)物均需進行抗震設(shè)計。K103＋660～K174＋488.052段，地震動峰值加速度為0.10g，相當(dāng)于抗震設(shè)防烈度七度區(qū)，B類橋梁抗震設(shè)防措施按照七度區(qū)設(shè)防。

2.1 橋孔布設(shè)

在設(shè)計合理的范圍內(nèi)，采用中、小跨徑，以減少各個墩、臺承擔(dān)的水平地震力。根據(jù)結(jié)構(gòu)對稱、剛度均勻?qū)拐鹩欣脑瓌t，沿線大、中橋采用等跨徑布置，在布孔時盡量使一聯(lián)內(nèi)墩高相近，使上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水平地震力由各墩均勻承擔(dān)。

2.2 上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)空心板（梁）。在空心板預(yù)制安裝后，澆筑墩頂濕接頭混凝土，張拉負彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力束，完成體系轉(zhuǎn)換，使橋梁在運營階段屬于連續(xù)結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定性較好，順橋向梁與梁之間能夠相互約束位移，減少落梁震害。對于簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣應(yīng)有一定距離，其最小值大于等于“50cm＋梁的計算跨徑”；適當(dāng)加強橋臺胸墻，并在梁與梁之間和梁與橋臺胸墻之間加裝橡膠墊塊，利用橡膠的變形來緩沖橋梁上下部間順橋向及橫橋向的碰撞；對于非結(jié)構(gòu)連續(xù)的簡支梁（板），宜采用擋塊、螺栓連接等防止縱橫向落梁的措施。承重結(jié)構(gòu)在偶然狀況下（順橋向地震力作用）按承載力極限狀態(tài)設(shè)計，避免因上部結(jié)構(gòu)抗彎能力不足導(dǎo)致柱身形成塑性鉸。

2.3 下部結(jié)構(gòu)

在滿足結(jié)構(gòu)計算的前提下，適當(dāng)增加鋼筋混凝土矩形截面蓋梁尺寸，橫向在橋臺、橋墩蓋梁兩側(cè)設(shè)置抗震擋塊，防止順橋、橫橋向落梁。適當(dāng)提高墩柱（樁基）塑性鉸區(qū)的配筋率，避免因墩柱的抗彎延性不足，導(dǎo)致墩柱發(fā)生脆性破壞。對于樁柱式墩、臺或帶有承臺的樁基應(yīng)考慮箍筋加密，其范圍為：蓋梁以下2倍柱徑、承臺（樁頂）以上2倍柱徑，墩柱螺旋筋為φ10mm，螺距為8cm；樁基箍筋加密段為承臺（樁頂）以下至一般沖刷線及樁基最大彎矩以下3倍樁徑處，樁基螺旋筋為φ10mm，螺距為10cm。螺旋式箍筋的接頭必須采用焊接，矩形箍筋應(yīng)有135°彎鉤并深入混凝土核心之內(nèi)。高度大于7m的柱式橋墩應(yīng)設(shè)置橫系梁。橋臺宜采用整體性強的結(jié)構(gòu)型式。

2.4 減震措施

在梁體與墩臺之間的相對位移滿足規(guī)范要求時，采用柔性支承（減、隔震支座）延長結(jié)構(gòu)的自震周期，從而減小結(jié)構(gòu)因地震力引起的內(nèi)力反應(yīng)，增加結(jié)構(gòu)的阻尼或利用橋墩的延性消耗地震能量。

3 橋梁的耐久性設(shè)計

本項目位于阿克蘇、烏什和阿合奇境內(nèi)，設(shè)計基準期為100年，環(huán)境等級為Ⅱ類環(huán)境。為了使橋梁在預(yù)期作用和預(yù)定的維護條件下，能在規(guī)定期限內(nèi)維持其設(shè)計性能，根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62—2004）和《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》（JTG/T B07—1—2006）對橋梁進行耐久性設(shè)計。

3.1 上部結(jié)構(gòu)

根據(jù)區(qū)域內(nèi)的最大降雨量及蒸發(fā)量設(shè)置合理的縱、橫向排水坡度，橫向排水的泄水管位置、數(shù)量按徑流面積計算確定，泄水管間距控制在4～5m。邊板懸臂必須設(shè)置滴水槽，并嚴禁排水管道的出口靠近混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面。預(yù)應(yīng)力筋的錨固端應(yīng)有可靠的防銹措施，封端混凝土應(yīng)具有良好的抗裂性。

為防止橋面剛性防水層在車輛等活荷載作用下，頂板負彎矩區(qū)出現(xiàn)“V”形裂縫，水滲入后導(dǎo)致負彎矩區(qū)主鋼筋的銹蝕，橋面采用柔性防水層。預(yù)應(yīng)力混凝土上部構(gòu)件按A類或全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計，充分考慮預(yù)應(yīng)力局部效應(yīng)和彎道徑向力效應(yīng)以及混凝土收縮徐變和溫度效應(yīng)等組合因素的綜合作用，使結(jié)構(gòu)的總應(yīng)力水平處于A類或全預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，保證承重結(jié)構(gòu)不開裂。對于大中橋箱型結(jié)構(gòu)，在滿足力學(xué)計算的同時還應(yīng)考慮施工和耐久性要求，避免過分強調(diào)節(jié)省材料，減輕自重，過度追求截面的輕型化，對于構(gòu)造要求的指標不應(yīng)只取下限值而導(dǎo)致在成橋運營階段預(yù)應(yīng)力孔道附近開裂等病害發(fā)生。

3.2 下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)按《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》（JTG/T B07—1—2006）中的化學(xué)腐蝕環(huán)境分類進行設(shè)計。根據(jù)對沿線土質(zhì)及水質(zhì)的試驗分析，對照《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》（JTG/T B07—1—2006）中化學(xué)腐蝕環(huán)境分類及作用等級表，根據(jù)土壤硫酸根離子的含量，按路段對基礎(chǔ)采取相應(yīng)的防護措施。

可適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)混凝土標號，控制最大水灰比以及混凝土中最大氯離子、堿含量。對于鹽漬土路段，土壤、水對混凝土和鋼筋具有中、強腐蝕性的橋涵構(gòu)造物其下部結(jié)構(gòu)采用抗硫酸鹽水泥。按Ⅱ類環(huán)境類別適當(dāng)增加配筋基礎(chǔ)混凝土的保護層厚度。對埋入地面以下的構(gòu)造物，在其混凝土表面涂抹防腐瀝青層，以阻止和延緩氯離子侵蝕和混凝土碳化深入混凝土內(nèi)部，抵抗侵蝕環(huán)境的腐蝕。

4 結(jié)語

橋梁設(shè)計者應(yīng)充分認識橋梁結(jié)構(gòu)抗震性和耐久性不足的原因和后果，掌握橋梁結(jié)構(gòu)抗震性和耐久性設(shè)計的基本內(nèi)容，從而減少或避免橋梁因抗震性和耐久性不足而發(fā)生的破壞，以確保橋梁使用者的安全和提高橋梁的使用壽命。

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[2]喬東華，王磊.橋梁結(jié)構(gòu)抗震分析方法研究[J].山西科技，2007，（1）：31-33.

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