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        山區(qū)中小橋梁的設(shè)計(jì)方法分析

        2016-12-06 09:09:50
        黑龍江交通科技 2016年10期
        關(guān)鍵詞:跨徑設(shè)計(jì)者耐久性

        馮 斌

        (黔南州交通設(shè)計(jì)院,貴州都勻 558000)

        山區(qū)中小橋梁的設(shè)計(jì)方法分析

        馮 斌

        (黔南州交通設(shè)計(jì)院,貴州都勻 558000)

        針對(duì)山區(qū)中小橋梁,結(jié)合平塘縣龍坪橋?qū)嵗?,在?jiǎn)單介紹安全性、耐久性等山區(qū)橋梁基本設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上,就結(jié)構(gòu)類型選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu))入手,對(duì)山區(qū)中小橋梁設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了全面的分析。

        山區(qū)橋梁;設(shè)計(jì)原則;設(shè)計(jì)方法

        1 山區(qū)中小橋梁設(shè)計(jì)原則

        1.1安全性

        在對(duì)山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),安全是需要考慮的首要因素。山區(qū)地形情況復(fù)雜多變,設(shè)計(jì)者不能只關(guān)心橋梁載重方面的問(wèn)題,還要結(jié)合具體情況,比如地形坡度、溝壑深度等。此外還要考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn),了解降水量等基礎(chǔ)信息,然后將這些內(nèi)容進(jìn)行匯總,作為保障橋梁安全的依據(jù),為后續(xù)設(shè)計(jì)方法的選取提供參考和指導(dǎo)。

        1.2耐久性

        在排除自然災(zāi)害的條件下,中小橋梁使用年限為30年和50年,耐久性十分突出,這也是橋梁的特點(diǎn)之一?;诖?,設(shè)計(jì)者在開(kāi)展工作時(shí),不僅需要關(guān)注橋梁安全,還要盡最大努力提升其耐久性。在條件允許的情況下,可適當(dāng)增加鋼筋用量,以提高橋梁強(qiáng)度,并做好日常養(yǎng)護(hù),制定系統(tǒng)且合理的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃,進(jìn)而保證橋梁的耐久性。

        1.3經(jīng)濟(jì)性

        與城市相比,山區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較差,加上地形等因素的影響,使得山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)不得不考慮實(shí)際的財(cái)政收入,并要求將成本嚴(yán)格控制在一定限度內(nèi)。橋梁設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者需要充分考慮勞動(dòng)力、材料等情況,在遵循就地取材原則的基礎(chǔ)上,合理運(yùn)用資源,以確保山區(qū)橋梁經(jīng)濟(jì)性。

        1.4可養(yǎng)護(hù)性

        山區(qū)路況較為崎嶇,不僅會(huì)對(duì)工程施工造成影響,還會(huì)大幅增加橋梁后期養(yǎng)護(hù)的難度。因此,在橋梁設(shè)計(jì)階段必須考慮橋梁養(yǎng)護(hù)的便利性,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境,制定既方便施工,又便于養(yǎng)護(hù)的方案和線路,為橋梁養(yǎng)護(hù)工作的順利開(kāi)展提供有利條件。如今,有很多橋梁設(shè)計(jì)者為節(jié)約成本,都采用小跨徑的橋梁設(shè)計(jì)方法,雖然這種方法可以在一定程度上節(jié)約成本,施工也較為簡(jiǎn)單,但如果小跨徑不滿足實(shí)際需求或與地理環(huán)境不匹配,則會(huì)起到適得其反的效果,此時(shí)應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)跨徑等方法。

        2 山區(qū)中小橋梁設(shè)計(jì)方法

        2.1結(jié)構(gòu)類型

        在預(yù)制場(chǎng)地、運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)條件滿足實(shí)際需求時(shí),橋梁上部結(jié)構(gòu)可選用T梁或者是空心板。其中,空心板跨度通常在6~20 m范圍內(nèi),在地形相對(duì)平緩、矮墩的中小橋梁中較為常用;T梁跨度比空心板大很多,通常在20~50 m范圍內(nèi),主要是先簡(jiǎn)支后連續(xù)的基本形式。

        2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        由于會(huì)受到地形等因素影響,山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與普通橋梁存在較大的差距,山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)必須滿足相應(yīng)要求,確保設(shè)計(jì)的合理性與耐久性,以此有效防止失穩(wěn)等情況的發(fā)生。

        (1)橋梁上部結(jié)構(gòu)

        對(duì)于曲線橋梁而言,其梁體會(huì)產(chǎn)生彎扭耦合效應(yīng),同時(shí)具有一定變形趨勢(shì);大縱坡橋梁在受到汽車荷載情況下,梁體會(huì)出現(xiàn)向下滑移趨勢(shì),若橋梁上下部結(jié)構(gòu)之間設(shè)有支座,則變形與滑移趨勢(shì)會(huì)造成結(jié)構(gòu)錯(cuò)動(dòng),進(jìn)而導(dǎo)致梁體支座受力不均;而針對(duì)高墩橋,其墩柱的穩(wěn)定性與變形控制是設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。為有效解決上述實(shí)際問(wèn)題,山區(qū)橋梁的基本結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量采用剛構(gòu),以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,確保通行安全,還可起到減小后期養(yǎng)護(hù)難度與成本的作用。

        對(duì)于小跨徑橋梁,由于大多數(shù)施工單位缺乏相關(guān)設(shè)備與技術(shù)經(jīng)驗(yàn),所以橋梁上部結(jié)構(gòu)以現(xiàn)澆空心板形式為主,而跨徑在16m~20m范圍內(nèi)的中跨徑橋梁,多使用簡(jiǎn)支箱梁。對(duì)橋面懸臂長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,可良好適應(yīng)山區(qū)地形條件。該結(jié)構(gòu)在曲線中運(yùn)用時(shí),為方便施工,腹板依然可使用直線形,降低彎扭作用,有效彌補(bǔ)平衡受力方面的不足。此外,采取強(qiáng)化橫向聯(lián)系的方法,提升結(jié)構(gòu)性能。

        本橋梁采用箱梁為上部結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)澆鋼筋混凝土簡(jiǎn)支箱梁,具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

        表1 龍坪橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)

        (2)橋梁下部結(jié)構(gòu)

        橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需充分考慮地形及地質(zhì)等基本情況,跨徑、墩高以及墩型的選取需根據(jù)具體的選擇標(biāo)準(zhǔn),如表2所示。

        表2 橋梁跨徑、墩高以及墩型的選取標(biāo)準(zhǔn)

        由表2可知,如果橋梁高度未達(dá)到50 m,則該橋梁的下部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量使用雙柱式墩、十字墩或者是矩形墩,由于雙柱式墩施工簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,所以在實(shí)際情況中較為常用。在巖溶特殊地形發(fā)育,且樁基施工難度較大的地段,橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)縮減樁基數(shù)量,在滿足基礎(chǔ)荷載要求的前提下,可使用單樁。此外,如果橋墩處在河谷當(dāng)中,會(huì)受到滾石、水流沖刷等作用的影響時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮墩柱抗撞擊與抗沖刷能力,同樣可以使用單樁,但要采取相應(yīng)的措施提高其剛度。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了城市化水平的進(jìn)一步提高,使道路交通逐漸發(fā)達(dá),為了適應(yīng)接下來(lái)的發(fā)展要求,山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)至關(guān)重要。山區(qū)地質(zhì)條件十分復(fù)雜,交通不便,這為橋梁設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的麻煩和問(wèn)題。因此,橋梁設(shè)計(jì)者必須充分考慮山區(qū)特點(diǎn),結(jié)合具體需求,合理選取橋梁的結(jié)構(gòu)類型,優(yōu)化上、下部結(jié)構(gòu),制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案,從而創(chuàng)作出優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)作品。

        [1] 聶超.山區(qū)常規(guī)橋梁的設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)方法分析[J].科技展望,2014,(16):24.

        [2] 周亮.山區(qū)中小橋梁的設(shè)計(jì)方法研究[J].四川水泥,2015,(8):238.

        [3] 張宏華.山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計(jì)方法與施工工藝分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2008,(2):151,154.

        U442

        C

        1008-3383(2016)10-0129-02

        2016-01-21

        馮斌(1981-),江蘇揚(yáng)中人,工程師,主要從事公路橋梁勘察設(shè)計(jì)研究。

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