顧春艷
摘 要:近年來,我國對山區(qū)的開發(fā)力度越來越大,更加重視山區(qū)路橋工程建設。但就山區(qū)自身來講,因其具有較為復雜的地理環(huán)境,因此對施工技術要求更高。在正式施工前,必須做好山區(qū)路橋標準化設計,保證施工方案的合理性、完整性,有效解決施工過程中的各類問題,保證順利完成山區(qū)路橋施工。
關鍵詞:山區(qū)施工;路橋標準化;設計要點
中圖分類號:U445 文獻標志碼:A
1 山區(qū)路橋標準化設計原則
山區(qū)路橋設計的原則為安全性、可操作性、舒適性及可行性。在標準化設計過程中,必須對路橋外形的美觀性、生態(tài)效益及經(jīng)濟效益等因素進行充分考慮。因山區(qū)具有較為復雜的地理條件,為確保路橋施工的安全,必須對邊坡是否穩(wěn)定進行充分考慮,避免對橋墩、路基造成影響。因山區(qū)多洪流災害,或具有較為脆弱的生態(tài)環(huán)境,為避免洪水、山石滾落、泥石流等損壞橋梁,必須做好加固措施,以此提高橋梁結構的穩(wěn)固性。與此同時,為提高工程的整體生態(tài)效益,合理控制工程的造價,在預制構件設計時,必須選取標準跨徑,如具有較高橋墩,則可通過跨徑增大的方式,滿足節(jié)省成本的目的?;蜻x取無支架施工設計,這樣才能降低對附近自然環(huán)境的影響。
2 山區(qū)路橋標準化設計要點
2.1 地段選擇
對山區(qū)路橋設計而言,地段選擇極為關鍵。要求必須對地形因素進行充分考慮,在建設過程中,詳細勘察附近的地形,避開施工困難較大的地段,如實在無法避開,需采取行之有效的措施進行改善與處理。同時,在公路施工環(huán)節(jié),必須對路橋建設投入資金、社會效益進行全面考慮,這樣才能確保路橋建設的可行性。
2.2 路橋銜接方式
山區(qū)地形特點為起伏大、地勢陡峭等,為此,在路橋設計時,一般都會將橋頭高度控制在3m以內。如施工路段具有較為平緩的地勢或路線具有較小縱坡時,可適當增加橋長。如無法進行橋臺高度調節(jié),橋頭填土高度可適當增加,從而合理控制橋梁規(guī)模。在橋梁連接時,最常見的為U型結構,但具體操作時,“U”型結構施工具有較大難度,因此必須做好各項處理工作,避免損壞當?shù)氐刭|條件,防止地質災害發(fā)生。
2.3 橋梁選型要素
在橋梁選型過程中,必須對所有結構力學條件加以考慮,從根本上保證橋梁空間結構形式與設計原理、橋梁功能特性相符。橋梁選型是否合理,不僅會影響橋梁的美觀性、造價及功能,還會對橋梁整體質量產(chǎn)生嚴重影響。為此,必須嚴格按照施工現(xiàn)場實際情況,在設計時,充分考慮橋梁所在曲線半徑,通常來講,曲線半徑越大,地勢相對較為平緩,此時可選取簡支梁橋設計,選取活動模板,可實現(xiàn)模板長度自由轉變,對其預支長度進行合理調節(jié),也就是說,可重復多次使用一套模板,盡可能降低工程造價。如20m為施工地帶的跨徑,設計時可選取小箱梁,以20m~40m為跨徑范圍,設計時可選取T形梁。當曲線為小半徑的情況下,則可進行加寬設置。
2.4 橋跨布置要素
橋梁布設也被稱作橋梁孔跨布設,設計過程中,必須對施工技術、載荷、水文氣象等要素進行充分考慮,如能夠很好地布設橋跨,就能夠達到工程造價降低的作用,并能夠縮短施工工期。如需具備排洪作用,需對橋梁具體跨度進行分析,確保排洪面積與設計要求相符。對上跨道路而言,下穿道寬度、位置對其影響較大。在橋梁總跨徑確定的前提下,必須嚴格按照實際水流情況,進行準確分孔。通常情況下,不斷增加橋梁跨徑,也會增加其孔數(shù),這就必須提升橋梁上部工程造價,因此必須對各方面因素進行充分考慮,保證方案設計的合理性、科學性。
2.5 影響結構的外力因素
在車輛運行環(huán)節(jié),影響較大的因素是大縱坡與長縱坡,此類因素將會降低汽車的制動性,如選取多梁式上部結構則會具有極差的自身平衡能力。同時,因曲線橋離心率的作用,相比內梁沖擊系數(shù),外梁沖擊系數(shù)要高出許多,這種情況下下部結構的反作用力就會喪失。為此,在大縱坡、長縱坡設計時,應對沖擊力、制動力進行準確計算,并對結構自身的基本頻率進行綜合考慮,通過結構進出頻率,對其結果再次進行分析、確定。
3 山區(qū)路橋設計的具體形式
3.1 山谷橫跨高架橋
對于橋梁上部結構存有型梁與空心板時山谷橫跨高架橋的主要形式。對大多數(shù)大橋及特大橋梁而言,往往都會選取連續(xù)梁、鋼構體系,以便橋梁通行。而選取空心板體系用于中小橋梁,此類結構成本少,可有效降低工程投入。此外,在相同合同段內,往往不得選取多種跨徑混合使用,避免在周轉使用時,影響預置模板。
3.2 跨河橋梁
在跨河橋梁設計時,制定的設計方案,必須與施工現(xiàn)場的實際情況相結合,尤其是水文情況。一般可分兩點分析:第一,河流無須通航,設計此類橋梁時,較為簡單,成本低。但設計時必須具備協(xié)調的上下部橋梁結構,橋墩需與人工構造物隔離,進行橋墩數(shù)量的合理設計,最大限度地降低橋墩個數(shù),確保能夠和水流方向相交。第二,如河流須通航,應先進行通航等級、水位等級的確定,隨后進行橋梁設計,且在設計時對通航、排洪要求進行綜合考慮。如河流具有較高通航等級,則結構可選取連續(xù)箱梁、大跨度鋼構箱梁等,如具有較低河流通航等級,則橋梁結構可選取簡單的T型梁結構、空心板結構。
3.3 跨橋線
設計過程中,具有較高分離式跨橋線的安全性要求,但會對整體外觀審美影響較大。對部分重要路橋來講,一般不會選用分離式形式。在橋梁設計、建設時,不僅要與人們出行、交通運輸要求相符,還要滿足審美、藝術需求。
4 山區(qū)路橋標準化設計的應用
本文以山區(qū)公路中等跨徑橋梁為例,在充分考慮地形、施工技術等因素的前提下,橋梁跨徑多選取20m~50m。在設計時,應做到以下幾點:
4.1 路橋配合需適宜,選取施工期間破壞環(huán)境最小的方案,山區(qū)公路往往順著陡坡定線,因此,必須盡可能降低橋墩數(shù)量、基礎開挖,防止對陡坡生態(tài)平衡造成嚴重影響。
4.2 基于經(jīng)濟、適用、安全等條件,盡量選取標準化、系列化、經(jīng)濟化的橋型,保證預制裝配施工科學、合理。要求施工必須具備安全吊裝、便于安裝、剛度適中等特點,可選取T梁。
4.3 在對行車舒適性、山區(qū)高墩橋梁養(yǎng)護難等因素進行綜合考慮的基礎上,選取的墩梁固結結構形式應具有連續(xù)性強、養(yǎng)護少等特點。一般20m以上墩高可選取的橋梁結構為墩梁固結形式,20m以內墩高可選取的結構類型為連續(xù)梁。連續(xù)—剛構混合體系通常用于彎、坡橋。
4.4 根據(jù)橋梁美學原則,跨徑和墩高關系可選取的比值為0.618~1.00,最具有經(jīng)濟性。一般情況下,往往可選取一種標準跨徑或不多于兩種跨徑?;诮?jīng)濟性原則,跨徑與墩高的關系見表1。
墩高在45m以上時,采取50m的“T”梁高跨較為合理,但因50m預制“T”梁具有較大起吊重量,高空吊裝具有極大難度,且極為危險,因此無特殊規(guī)定,無須選取該形式用于山區(qū),可選取40m的“T”梁用于設計。墩高50m~60m時,應與地形具體情況相結合,選取40m“T”梁用于施工。
4.5 選取分幅雙柱墩用于下部結構,當?shù)孛鏅M坡在25°以上的情況下,可選取矩形墩、薄壁墩作為設計類型,一般選取的樁基礎具有較大直徑。樁基礎位于斜坡位置,計算樁基埋設土內的深度時,必須對其安全性進行充分考慮。當樁基礎為嵌巖樁,應按照地質狀況,合理確定樁中心和巖層斜坡面之間的水平距高,進而保證嵌巖深度合理。
4.6 選取彎梁直做的方式用于曲線橋,且在10cm以內控制各跨、各幅及同幅各片預制梁長級差,盡量減少預制梁長所選類型,不足部分調整梁長時可在結構連續(xù)或剛構位置墩頂?shù)默F(xiàn)澆連續(xù)段進行,也可利用封錨段長度在墩頂伸縮縫位置合理調整具體梁長。除此之外,橋臺位置則通過橋臺臺口線旋轉一個微小角度做好調整處理,進而確保能夠選取相同尺寸的橋臺孔各片預制梁長。利用翼緣板傾斜和超高值相同的方法滿足超高路段預制梁設計要求。
結語
綜上所述,伴隨社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,山區(qū)路橋建設愈加重要。因山區(qū)具有較為復雜的地形、地質、水文等條件,進而增加了設計難度,為此在具體建設施工環(huán)節(jié),必須因地制宜,結合當?shù)貙嶋H情況,基于經(jīng)濟性的原則,合理選取設計方案,提高設計的合理性、科學性,只有這樣才能掌握山區(qū)路橋標準化設計的要點,才能提高山區(qū)路橋施工的整體質量。
參考文獻
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