劉建軍

摘 要：近年來，世界各大城市紛紛以打造城市橋梁文化以展示城市魅力，橋梁景觀在城市發(fā)展中有著越來越重要的位置。本文以某一具體立交橋梁工程為例，探討了橋梁結(jié)構(gòu)及附屬建筑物設(shè)計(jì)要素、耐久性設(shè)計(jì)和質(zhì)量保證相關(guān)措施，為相類似的橋梁工程提供了設(shè)計(jì)參考思路。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);耐久性;保護(hù)措施

中圖分類號：U445.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0114-02

1 工程慨況

本橋涵工程位于觀山湖區(qū)，屬于典型的云貴高原地貌特征，山地、丘陵、盆地及水域相間分布。該區(qū)內(nèi)水資源較豐富，區(qū)內(nèi)屬淺丘洼地型，丘峰坡度小于25度，丘峰間洼地寬淺，有孤峰殘丘零星散布。在區(qū)內(nèi)和周邊市場區(qū)內(nèi)有豐富的水泥、鋼材、木材等建設(shè)材料，并有豐富的砂石料資源，施工土石等材料絕大部分可就地取材，工程材料來源豐富、可靠。本工程距城市建成區(qū)相對較近，存在一定的拆遷量，區(qū)內(nèi)交通便利，施工用水、電等供應(yīng)方案可靠，具備施工條件。本項(xiàng)目所經(jīng)過區(qū)域地形變化較大，沿線不可避免存在高邊坡。從沿線的地質(zhì)情況看，路段工程邊坡較多。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大面積地面沉陷和塌陷，由于場區(qū)灰?guī)r和白云巖巖溶發(fā)育，含水豐富，水位高，季節(jié)性變化大，在大量抽取地下水作用下，極易在土層中形成土洞。

2 橋梁工程的布置與設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)線位是在原有規(guī)劃線位進(jìn)行小范圍的變動和調(diào)整的原則上開展。對工程進(jìn)行平面布置，保持道路整體線型流暢，有利于規(guī)劃物流園區(qū)地塊使用，提升道路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效果，并且能提升城市景觀環(huán)境，很好的提升城區(qū)整體形象。賓陽大道延伸段全線設(shè)12個(gè)交點(diǎn)，最大平曲線半徑為3000米，最小平曲線半徑為600米，設(shè)有緩和曲線并且不設(shè)超高。根據(jù)工程實(shí)際和項(xiàng)目要求，圖1給出了項(xiàng)目的整體平面示意圖。其中橋梁工程共分為兩部分，主體工程由上跨貴黃高速橋梁工程段和上跨長昆高鐵橋梁段組成。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和工程特點(diǎn)，分別從橋梁的總體布置、上、下部結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行設(shè)計(jì)[1]。

2.1 貴黃高速橋梁工程

2.1.1 總體布置

本橋梁工程位于金陽賓陽大道延伸段道路K1+300處，為跨越貴黃高速公路而修建，橋梁全長213m，橋面全寬54m，按為左右兩幅布置。右幅橋梁按橋起點(diǎn)樁號為K1+ 196，終點(diǎn)樁號為K1+409，右幅橋梁長213m;左幅橋梁按橋起點(diǎn)樁號為K1+193，終點(diǎn)樁號為K1+405，左幅橋梁長212m。橋梁上部結(jié)構(gòu)均采用40m現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，全橋共計(jì)兩聯(lián)（3×40m+2×40m）。全橋面積共計(jì)11262.5m2，橋梁與道路斜交，斜交角為5°。

2.1.2 上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)共兩聯(lián)橋梁組成，第1聯(lián)箱梁采用3×40m等截面直腹式預(yù)應(yīng)力砼箱梁;第2聯(lián)箱梁采用2×40m等截面直腹式預(yù)應(yīng)力砼箱梁。箱梁為部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件。箱梁為單箱5室斷面，頂寬26.5m，底寬21.5m，懸臂板寬2.5m。梁高均為2.2m，箱梁頂板厚0.25m，底板厚0.22m。腹板厚 0.5m，靠近支點(diǎn)處加寬至0.8m。懸臂板端部厚0.25m，懸臂板根部厚0.6m?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束分為腹板束、頂板束與底板束，采用后張法的施工工藝。

2.1.3 下部結(jié)構(gòu)

（1）5、6、11號橋臺均為重力式U型橋臺，樁基礎(chǔ)，0號橋臺采用埋置型橋臺，樁基礎(chǔ);橋墩均采用柱式墩，樁基礎(chǔ)，樁長定為20m。（2）橋臺臺身采用C25混凝土，承臺、樁基礎(chǔ)、臺帽、墊石及擋塊采用C30混凝土，橋墩采用C40混凝土，楔形塊采用C50混凝土。（3）橋臺與路堤銜接，臺后填土較高，為了防止填方沉降后引起橋頭跳車和避免沖擊對橋臺的損害，臺后設(shè)置長度為6m的鋼筋混凝土搭板。

2.2 長昆高鐵橋梁

2.2.1 總體布置

該橋梁工程位于金陽賓陽大道延伸段道路工程上，為跨越長昆高鐵而修建。橋梁位于道路樁號K1+628處，單幅橋梁寬16.5m，全橋共由10幅組成，橋梁全寬165.18m，上部結(jié)構(gòu)采用跨徑1-40m的預(yù)應(yīng)力砼簡支小箱梁，橋梁沿長昆高鐵布置，上跨長昆鐵路隧道，采用預(yù)制吊裝施工。該橋梁于道路K1+625.2處上穿長昆鐵路隧道，其控制標(biāo)高為1268.986m;于道路K3+380處下穿長昆鐵路，控制標(biāo)高1271.013m。

2.2.2 上部結(jié)構(gòu)

橋梁采用1-40m的簡支小箱梁。小箱梁梁高2m，預(yù)制邊跨中梁與中跨中梁頂板寬2.4m，底板寬1.0m;跨中頂板厚0.18m，底板厚0.18m，腹板厚0.18m，梁端頂板厚0.32m，底板厚0.32m，腹板厚0.32m。為了減輕安裝重量和增加橫向整體性，在各箱之間設(shè)橫向濕接縫。為了滿足錨具布置的需要，箱梁端部在箱內(nèi)側(cè)方向加厚，腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束除豎向彎曲外，在主梁加厚段尚有平面彎曲。與此相應(yīng)，錨固面應(yīng)在兩個(gè)平面上傾斜，以使預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)垂直于錨固端面。箱梁為部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件，各箱之間設(shè)橫向濕接縫用來減輕安裝重量和增加橫向整體性。

2.2.3 下部結(jié)構(gòu)

橋臺采用重力式U型橋臺和埋置型橋臺，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，樁徑分別為1.5m和1.8m，樁基施工采用水磨鉆施工，橋樁基礎(chǔ)距隧道邊墻凈距不小于10m;靠近隧道邊墻側(cè)樁基底標(biāo)高位于隧道仰拱底部以下，且樁底標(biāo)高低于1266m。

3 主線橋附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）橋頭搭板。全線所有橋梁與路基銜接處均設(shè)置搭板。根據(jù)橋頭填土高度，結(jié)合橋梁規(guī)模，橋梁搭板采用厚30cm，長5m規(guī)格。（2）橋梁伸縮縫裝置采用FD-80及FD-160型伸縮縫。（3）欄桿。橋梁欄桿根據(jù)橋位所在處城市建筑風(fēng)格以選擇與之匹配的欄桿樣式，或采取同一道路上的橋梁采用同一欄桿樣式的方式進(jìn)行選擇。（4）橋面防水及排水。整個(gè)橋梁均設(shè)置縱坡和橋面橫坡外，將雨水引至橋面兩側(cè)或路緣石邊緣，并采用泄水管排除橋面雨水。（5）橋面鋪裝。橋面鋪裝為雙層鋪裝，基底采用8cm厚的C40混凝土現(xiàn)澆層，全斷面鋪設(shè)，基底上噴涂防水層?；咨厦鎸訛?0cm厚的瀝青混凝土，采用兩層結(jié)構(gòu)，4cm厚的SBS改性瀝青混凝土+下面層6cm厚中顆粒瀝青砼;鋪裝總厚度為18cm。人行道鋪裝：3cm人行道彩磚+2cm砂漿。

4 橋梁耐久性設(shè)計(jì)

橋梁結(jié)構(gòu)耐久性與工程質(zhì)量同等重要，在橋梁設(shè)計(jì)施工過程中需給予充分重視。公路橋涵的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是100年，本項(xiàng)目環(huán)境類別為I類，根據(jù)本項(xiàng)目環(huán)境分類及作用等級進(jìn)行了耐久性設(shè)計(jì)[2]。

4.1 混凝土耐久性設(shè)計(jì)措施

按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)要求，對I類環(huán)境下混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的最小保護(hù)層厚度提出以下要求。具體的混凝土保護(hù)層厚度如表1中所列。

混凝土結(jié)構(gòu)在受力時(shí)不可避免都會產(chǎn)生裂縫，只要裂縫處于一定范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行和耐久性是不會產(chǎn)生影響的，應(yīng)提供足夠的鋼筋量（最小鋼筋量）用于保證裂縫很好地分布[3]。裂縫寬度的最終驗(yàn)算要基于最終鋼筋面積和正常使用荷載下鋼筋的應(yīng)力，用按前文中確定的最小混凝土保護(hù)層，根據(jù)規(guī)范要求，計(jì)算得出的最大可接受裂縫寬度應(yīng)為0.20mm。

4.2 其他結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)措施

（1）支座。應(yīng)易于檢查和維護(hù)，也應(yīng)易于更換，采用板式橡膠支座或盆式橡膠支座的適用壽命一般為30年，在設(shè)計(jì)中預(yù)留更換支座時(shí)臨時(shí)千斤頂?shù)奈恢?。?）伸縮縫。原則上是可更換的，但伸縮縫置換會影響交通，因而對大位移量的伸縮裝置可以選擇耐候鋼等材料，盡量延長其使用壽命，減少設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)置換次數(shù)，伸縮縫設(shè)計(jì)壽命為20年。（3）橋面鋪裝。橋面鋪裝是較容易損壞的部位，橋面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮交通量、車載標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境、氣侯、車輛輪胎的類型、所采用的路面材料、維護(hù)費(fèi)用及實(shí)際可能采用的施工工藝等，合理的確定橋面鋪裝的設(shè)計(jì)壽命，并確保其在壽命期內(nèi)正常工作，其設(shè)計(jì)壽命為15年。路面材料配比設(shè)計(jì)應(yīng)通過大量試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。（4）排水系統(tǒng)。所有接近水平的頂部表面應(yīng)有足夠的坡度以便于雨水流動和排放。（5）檢修和維護(hù)設(shè)施。橋梁壽命期內(nèi)應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期的檢修和維護(hù)管理，檢修和維護(hù)通道就是保證橋梁正常運(yùn)行的基本措施，設(shè)計(jì)時(shí)需加以考慮，確定其設(shè)置的原則。

5 施工注意事項(xiàng)

為確保工程的施工進(jìn)度和安全，橋涵建筑物需滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，同時(shí)也需對混凝土澆筑時(shí)采取必要的防護(hù)措施[4]?；炷潦┕で皯?yīng)進(jìn)行混凝土最佳配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，并嚴(yán)格控制混凝土水灰比和坍落度，對拌合混凝土的骨料品質(zhì)、粒徑等必須嚴(yán)格篩選，綜合考慮施工順序、工期安排、環(huán)保影響等各種因素，通過試驗(yàn)，保證混凝土強(qiáng)度。建議拌制過程中添加適量的混凝土外加劑提高混凝土的性能，如減水劑和抗裂型防水劑等，同時(shí)為了降低水化熱，避免早期混凝土收縮造成開裂，可適當(dāng)摻加粉煤灰礦物質(zhì)拌和料。對混凝土的質(zhì)量和外觀進(jìn)行嚴(yán)格控制，混凝土澆筑時(shí)應(yīng)保證澆筑進(jìn)度和振搗密實(shí)，所有工作縮縫應(yīng)認(rèn)真鑿毛、洗凈、吹干，確保新老混凝土的結(jié)合強(qiáng)度，并應(yīng)注意混凝土的養(yǎng)護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張立影.公路小橋涵設(shè)計(jì)與施工中的問題分析[J].交通世界，2017（13）：80-81+89.

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