薛志敏
(山西四建集團(tuán)有限公司,山西 太原 030012)
山區(qū)的地理環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜,所以山區(qū)的路橋設(shè)計(jì)和普通地區(qū)的路橋設(shè)計(jì)相比難度更大,需要考慮的要素也非常多,在這樣的情況下保證好山區(qū)橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量雖然很有難度,但是也十分必要,因?yàn)樵O(shè)計(jì)的合理性直接會(huì)影響到路橋的建設(shè)進(jìn)度和建設(shè)質(zhì)量,進(jìn)而對(duì)人們的生命安全也造成了非常大的影響,所以相關(guān)的設(shè)計(jì)人員一定要掌握好設(shè)計(jì)中需要掌控的關(guān)鍵點(diǎn),增強(qiáng)山區(qū)路橋設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性。
在設(shè)計(jì)山區(qū)路橋的時(shí)候,應(yīng)充分考慮山區(qū)地形條件的影響,長(zhǎng)考慮設(shè)計(jì)成高架公路橋等。在設(shè)計(jì)山區(qū)路橋時(shí),應(yīng)合理利用地形、周?chē)延薪ㄖ锏奈恢梅植记闆r、地質(zhì)條件、挖填方量、排水條件、已有交通通行條件、工程施工條件以及工程建設(shè)的工期以及工程造價(jià)等因素。
如果在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的時(shí)候連路橋的安全性都無(wú)法保證,這必然會(huì)帶來(lái)重大的安全隱患,山區(qū)路橋的設(shè)計(jì)施工也就沒(méi)有什么意義了。由于山區(qū)本身地形較為復(fù)雜,在設(shè)計(jì)施工的時(shí)候要充分考慮當(dāng)?shù)氐亩ㄐ詶l件,選取安全合適的架橋路線。同時(shí),山區(qū)一爆發(fā)山洪等災(zāi)害,也要充分考慮到選址的時(shí)候山坡的穩(wěn)定。
山區(qū)地形條件的特點(diǎn)為地形縱橫交錯(cuò)、坡度大、坡度起伏大,在設(shè)計(jì)路橋時(shí),橋梁的橋頭不應(yīng)高于三米;地勢(shì)平緩的地區(qū)以及路線縱坡比較小的橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮增加橋梁長(zhǎng)度以減緩坡度;當(dāng)長(zhǎng)度不易減少時(shí),可以適當(dāng)增加橋頭的填土高度來(lái)達(dá)到降低工程造價(jià)的目的??紤]路橋銜接段時(shí)對(duì)于高大U 形橋臺(tái)的使用要慎重考慮,便面出現(xiàn)這種橋臺(tái)與高擋墻的鏈接情況。
此種形式的高架橋上部結(jié)構(gòu)形式一般采用型梁和空心板。連續(xù)梁或者剛構(gòu)體系是特大型橋、大型橋常采用的方案,其優(yōu)點(diǎn)是行車(chē)舒適;空心板簡(jiǎn)支體系一般作為中小型橋首選方案,其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)較低利于控制工程投資。
設(shè)計(jì)跨河橋梁時(shí),要根據(jù)水文狀況設(shè)計(jì)方案,具體如:1) 無(wú)通航河流的橋梁,這類(lèi)橋型簡(jiǎn)單、方便造價(jià)低。布置橋型時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)上下部結(jié)構(gòu);橋墩應(yīng)遠(yuǎn)離人工構(gòu)造物;減少橋墩個(gè)數(shù)且與水流方向正交,便于排洪;2) 通航河流的橋梁,在確定水位通航等級(jí)后再進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮排洪與通航的要求。對(duì)通航等級(jí)高的河流,常用大跨剛構(gòu)箱梁、連續(xù)箱梁等結(jié)構(gòu);通航等級(jí)低的河流,-般運(yùn)用跨徑較大的T 型梁方案;3) 內(nèi)澇地段的橋梁,可選用結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單的T 型梁或空心板結(jié)構(gòu)。
跨線橋具體有:1) 等級(jí)路、等外路跨越高速路;2) 高速路跨越等級(jí)路、跨越等外路等等。而沿線的整體美觀性又會(huì)受到分離式橋梁的影響,所以應(yīng)該盡量選擇那些造型相對(duì)美觀好看的的橋型。這類(lèi)橋通常為:連續(xù)板、連續(xù)箱梁、斜腿剛構(gòu)等結(jié)構(gòu)。近代又有一些新的橋型出現(xiàn),包括:脊骨梁、吊板橋、懸吊管橋等等。分離式橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是下部比較輕巧,因此可用獨(dú)柱式橋墩甚至是不設(shè)置橋墩;而這些就是需要根據(jù)具體橋型以及當(dāng)?shù)睾畏N地質(zhì)去確定橋臺(tái)采取的形式。
對(duì)于路橋的施工,施工過(guò)程中所使用的材料質(zhì)量問(wèn)題和施工的工藝問(wèn)題都會(huì)對(duì)路橋的耐久性有很大的影響。大量的事實(shí)研究證明,除了材料和施工對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的耐久性有影響之外,設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的耐久性也有非常重要的影響。一直以來(lái),對(duì)于路橋的設(shè)計(jì)方面較重視整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),卻往往欠缺對(duì)細(xì)節(jié)方面的考慮,更加沒(méi)有把路橋的后期使用和維護(hù)問(wèn)題考慮進(jìn)來(lái)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)人員要全方位的考慮問(wèn)題,多從施工和維護(hù)的角度出發(fā),這樣更加有利于路橋的耐久性。除了要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工階段的安全性、耐久性以及整體牢固性的要求外,還應(yīng)利用在使用過(guò)程中的檢測(cè)、維修和加固的新技術(shù),對(duì)不同工程結(jié)構(gòu)的物體遇到的災(zāi)害、可接受的危險(xiǎn)水平和評(píng)估進(jìn)行研究,并提出了路橋設(shè)計(jì)耐久性的概念。路橋結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要解決路橋的經(jīng)濟(jì)和合理使用年限的問(wèn)題。要解決路橋設(shè)計(jì)中的耐久性問(wèn)題是需要路橋設(shè)計(jì)、施工、管理和維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)共同努力協(xié)作完成的。
所謂荷載就是指對(duì)橋梁形成一定的承重,進(jìn)而帶來(lái)的橋梁損害。常見(jiàn)的荷載損耗主要包括車(chē)輛運(yùn)行帶來(lái)的動(dòng)態(tài)損害以及風(fēng)運(yùn)行過(guò)程中帶來(lái)的強(qiáng)大沖力對(duì)橋梁的損害。同時(shí),在進(jìn)行公路建設(shè)的過(guò)程中,由于修建使用的材料可能不是同一批次,建筑工人的修建工藝也存在差異,所以在建設(shè)之初就會(huì)存在一些細(xì)微的裂縫,這些裂縫在荷載的影響下,會(huì)逐漸的擴(kuò)大,所以需要定期對(duì)橋梁進(jìn)行荷載測(cè)量。
現(xiàn)今,為降低成本出現(xiàn)很多車(chē)輛超載行駛的現(xiàn)象,車(chē)輛超載主要為:1) 較早期建設(shè)的橋梁超齡負(fù)載運(yùn)營(yíng);2) 通過(guò)橋梁的車(chē)流量超預(yù)期估計(jì)量;3) 車(chē)輛違章運(yùn)載貨物。造成橋梁負(fù)荷增大的主要為后面兩種。在我國(guó)公路運(yùn)輸中,車(chē)流量的增加和車(chē)輛超載的現(xiàn)象較為常見(jiàn),這樣容易導(dǎo)致普遍橋梁因超載而引發(fā)損傷問(wèn)題,不但加大橋梁疲勞應(yīng)力幅度,加大橋梁的損傷,還會(huì)因此破壞橋梁的結(jié)構(gòu)性能而存在隱患。
由于山區(qū)的地形、地勢(shì)和水文條件相對(duì)比較復(fù)雜,因此,在建設(shè)過(guò)程中需要考慮的因素也相對(duì)較多,而且不能夠只運(yùn)用一種方法,必須因地制宜,結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)要點(diǎn)的把握,從而更好地服務(wù)在具體的現(xiàn)場(chǎng)施工。