周壯

武漢華江潤(rùn)世工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 湖北武漢 430000

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，公路建設(shè)也進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。我國(guó)山區(qū)地形復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)落后，公路建設(shè)長(zhǎng)期處于緩慢發(fā)展甚至停滯狀態(tài)。近年來，山區(qū)公路建設(shè)開始加速。在山區(qū)公路建設(shè)中，橋梁工程是一個(gè)重要組成部分，因此山區(qū)橋梁工程設(shè)計(jì)是保證山區(qū)橋梁工程施工質(zhì)量的必要前提。

1 山區(qū)橋梁工程結(jié)構(gòu)體系及設(shè)計(jì)難點(diǎn)

首先，山區(qū)橋梁工程結(jié)構(gòu)體系。地質(zhì)條件不佳山區(qū)內(nèi)，建設(shè)單位主要以橋墩、主梁等結(jié)構(gòu)體系為主，此種結(jié)構(gòu)體系，有助于保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，特別是其穩(wěn)定性、耐久性。橋梁實(shí)際建設(shè)過程中，由于橋墩高度存在較大差異性，如選用全鋼結(jié)構(gòu)體系，需調(diào)整其高度差，如此降低橋墩受載荷程度，但對(duì)橋梁整體美觀性造成一定影響。其次，山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)難點(diǎn)。與平原地區(qū)橋梁相較，山區(qū)橋梁建設(shè)難度大，加之山區(qū)地勢(shì)險(xiǎn)峻，地質(zhì)及水文環(huán)境不佳，增加其建設(shè)難度。山區(qū)橋梁建設(shè)過程中，需綜合性考量上述問題。因此，設(shè)計(jì)人員需積極考量綠色環(huán)保、維護(hù)生態(tài)平衡、保證山區(qū)橋梁建設(shè)工程對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成較大影響[1]。

2 山區(qū)橋梁工程設(shè)計(jì)的原則

2.1 結(jié)構(gòu)安全原則

安全是山區(qū)橋梁核心靈魂，是設(shè)計(jì)人員實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需遵循的原則，由于山區(qū)整體構(gòu)造較為復(fù)雜，發(fā)生各類自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較大，對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)可靠性、安全性要求更高，需設(shè)計(jì)人員綜合考量多方面因素，準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)整體受力狀況，確定最佳設(shè)計(jì)方案。橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方式，主要依托計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，為保證最終計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性，通常需選用兩套程序計(jì)算，對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)是否吻合，并手工核算關(guān)鍵截面內(nèi)力。

2.2 使用舒適原則

山區(qū)橋梁交通路況較為復(fù)雜，地面波動(dòng)幅度較大，特別是近年來汽車保有量持續(xù)性增加，影響駕駛員安全駕駛，以及乘客乘車舒適性。使用舒適不僅是駕駛者及乘車者實(shí)際需求，而且更是降低安全事故發(fā)生重要舉措，所以山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)中需遵循使用舒適原則。應(yīng)盡量選取連續(xù)板等結(jié)構(gòu)為宜，減少伸縮縫，可有效減少車輛與伸縮縫摩擦形成駕駛不適感。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)建設(shè)，核心目的在于提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。山區(qū)公路橋梁實(shí)際建設(shè)過程中，地質(zhì)條件不佳，氣候環(huán)境變化多端等，均影響施工進(jìn)度，促使此種施工條件背景下山區(qū)橋梁建設(shè)成本高于平原地區(qū)，山區(qū)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為滯后，所以公路橋梁設(shè)計(jì)過程中，需強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性。橋梁初期設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)綜合性掌握施工條件、地理環(huán)境等，選取多種設(shè)計(jì)方案予以對(duì)比論證，保證橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量基礎(chǔ)上，選取技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案，以此降低項(xiàng)目施工成本。

2.4 與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)原則

經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背景下，對(duì)環(huán)境破壞日漸加劇，由于山區(qū)橋梁施工周期長(zhǎng)，涉及范圍大，一定程度對(duì)周圍環(huán)境造成影響。為保證橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，設(shè)計(jì)人員實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需最大限度以免后續(xù)橋梁建設(shè)過程中，大面積開挖及回填，影響整個(gè)山體實(shí)際結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加發(fā)生自燃災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

3 山區(qū)橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 橋位選擇

山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)橋位選擇至關(guān)重要，建議橋梁處于河岸穩(wěn)定的河段，且兩岸存在高地或山嘴等。橋位選取過程中，不僅需考量減少對(duì)地面及地下核心設(shè)施拆遷，且需考慮后續(xù)施工中材料、設(shè)備運(yùn)行等。盡量避免選取在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性不佳、易發(fā)生各類自然災(zāi)害區(qū)域內(nèi)。

3.2 橋型選擇

山區(qū)橋梁型式較多，不僅包含裝配式梁橋、支架現(xiàn)澆梁橋，而且包含拱橋、纜索承重橋等，不同橋型后續(xù)施工方式、承載力，以及適用環(huán)境存在較大差異性，需嚴(yán)格依照相關(guān)橋梁建設(shè)施工區(qū)域內(nèi)實(shí)際狀況，遵循上述設(shè)計(jì)原則選取，同時(shí)考量后續(xù)施工材料、設(shè)備順利運(yùn)輸。

3.3 下部結(jié)構(gòu)選擇

山區(qū)橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心內(nèi)容之一，其設(shè)計(jì)型式選取需根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式，山谷河流的形態(tài)斷面、施工環(huán)境等。山區(qū)橋梁與平原橋梁相較，地形、地質(zhì)條件較為復(fù)雜，下部結(jié)構(gòu)選取內(nèi)容涉及橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。

3.4 橋墩的設(shè)計(jì)

山區(qū)橋梁由于地質(zhì)條件影響，通常會(huì)選用高橋墩，橋墩主要類型包含柱式墩、薄壁墩及重力式墩等，柱式墩施工操作較為便捷，整體結(jié)構(gòu)重量較輕，適用范圍高度有嚴(yán)格要求，其核心構(gòu)成包含承臺(tái)、柱式墩身和蓋梁，多選用混凝土灌注、預(yù)制構(gòu)件拼裝，具有較強(qiáng)的剛度及強(qiáng)度，在有漂流物和流冰河流中均可使用。薄壁橋墩內(nèi)不建議布設(shè)水平隔板，如此增加施工難度。高橋墩設(shè)計(jì)過程中，需充分考量墩頂由于溫度載荷形成較大位移，進(jìn)而對(duì)橋身結(jié)構(gòu)造成影響。

3.5 橋臺(tái)的設(shè)計(jì)

橋臺(tái)常見型式包含重力式U型臺(tái)、倒T式橋臺(tái)、肋式臺(tái)等，位于傾角較大的山體斜坡上的橋臺(tái)，不建議選用設(shè)有填土錐坡橋臺(tái)類型，只有地形較為平緩地區(qū)才可選用。橋梁布設(shè)孔時(shí)應(yīng)選用無填土高度橋臺(tái)，并按照實(shí)際狀況增加橋長(zhǎng)，以免由于橋臺(tái)布設(shè)造成大范圍山體開挖，以及臺(tái)前錐坡穩(wěn)定性不佳[2]。

3.6 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

山區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形勢(shì)基本與平原相似，部分橋位處，兩側(cè)地質(zhì)巖性存在較大的差異性，一側(cè)布設(shè)成擴(kuò)大基礎(chǔ)，另一側(cè)選用樁基礎(chǔ)，擴(kuò)大基礎(chǔ)在橋梁基礎(chǔ)中應(yīng)用頻次較高。設(shè)計(jì)承臺(tái)過程中，選用臺(tái)階式或折線式，有助于自然與周圍環(huán)境相融合，且保證橋梁受力要求。山區(qū)橋梁基礎(chǔ)選型，需充分考量多方面因素，不同地質(zhì)條件選用不同基礎(chǔ)型式，以此保證橋梁整體結(jié)構(gòu)安全性及穩(wěn)固性。

4 結(jié)語

山區(qū)橋梁規(guī)模持續(xù)性增加，此類地區(qū)內(nèi)地形較為復(fù)雜，增加橋梁設(shè)計(jì)及施工難度，若設(shè)計(jì)過程中缺乏一定合理性，易造成后續(xù)施工過程中設(shè)計(jì)方案適用性較低，影響橋梁施工質(zhì)量及增加成本費(fèi)用。因此，設(shè)計(jì)人員需綜合性考量多方面因素，嚴(yán)格遵循上述原則，確定技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良的方案，保證橋梁施工順利實(shí)施。