淺談山區(qū)高速公路建設(shè)中橋梁設(shè)計

1、<p>　　淺談山區(qū)高速公路建設(shè)中橋梁設(shè)計</p><p>　　摘要：山區(qū)高速公路具有地形復(fù)雜、構(gòu)造物多、橋隧比大等特點，橋梁在山區(qū)高速公路建設(shè)中起著舉足輕重的作用，所以要設(shè)計安全系數(shù)高、經(jīng)久耐用的高速公路橋梁，對山區(qū)高速公路的橋梁設(shè)計將是橋梁工程選擇施工方式的重要依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路；建設(shè)中橋梁設(shè)計；特點 </p><p>

2、　　中圖分類號： TU997文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　引言： </b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，交通也變得越來越便利，公路工程建設(shè)規(guī)模也在不斷發(fā)展和壯大。我國修建的高速公路也在不斷從平原地區(qū)不斷向山區(qū)延伸，山區(qū)高速公路的地質(zhì)、地形復(fù)雜，構(gòu)造物多，橋梁隧道在線路中所占比例大，山區(qū)高速公路設(shè)計的成功與否，橋梁部分的設(shè)計就顯得十

3、分重要。因此，對山區(qū)高等級公路橋梁設(shè)計的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 </p><p>　　1. 安全可靠基本原則及實現(xiàn)方法 </p><p>　　由于山區(qū)復(fù)雜的地理環(huán)境和工程條件，難以保證工程實施能夠有效實現(xiàn)設(shè)計涵蓋的技術(shù)難點與重點，無形中增加了公路橋梁設(shè)計的難度。為了保證公路橋梁結(jié)構(gòu)具有一定的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，工程設(shè)計必須遵守安全可靠原則，具體要求：強(qiáng)度方面必須具有足夠的安全儲備；剛度方

4、面必須具有控制變形的能力；穩(wěn)定性方面應(yīng)當(dāng)具有保持原形狀和位置的能力。 </p><p>　　除此之外，設(shè)計過程中還要注意以下設(shè)計關(guān)鍵：修建在地震區(qū)的公路橋梁應(yīng)當(dāng)按照抗震要求采取防震措施；大跨度柔性橋梁應(yīng)當(dāng)考慮風(fēng)振效應(yīng)；建設(shè)在易變遷河道上的公路橋梁應(yīng)當(dāng)事先設(shè)計導(dǎo)流設(shè)施，防止橋梁基礎(chǔ)被河水過度沖刷；交通繁忙的橋梁應(yīng)當(dāng)預(yù)先設(shè)計好照明設(shè)施，并設(shè)置清楚的交通標(biāo)識；橋梁兩端不易太陡，避免發(fā)生車輛碰撞等事件；為了保證車輛及行人

5、的安全，防撞欄桿應(yīng)具有足夠的高度和強(qiáng)度，防止車輛相撞、車撞人等情況發(fā)生時跌下橋下，發(fā)生嚴(yán)重傷亡情況。 </p><p>　　2. 山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)特點分析 </p><p>　　2.1山區(qū)高速公路建設(shè)特點 </p><p>　　一般情況下，山區(qū)高速公路的地形相對復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境并不是很好，水文條件也相對多變，因此在建設(shè)過程中，其最為突出的特點則是平曲線相對較多、縱

6、坡較大且陡峭，半徑小隊較小，橋隧的比例也比較高。與此同時，山區(qū)高速公路建設(shè)往往存在填挖方大與視距不良等影響交通安全與交通管理的問題，施工過程，很容易對周邊環(huán)境造成較為嚴(yán)重的破壞，若處理不當(dāng)，則會造成各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。這不僅會直接增加工程建設(shè)的整體投資，同時還會為高速公路日后的運營埋下安全性隱患。 </p><p>　　而基于高速公路建設(shè)的這些特點，其橋梁建設(shè)也區(qū)別于傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)，存在一定的特殊性。 </

7、p><p>　　2.2山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)特點 </p><p>　　結(jié)合山區(qū)高速公路建設(shè)的基本特點以及高速公路橋梁設(shè)計與建設(shè)的基本經(jīng)驗來看，山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)的特點可歸納為以下五個方面： </p><p>　　2.2.1由于橋梁在山區(qū)高速公路建設(shè)中所占比重相對較大，且一般的橋梁基本都需要進(jìn)行高空作業(yè)，再加上澆筑次數(shù)多以及天氣設(shè)備等因素的影響，山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)的施

8、工工期相對較長； </p><p>　　2.2.2施工過程中，因高墩柱施工在時間上的影響，為保證工期，工程建設(shè)一般采用平行作業(yè)的方式，模板的需求量因此而提升；同時，大噸位吊車及其他機(jī)械設(shè)備的調(diào)配與投入相比于普通橋梁施工也要大一些； </p><p>　　2.2.3施工過程中，盡管墩柱完成的延米數(shù)比較大，但因部分未完成高墩柱的存在，因此實際延米數(shù)與計量規(guī)定并不相符，項目投資資金的回籠以及工程

9、的建設(shè)周期容易因此而受到影響； </p><p>　　2.2.4在山區(qū)的作業(yè)環(huán)境中，不同墩柱的高度差相對較大，高墩柱因墩身的影響，故其重心較高，墩身的柔度因此變大，同時又因施工要求的嚴(yán)苛，所以橋梁建設(shè)過程中，高墩施工的定位控制難度一般都比較大； </p><p>　　2.2.5山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)一般處于地貌相對復(fù)雜的地區(qū)，建設(shè)區(qū)域坡度的起伏相對較大，再加上高空作業(yè)的所占比重較大，因此山區(qū)

10、高速公路橋梁建設(shè)的安全系數(shù)一般都比較低。 </p><p>　　3. 山區(qū)公路的橋梁設(shè)計要點 </p><p>　　3.1由于山區(qū)公路與平原地區(qū)的公路在地形、地質(zhì)、水文等條件上有著很大的差別， 因此我們在橋梁設(shè)計時要高度重視以上這些差別，特別是在地形、地質(zhì)方面，有時同一座橋在縱橋向的地質(zhì)變化很大，在橫橋向的地形變化很大，如不重視，很容易出現(xiàn)差錯，因此在設(shè)計前一定要認(rèn)真收集設(shè)計資料，做到心中

11、有數(shù)，有條件時設(shè)計人員最好到實地調(diào)查一下。 </p><p>　　3.2由于山區(qū)公路的地面高差變化大，材料、機(jī)械運輸困難，施工條件差。所以我們在設(shè)計時必須要因地制宜，一定要考慮到施工的可行性，盡量給施工帶來方便。為了保證工程質(zhì)量，節(jié)省工程造價，方便施工，橋梁設(shè)計可采用靈活多變的形式。 </p><p>　　3.3橋梁設(shè)計要遵循“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)?！钡幕驹瓌t?，F(xiàn)在隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)

12、展，“美觀和環(huán)?！币咽艿皆絹碓蕉嗟闹匾暫完P(guān)注。橋梁設(shè)計在注重安全性、舒適性、和耐久性的同時，應(yīng)引入環(huán)保、美化、人文的概念，把公路橋梁的景觀設(shè)計作為一項重要內(nèi)容加以考慮，在保證橋梁使用功能要求的原則下，要盡可能地考慮到使建成后的橋梁與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，不造成原有環(huán)境的破壞。設(shè)計時應(yīng)開拓藝術(shù)創(chuàng)新思路，全方位、多角度地展示橋梁景觀的美學(xué)效應(yīng)，開發(fā)景觀資源，同時應(yīng)維護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)珍稀動、植物及特有的地質(zhì)風(fēng)貌，杜絕聲、光、電、對環(huán)境的“污染”，橋

13、梁涂裝色彩選擇時不但要考慮與周邊環(huán)境色調(diào)、橋梁造型相協(xié)調(diào)，還要考慮橋梁所在地區(qū)的民風(fēng)、民俗。 </p><p>　　4. 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　4.1上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　對于像簡支空心板結(jié)構(gòu)和等跨T型梁的橋型， 其結(jié)構(gòu)形式相對簡單依據(jù)不同項目的不同特點，參照使用上部結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)圖。對于中小橋，其結(jié)構(gòu)一般為簡支空心板結(jié)構(gòu)，而大橋常往往選用T

14、型梁結(jié)構(gòu)。一般而言，如果墩橋固結(jié)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時，T型結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生很大的內(nèi)力。對于較高的橋墩，可以選用墩梁固結(jié)結(jié)構(gòu)。對于較高的橋墩，連續(xù)結(jié)構(gòu)不利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，而且會嚴(yán)重?fù)p壞支座，因為墩柱底只要有微小的轉(zhuǎn)角，就會產(chǎn)生很大的墩頂移位。此外，墩梁固結(jié)不需設(shè)支座， 避免了由于支座更換帶來的麻煩。如果橋梁周圍地基較差，而且有可能產(chǎn)生不均勻沉降，此時不宜選擇墩梁固結(jié)和結(jié)構(gòu)連續(xù)體系。但是可以選擇簡支結(jié)構(gòu)。不等跨連續(xù)結(jié)構(gòu)邊跨與中跨跨徑的匹配要十份注意，

15、此時，邊跨與中跨跨徑的比值在0.55-0.7之間。 </p><p>　　4.2下部結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　4.2.1橋墩設(shè)計:橋墩的結(jié)構(gòu)多為方柱墩和等截面圓柱墩，而階形實心柱和變截面空心墩也是高墩常采用的結(jié)構(gòu)。橋墩一般要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)和承載能力驗算，但除此之外，穩(wěn)定分析也是高墩需要進(jìn)行的重要的分析，其方法主要包括能量法、位移法、靜力法以及有限元法等。而有限元法分析比較合適，

16、因為高墩有較大的自重且不可忽略，而且高墩截面多為變截面。 </p><p>　　擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是橋梁常采用的橋墩基礎(chǔ)。對于擴(kuò)大基礎(chǔ)，既要對其進(jìn)行承載驗算，又要使偏心距控制在合理范圍內(nèi)， 保證應(yīng)力分布的均勻性。常用的樁基礎(chǔ)包括摩擦樁、嵌巖樁以及柱承樁等三類。摩擦樁要進(jìn)行承載力驗算，此外由于沉降影響超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，因此還要計算沉降量，以獲得由沉降引起的荷載效應(yīng)。因為設(shè)計柱樁及嵌巖目的主要是對樁基進(jìn)入基巖的深度進(jìn)行

17、控制， 所以為了確定樁基的入土深度，要考承載力、巖層的傾向、完整性是否處于巖溶地帶等多方面因素。 </p><p>　　4.2.2橋臺設(shè)計:常用橋臺形式有柱式臺、薄壁式臺、扶壁式臺、重力式U臺以及肋型埋置式臺等。 </p><p>　　由于柱式臺與薄壁式臺的基礎(chǔ)多為單排樁基或擴(kuò)基，而且臺后土壓力較大，且其因此，導(dǎo)致這兩類橋臺高度不宜過高。雖然扶壁式臺承受較大的臺后土壓力，需要較多的配筋量，

18、導(dǎo)致造價較高，但可減少橋梁的長度，可根據(jù)實際情況決定是否采用。 </p><p><b>　　5. 結(jié)語 </b></p><p>　　總之，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計是工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)依據(jù)，只有保證設(shè)計的科學(xué)性、合理性、可行性及經(jīng)濟(jì)性，才能夠確保施工環(huán)節(jié)的安全性、有序性和高效性。所以，在進(jìn)行設(shè)計的時候，設(shè)計人員必須對項目所在區(qū)域的地貌、地質(zhì)等進(jìn)行細(xì)致的勘測、調(diào)研，

19、在綜合收集并研究相關(guān)文獻(xiàn)、資料及勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上，更精確地進(jìn)行設(shè)計，以便于保證高速公路橋梁工程的整體質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1]匡峰.淺析高速公路橋梁設(shè)計要點[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012，(01). </p><p>　　[2]呂令釗，張文濤.論山區(qū)高速公路中的橋梁設(shè)計[J].交通標(biāo)準(zhǔn)