公路橋梁設(shè)計(jì)的問(wèn)題分析

賴(lài)均遠(yuǎn)

摘要：近幾年，我國(guó)對(duì)公路橋梁的建設(shè)也越來(lái)越快，使我國(guó)的交通系統(tǒng)也迅速發(fā)展起來(lái)。本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)就公路橋梁設(shè)計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；上部結(jié)構(gòu)橋；高墩設(shè)計(jì)；安全問(wèn)題

1.幾個(gè)需要注意的問(wèn)題

1.1 橋梁預(yù)制梁、板布設(shè)問(wèn)題

橋梁最常見(jiàn)的橋梁結(jié)構(gòu)就是預(yù)制結(jié)構(gòu)。預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁就是橋梁的上部結(jié)構(gòu)在預(yù)制場(chǎng)地提前預(yù)制好后，通過(guò)施工機(jī)械直接架設(shè)到橋梁的下部結(jié)構(gòu)上。預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工方便快捷、節(jié)省造價(jià)。因而，可以從設(shè)計(jì)到施工上批量生產(chǎn)的預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁成為橋梁設(shè)計(jì)方案的首選。但是，對(duì)于預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁來(lái)說(shuō)，它也有一些局限性。首先，預(yù)制橋梁的上部結(jié)構(gòu)理論上講必須是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度跨徑。因而，如何合理的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)跨徑板、梁來(lái)布設(shè)橋孔方案是預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁最基本的問(wèn)題。其次，預(yù)制結(jié)構(gòu)板、梁除了跨徑都為標(biāo)準(zhǔn)跨徑外，它自身結(jié)構(gòu)也都為直線結(jié)構(gòu)。然而，有時(shí)由于地形地勢(shì)的影響，往往其平面線型均帶有一定的曲線半徑，因此，直線預(yù)制的板梁如何布設(shè)到平曲線上，并且整體線型必須滿足平曲線的線型布置便是預(yù)制結(jié)構(gòu)又一突出的問(wèn)題，也就是直線結(jié)構(gòu)在曲線線形上的擬合問(wèn)題?？傊A(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁方案擬定的合理與否以及預(yù)制梁、板布置方法的優(yōu)劣將會(huì)對(duì)該橋的施工進(jìn)程、造價(jià)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。只有合理的方案擬定，科學(xué)的板、梁布置才能充分發(fā)揮預(yù)制結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化的優(yōu)點(diǎn)。需要注意的是，預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁方案擬定好之后，在做細(xì)部設(shè)計(jì)時(shí)，最先遇到的問(wèn)題就是預(yù)制板或預(yù)制梁的布置問(wèn)題。預(yù)制的板、梁結(jié)構(gòu)一般都是直線結(jié)構(gòu)，往往就會(huì)產(chǎn)生出很多細(xì)節(jié)上的矛盾。如果板、梁布置的精巧合理，就可以充分發(fā)揮預(yù)制結(jié)構(gòu)可批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，加快施工進(jìn)度，降低造價(jià)。反之，如果板、梁布置不當(dāng)，往往非但不能提高施工效率，反而會(huì)給工程建設(shè)增加難度，影響施工進(jìn)度，為了求快反而慢，增加費(fèi)用，得不償失。因而，解決好上部構(gòu)造梁、板布置與平面曲線的適應(yīng)關(guān)系是設(shè)計(jì)好預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。因此，橋梁設(shè)計(jì)工作者，做預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，在梁、板布置方法上需下功夫，選擇一個(gè)更加巧妙的布置方法，盡可能的充分發(fā)揮預(yù)制結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁橋上部結(jié)構(gòu)應(yīng)力問(wèn)題

預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁橋的配束原則：1）應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束筋的型式與錨具型式，對(duì)不同跨徑的梁橋結(jié)構(gòu)，要選用預(yù)加力大小恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束筋，以達(dá)到合理的布置型式。避免造成因預(yù)應(yīng)力束筋與錨具型式選擇不當(dāng)，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸加大。因?yàn)椋?dāng)預(yù)應(yīng)力束筋選擇過(guò)小，每束的預(yù)加力不大，在大跨結(jié)構(gòu)中造成布束過(guò)多，因構(gòu)造尺寸限制布置不下時(shí)，則要求增大截面。反之，在跨徑不大的結(jié)構(gòu)中，如選擇尺寸與預(yù)加力很大的單根束筋，也可能使結(jié)構(gòu)受力過(guò)于集中而不利；2）預(yù)應(yīng)力束筋的布置要考慮施工的方便，也不能如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中任意切斷鋼筋那樣去切斷預(yù)應(yīng)力束筋，而導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)中布置過(guò)多的錨具。由于每根束筋都是一巨大的集中力，這樣錨下應(yīng)力區(qū)受力復(fù)雜，因而必須在構(gòu)造上加以保證，為此常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，而使施工不便；3）預(yù)應(yīng)力束筋的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中避免引起過(guò)大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力；4）預(yù)應(yīng)力束筋的配置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性，這往往與梁橋體系，構(gòu)造尺寸、施工方法的選擇都有密切關(guān)系；5）預(yù)應(yīng)力束筋應(yīng)避免使用多次反向曲率的連續(xù)束，因?yàn)檫@會(huì)引起很大的摩阻損失，降低預(yù)應(yīng)力束筋的效應(yīng)。需要注意的是，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，各個(gè)截面的應(yīng)力是有一定的取值范圍的。最好將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，各個(gè)截面沒(méi)有拉應(yīng)力而有一定量的壓應(yīng)力儲(chǔ)備。若無(wú)法通過(guò)調(diào)束使各個(gè)截面均為壓應(yīng)力，則允許個(gè)別截面存在拉應(yīng)力，拉應(yīng)力的取值以不超過(guò)2MPa為宜，即各控制截面允許出現(xiàn)不使截面開(kāi)裂的拉應(yīng)力。

1.3 橋梁下部柔性高墩的設(shè)計(jì)方法

集成剛度法是指把單層多跨結(jié)構(gòu)，逐跨濃縮為兩端具有抗推的彈性支承的單跨結(jié)構(gòu)，從而逐跨解析結(jié)構(gòu)內(nèi)力。結(jié)構(gòu)抗推（拉）的剛度用一彈簧表示，利用彈簧模型的串、并聯(lián)關(guān)系模擬剛度的集合。集成剛度法計(jì)算柔性橋墩的主要概念有兩點(diǎn)，一是用串聯(lián)的和并聯(lián)的彈簧結(jié)構(gòu)來(lái)模擬柔性墩及其支座，二是由一端岸墩起逐孔的將若干孔橋梁的總抗推剛度推算出來(lái)，稱(chēng)為集成剛度，用以解算全橋的位移和受力。對(duì)于連續(xù)梁橋，墩頂橡膠支座可視作水平彈性支承，故橋墩與其支座的集成剛度可認(rèn)為是串聯(lián)關(guān)系，而各個(gè)橋墩之間，由于有共同的上部結(jié)構(gòu)連接因而位移相同受力卻各自分擔(dān)，可認(rèn)為各個(gè)橋墩之間是并聯(lián)關(guān)系。在應(yīng)用集成剛度法的具體計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)該注意在首次水平力計(jì)算完畢后，應(yīng)對(duì)各墩臺(tái)分配到的水平力和橋梁支座摩阻力進(jìn)行比較，確定是否需要再分配計(jì)算。下部墩柱水平力的計(jì)算。下部墩柱水平力主要包括汽車(chē)制動(dòng)產(chǎn)生的水平力和溫度變化產(chǎn)生的水平力。集成剛度法就是通過(guò)計(jì)算出一聯(lián)橋墩臺(tái)各自的剛度以及該聯(lián)橋的總抗推剛度，通過(guò)各墩臺(tái)自身剛度占該聯(lián)橋總抗推剛度的比例來(lái)分配該聯(lián)橋的制動(dòng)力和溫度力，以求解各墩臺(tái)所承受的水平力。然后通過(guò)該水平力求得墩臺(tái)所承受的最大彎矩，并計(jì)算出墩臺(tái)的豎向力，進(jìn)行配筋計(jì)算和裂縫驗(yàn)算，完成整個(gè)墩臺(tái)的下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.4 安全問(wèn)題

1）預(yù)警預(yù)報(bào)制度。目前國(guó)家、各省及各企業(yè)基本上是全民重視安全生產(chǎn)工作，安全生產(chǎn)管理文件持續(xù)不斷的下發(fā)、檢查、整改、落實(shí)，但作為隧道安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)性極高的施工作業(yè)，必須首先確立預(yù)警預(yù)報(bào)制度，隱患無(wú)論大小均應(yīng)建立預(yù)警預(yù)報(bào)制度，只有建立了預(yù)警預(yù)報(bào)制度才能引起全體員工的重視，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、消除隱患，確保安全施工；2）安全管理工作程序。每個(gè)企業(yè)都會(huì)將安全生產(chǎn)管理進(jìn)行層層分解，逐步細(xì)化到每位員工，但是分解的層次越多就需要管理的工作程序越通暢，否則勢(shì)必造成安全管理工作脫節(jié)，甚至根本就稱(chēng)不上管理，所以工作程序必須保證通暢并有效運(yùn)作；3）事故報(bào)告制度。國(guó)家、省都對(duì)安全事故報(bào)告制度進(jìn)行了規(guī)定，同時(shí)施工單位也有相應(yīng)的要求，所有施工人員對(duì)事故報(bào)告制度必須執(zhí)行和落實(shí)，只有將所有事故進(jìn)行報(bào)告甚至是曝光，才能在事故發(fā)生時(shí)追究到每個(gè)責(zé)任人，只有這樣才能克服管理人員麻痹大意的心理，避免事故的發(fā)生；4）應(yīng)急演練制度。雖然每個(gè)施工人員均經(jīng)過(guò)上崗培訓(xùn)，但并不是每個(gè)人都有經(jīng)歷安全事故的經(jīng)驗(yàn)，不經(jīng)過(guò)事故應(yīng)急演練，施工人員真正面對(duì)事故的時(shí)候?qū)⒁黄Ｈ?、無(wú)所適從，根本不知道如何救人甚至是自救，所以必須針對(duì)隧道施工的相應(yīng)危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，針對(duì)性組織應(yīng)急演練，配足應(yīng)急物資，當(dāng)施工人員面對(duì)事故的時(shí)候能夠有效開(kāi)展救援與自救，為安全生產(chǎn)提供保障。

2. 結(jié)束語(yǔ)

確保橋梁施工安全不僅可以保證施工人員生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)可以給施工企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，只有在設(shè)計(jì)、施工、管理工作中精心設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)反饋、及時(shí)調(diào)整、徹底落實(shí)，就能夠提供橋梁施工的安全保障。文章對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中預(yù)制結(jié)構(gòu)的方案擬定和梁、板布置問(wèn)題進(jìn)行了全面的分析，對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)配束過(guò)程中應(yīng)力做了分析，對(duì)柔性高墩的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析研究，給出了相應(yīng)的研究結(jié)論，希望對(duì)于我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)起到一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]段青萍.試論道路橋梁冬季施工中混凝土澆筑的施工技術(shù)[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011.08.

[2]李健，辛克貴，張崇厚，葉楨翔，易桂香.梁拱組合體系橋梁的設(shè)計(jì)實(shí)例[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.03.

[3]孟瑤，荊彤彤.淺析地下水對(duì)公路路基的侵害分析及解決措施[J].黑龍江科技信息，2009.12.

[4]陳祥，金偉江.淺議我國(guó)道路橋梁建筑施工中軟弱地基的處理方法[J].科技信息，2009.12.

[5]郭玉民.淺談超限運(yùn)輸對(duì)公路橋梁的破壞[J].河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.10.