山區(qū)公路橋梁設(shè)計分析

【摘要】要建設(shè)好山區(qū)的公路橋梁，就需要因地制宜的進行設(shè)計。本文主要根據(jù)山區(qū)公路橋梁設(shè)計原則，對其公路橋梁設(shè)計進行研究，以供同仁參考。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)；公路橋梁；設(shè)計

隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，我國山區(qū)公路橋梁的建設(shè)越來越多，尤其是西部地區(qū)的公路橋梁迅速增加。山區(qū)公路橋梁的建設(shè)是一項十分艱巨的工作，主要是因為山區(qū)的地質(zhì)比較復雜，阻礙物比較多，其線路中有許多地方需要修建橋梁隧道。此外，目前公路橋梁的建設(shè)不僅僅要滿足安全、經(jīng)濟等條件，而且還符合環(huán)保和美觀的要求。因此，山區(qū)公路橋梁的設(shè)計就更加重要了。

1、山區(qū)公路橋梁設(shè)計原則

山區(qū)公路橋梁設(shè)計的總原則可以歸結(jié)為：安全性，舒適性，經(jīng)濟性，環(huán)保性。

1.1安全原則

安全性是山區(qū)公路橋梁設(shè)計的首要原則，安全是保證山區(qū)橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)。在山區(qū)建設(shè)公路橋梁是十分危險的，因為，山區(qū)自然條件比較差，周圍也比較荒蕪。所以，設(shè)計師在對山區(qū)公路橋梁設(shè)計時，要將山區(qū)風荷載的作用考慮進去，山區(qū)的風要比城區(qū)的風大，且山區(qū)溫差變化也比較大，因此在設(shè)計時就需要考慮到凍漲力對公路橋梁穩(wěn)定性的影響。此外，在設(shè)計公路橋梁時，還需要考慮到山區(qū)的地質(zhì)條件，這些因素的考慮主要是為了保證公路橋梁的安全。

1.2舒適原則

山區(qū)公路橋梁的設(shè)計不僅僅要滿足承載力的要求，而且還需要滿足行駛者舒適性要求。這就要求設(shè)計者在對公路橋梁設(shè)計時盡量減少伸縮縫的布置，以此來減少對車輛的振動和沖擊。因此，在對山區(qū)公路橋梁選型時，就需要盡量選擇連續(xù)剛構(gòu)和連續(xù)梁、橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的梁或板體系，盡量增加連續(xù)段的長度，減少伸縮縫的布置。此外，在對山區(qū)公路橋梁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，還需要考慮到公路橋梁中所使用的構(gòu)件的剛度是否滿足要求，避免因剛度不夠而對橋梁產(chǎn)生振動和變形。

1.3經(jīng)濟原則

經(jīng)濟原則指的就是在山區(qū)公路橋梁工程滿足質(zhì)量要求的情況下，盡可能的減少資金的使用，使其性價比達到最高。因此，設(shè)計者在設(shè)計時就需要想辦法改變公路橋梁的設(shè)計結(jié)構(gòu)，將當?shù)氐默F(xiàn)有資源充分利用起來，以此來降低山區(qū)公路橋梁的建設(shè)成本。

1.4環(huán)境保護原則

隨著人們生活水平的不斷提高，人們越來越重視環(huán)境保護。因此，在山區(qū)公路橋梁設(shè)計過程中就需要將環(huán)境保護考慮進去，公路橋梁的修建位置，是否會破壞當?shù)氐霓r(nóng)田，是否需要將周圍樹木砍伐掉，某個地質(zhì)構(gòu)造是否會受到破壞等等，在設(shè)計時都需要進行考慮。此外，一旦周圍的環(huán)境受到破壞，就需要及時的采取措施進行補救，將其破壞減少到最小。只有這樣才能有效的保護好周圍的環(huán)境。

2、橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

山區(qū)公路橋梁的建設(shè)是一項比較復雜的工作，為了使其施工更加標準化，投資更加合理化，就需要對其上部結(jié)構(gòu)進行重點設(shè)計。其在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要選擇好結(jié)構(gòu)形式，并且處理好跨徑與墩高的關(guān)系。

山區(qū)公路橋梁常使用的標準化、裝配化跨徑主要有以下幾類：16m、20m、25m、30m、40m、50m，其橫斷面的結(jié)構(gòu)形式有：小箱梁、T梁、空心板等。公路橋梁的跨徑不同對應(yīng)的橫斷面形式也是不一樣的，因此，設(shè)計者在對公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要針對實際情況進行選擇。一般山區(qū)公路橋梁標準橫斷面是優(yōu)先選用T梁。此外，由于山區(qū)公路交通運輸、場地預制條件均較差，大型機具進入困難，其50mT梁架設(shè)設(shè)備要求較高，運輸及安裝過程中變形不易控制，因此一般情況下不選用50m跨徑T梁，所以山區(qū)公路橋梁，宜采用的標準跨徑為16m、20m、25m、30m、40mT梁。

跨徑與墩高之間關(guān)系的處理?？鐝脚c墩高之間的比例一般都是按照美學原則進行設(shè)計的，其比值一般都是控制在0.618-1之間。根據(jù)相關(guān)研究和實際經(jīng)驗證明：12-20m的墩高一般和20m跨徑T梁最相適應(yīng)， 18-30m的墩高一般與30m跨徑最為適應(yīng)，40m跨徑則與墩高24m-40m的最為適應(yīng)。由于山區(qū)地形比較復雜，因此，設(shè)計師在對跨徑與墩高設(shè)計時就需要盡可能的選擇一種跨徑，使施工變得更加標準化。當山區(qū)公路橋梁有多種跨徑方案選擇時，設(shè)計者就需要根據(jù)橋梁整體結(jié)構(gòu)的成本比較再選擇。

3、橋梁下部構(gòu)造設(shè)計

3.1橋墩設(shè)計

一般而言，矮橋墩的設(shè)計是由強度控制的，但如果墩高比較高，那么就需要將橋墩的穩(wěn)問題考慮進去了。大量的計算實驗表明：對于高墩（>40m）采用實心截面，其高度不宜超過50m；當墩高大于50m時，宜采用空心薄壁墩截面。采用空心薄壁墩，墩高超過65m左右時順橋向應(yīng)考慮放坡，因為采用等寬尺寸時施工雖然方便，但為了保證橋墩的穩(wěn)定，墩柱和帽梁必需加大尺寸，這樣材料會浪費較大。對于高度較矮的橋墩（<40m）多采用柱式墩或變截面T墩，當墩高較矮（<30m）時以柱式墩最常用；當墩高較高（>30m）時多采用變截面T墩。柱式墩又分為圓柱墩和方柱墩。圓柱墩施工中外觀質(zhì)量易控制，且與樁基銜接方便。但從美觀上來說，方柱有棱有角，與上構(gòu)梁體協(xié)調(diào)，有一定的視線誘導性，較美觀。從受力上看，截面積相等的方柱和圓柱，方柱抗彎剛度大于圓柱，受力優(yōu)于圓柱，當體系為連續(xù)剛構(gòu)時，方柱可以方便地通過調(diào)整兩個方向的尺寸來調(diào)整墩柱的剛度，從而達到調(diào)整墩柱受力的目的。圓柱為各向同性，調(diào)整起來效果差一些。而采用變截面T墩，只一個墩柱，就避免了上述缺陷。究竟采用哪種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)綜合考慮施工進度、質(zhì)量、安全和節(jié)省材料及美觀之間的關(guān)系。

3.2橋臺設(shè)計

山區(qū)公路橋梁橋臺一般采用重力式U型臺、肋板臺、樁柱式臺。其中以重力式U臺最常用，根據(jù)《墩臺與基礎(chǔ)》規(guī)定，U臺適應(yīng)的填土范圍為4～10m，所以U臺的高度最好控制在10m以內(nèi)。山區(qū)橋梁有一個顯著特征就是橫向、縱向橫坡較陡，為了適應(yīng)地形、減小開挖、節(jié)約工程量，U型臺設(shè)計時必須根據(jù)地形、地質(zhì)狀況合理錯臺、分臺。樁柱式橋臺由于抗推剛度小，當聯(lián)長較長，臺后填土高度較高時不宜使用；一般臺后填土高度宜控制在5m以下，聯(lián)長宜控制在150米以內(nèi)。埋置式肋板臺適應(yīng)范圍廣一些，但也不宜太高，不宜超過12m。由于山區(qū)公路地形陡峭，橋臺往往不能設(shè)置錐坡。這時采用樁柱式或肋板臺會受到較大限制。所以，當?shù)刭|(zhì)情況較差時，常常會出現(xiàn)U臺下設(shè)置樁基的情況。

4、結(jié)束語

綜上可知，山區(qū)公路橋梁存在的不確定性因素比較多，且山區(qū)公路橋梁的建設(shè)難度比較大，因此，其建設(shè)的成本就比較高，為了更好的控制山區(qū)公路橋梁資金造價，就需要在設(shè)計時因地制宜。

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