小型生產(chǎn)橋設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

【摘要】隨著山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生產(chǎn)條件的巨大變化，小型生產(chǎn)橋的修建也較為普遍。在保證安全、經(jīng)濟(jì)、方便的情況下，生產(chǎn)橋合理的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)橋荷載的計(jì)算就尤為重要。本文就小型生產(chǎn)橋的選址及設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】生產(chǎn)橋；設(shè)計(jì)

近年來，隨著我國對農(nóng)村建設(shè)多方面的投入，新農(nóng)村建設(shè)，村村通道路改建，農(nóng)田水利，農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)，土地綜合整治等工程建設(shè)，使農(nóng)村經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)村生產(chǎn)交通隨之發(fā)展，使用較廣泛的生產(chǎn)橋的建設(shè)也迫在眉睫。生產(chǎn)橋的建設(shè)需保證安全，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，方便施工，滿足當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活。

1、生產(chǎn)橋選址

生產(chǎn)橋是道路跨越小河溝、灌排渠道的交叉建筑物。生產(chǎn)橋位置確定可參考如下幾點(diǎn)：生產(chǎn)橋位置應(yīng)根據(jù)交通要求、結(jié)合溝道及灌排渠系，選擇地形條件適宜和地質(zhì)條件良好的地點(diǎn)；生產(chǎn)橋宜與溝道及灌排渠系正交，支撐結(jié)構(gòu)不應(yīng)影響溝道及灌排渠系過水?dāng)嗝婊蜻^水能力。生產(chǎn)橋的長度應(yīng)與跨越溝道及灌排渠的寬度相適應(yīng)，其跨徑應(yīng)根據(jù)橋位處地形、地質(zhì)條件、溝道、渠道過水?dāng)嗝娴纫蛩卮_定。

2、生產(chǎn)橋設(shè)計(jì)

2.1 生產(chǎn)橋橋高及跨徑確定

①生產(chǎn)橋橋高：生產(chǎn)橋凈空高度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)洪水頻率下，小河溝水位及灌排渠道水位加安全超高確定。即：

H=h設(shè)+h超

式中：H為橋凈空高度（m）；h設(shè)為設(shè)計(jì)洪水頻率下的水深（m）；h超為安全超高（h超≥0.5m）。

②生產(chǎn)橋跨徑：生產(chǎn)橋單跨不宜超過6m，另外可根據(jù)同一洪水位下的橋下過水面積與天然河溝過水?dāng)嗝娣e相等來確定跨徑。橋結(jié)構(gòu)型式和基礎(chǔ)處理方案應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、建材來源、施工技術(shù)水平等因素確定。

2.2 生產(chǎn)橋基礎(chǔ)埋深

生產(chǎn)橋基礎(chǔ)埋置深度，在河床無沖刷處，應(yīng)在河床以下至少埋深1米，除巖石地基外；如有沖刷，橋基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)不小于橋基礎(chǔ)埋深安全值1米加上河床的沖刷深度。

2.3 生產(chǎn)橋橋板荷載計(jì)算

生產(chǎn)橋多采用簡支鋼筋混凝土板橋，允許通過小型生產(chǎn)機(jī)具，集中荷載P不超過10噸（100KN）；人群荷載規(guī)定3.0KN/m2。

1）永久荷載計(jì)算

取板寬1米進(jìn)行計(jì)算。

①板帶的延米重力

式中：鋼筋混凝土板的容重（KN/m3）；b梁、板寬（m）；h梁、板高（m）。

②構(gòu)件或板帶的板面鋪裝每延米重力

式中：為鋪裝到板面水泥混凝土面的容重（KN/m3）。

③附加（邊緣欄體）自重分配到每延米重力

/B

式中：欄體混凝土的容重（KN/m3）；b1欄體高（m）；h1欄體寬（m）；B橋?qū)挘╩）。

④構(gòu)件每延米或板帶每延米的永久作用總合

⑤構(gòu)件或板帶的永久作用效應(yīng)

跨中彎矩：

式中：lo為計(jì)算跨徑（m）。

2）可變荷載計(jì)算

可變荷載為移動(dòng)荷載。

①可變集中荷載計(jì)算

Pk=100KN

②可變?nèi)巳汉奢d計(jì)算

gk=3.0KN/m2

③可變荷載效應(yīng)

跨中彎矩：

3）荷載組合計(jì)算

跨中彎矩組合：

式中：rG為永久荷載分項(xiàng)系數(shù)；MG為永久荷載跨中彎矩；rq為可變荷載分項(xiàng)系數(shù)；Mq為可變荷載跨中彎矩；

2.4 生產(chǎn)橋橋板配筋計(jì)算

① 計(jì)算截面有效高度（假定）h0

公式：h0=h-a0

式中：h為截面高度（mm）；a0為鋼筋保護(hù)層厚度（mm）。

②計(jì)算截面抵抗矩系數(shù)αs

αs=rd·r0·Mud/（fcd·b·h20）

式中：rd為結(jié)構(gòu)系數(shù)（鋼筋混凝土取1.2）；r0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（安全等級為三級取0.9）；fcd為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）；b為橋板寬度（mm）；h0為截面有效高度（mm）。

③計(jì)算相對受壓區(qū)高度ζ

ζ=1-（1-2αs）^0.5

計(jì)算ζ=0.12﹤ζb =0.56 說明不會(huì)發(fā)生超筋破壞。

④計(jì)算鋼筋面積As

As=fcd·b·ζ·h0/fsd

式中：fsd為鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）。

⑤查表選配鋼筋直徑及間距

可查《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（葉見曙主編）附表1-7，根據(jù)鋼筋截面面積選擇鋼筋直徑及間距。

2.5 生產(chǎn)橋設(shè)計(jì)要點(diǎn)

生產(chǎn)橋的設(shè)計(jì)一般必須進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，或直接采用或套用現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集。當(dāng)直接采用和套用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖時(shí)，應(yīng)掌握以下要點(diǎn)：

①根據(jù)道路勘察確定的橋位、類型、孔徑、基礎(chǔ)埋置深度、水文地質(zhì)、沿線材料、道路等級、橋載重技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，選定相關(guān)生產(chǎn)橋的標(biāo)準(zhǔn)圖集；

②根據(jù)橋的標(biāo)準(zhǔn)圖集橋載重技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、橋的類型、孔徑、路基高度、計(jì)算水位、基礎(chǔ)埋置深度等，查定出橋的各部尺寸；

③根據(jù)查定的橋各部尺寸，繪制出所設(shè)計(jì)橋的設(shè)計(jì)圖，并查定出橋各部結(jié)構(gòu)或整座橋的工程量、材料數(shù)量；

④根據(jù)橋設(shè)計(jì)圖的工程數(shù)量、材料數(shù)量、確定的施工方法、工藝等，編制施工組織設(shè)計(jì)、預(yù)算書。

⑤當(dāng)橋標(biāo)準(zhǔn)圖基礎(chǔ)對地基容許承載力的要求小于橋基礎(chǔ)所處土層的容許承載力或相同時(shí)，橋標(biāo)準(zhǔn)圖的基礎(chǔ)寬度和長度可直接采用。當(dāng)橋基礎(chǔ)所處土層的容許承載力小于橋標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)對地基容許承載力的要求時(shí)，基礎(chǔ)尺寸需要適當(dāng)加厚、加大面積或采取小木樁密植的辦法加固土壤的措施或換土。必要時(shí)可通過計(jì)算，改用鉆孔樁基礎(chǔ)。

⑥套用橋標(biāo)準(zhǔn)圖的孔徑，一般易大，不易小。

⑦設(shè)計(jì)橋的墻身高度大于或小于標(biāo)準(zhǔn)圖的墻身高度時(shí)，橋各部相關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)進(jìn)行修改，并按修改的尺寸，繪制設(shè)計(jì)圖、計(jì)算工程數(shù)量和材料數(shù)量。

3、結(jié)語

在山區(qū)農(nóng)村，小型生產(chǎn)橋的建設(shè)，雖面大量廣，不僅需要從生產(chǎn)橋的設(shè)計(jì)到施工等環(huán)節(jié)依據(jù)科學(xué)，還需在建設(shè)過程中根據(jù)實(shí)際情況總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使建設(shè)的生產(chǎn)橋科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)，造福與當(dāng)?shù)匕傩铡?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）

[2]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）