橋梁設(shè)計(jì)在中小河流治理工程中的應(yīng)用

張秀梅，隋高陽(yáng)，邱華

橋梁設(shè)計(jì)在中小河流治理工程中的應(yīng)用

張秀梅1，隋高陽(yáng)2，邱華1

（1.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南250014；2.山東水利興水科技有限公司，山東濟(jì)南250014）

針對(duì)中小河流治理工程中生產(chǎn)橋在設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，從荷載等級(jí)、防洪標(biāo)準(zhǔn)、橋面寬度、結(jié)構(gòu)形式、細(xì)部構(gòu)造的確定等方面進(jìn)行了闡述，并呼吁對(duì)這類(lèi)橋梁加強(qiáng)后期管養(yǎng)工作。

荷載等級(jí)；防洪標(biāo)準(zhǔn)；橋面凈寬；結(jié)構(gòu)形式

在中小河流治理工程中，跨河橋梁工程占有較大的比重，而且橋梁工程的建設(shè)與河道工程管理與百姓的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，受到各級(jí)管理部門(mén)的高度重視。通過(guò)近幾年參與工程實(shí)踐，筆者對(duì)中小河流治理工程中的橋梁工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析歸納，總結(jié)出幾點(diǎn)體會(huì)。

1 橋梁工程設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及建議

1.1 荷載等級(jí)的確定

在橋梁工程設(shè)計(jì)中，首先要明確橋梁連接道路的等級(jí)，根據(jù)道路等級(jí)、交通量大小和重型車(chē)輛多少確定采用的荷載等級(jí)。中小河流治理工程中的橋梁多為滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的生產(chǎn)橋，兩側(cè)連接道路有的能達(dá)到四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，有的根本達(dá)不到四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，但筆者仍建議荷載等級(jí)采用公路Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載，不做折減，原因如下：

1）目前山東省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，村村通公路基本遍布全省，路網(wǎng)完善，農(nóng)村車(chē)輛增長(zhǎng)迅速。

2）現(xiàn)在農(nóng)村耕地正在開(kāi)展流轉(zhuǎn)模式，大面積種植各類(lèi)農(nóng)作物，機(jī)械化水平高，對(duì)田間道路上的橋梁要求相對(duì)提高。

3）按設(shè)計(jì)的全壽命周期考慮，中小橋主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限至少30年，基礎(chǔ)設(shè)施建成后承載能力就確定了，應(yīng)避免勞民傷財(cái)。

4）從工程造價(jià)方面考慮，同等的地質(zhì)條件，公路Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載和公路Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載折減0.7倍，筆者計(jì)算過(guò)，前者比后者投資高出約15%，但若結(jié)合全壽命周期設(shè)計(jì)，采用公路Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載一次性投資略高，卻更經(jīng)濟(jì)合理。

1.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》，中小河流治理工程中，其治理標(biāo)準(zhǔn)一般為10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)或者20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，很少能達(dá)到25年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，因此如何確定跨河橋梁的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)值得商榷，筆者認(rèn)為這類(lèi)跨河橋梁的洪水標(biāo)準(zhǔn)可按不低于所跨河道的治理標(biāo)準(zhǔn)確定，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)采用所跨河道的治理標(biāo)準(zhǔn)，橋梁的主體結(jié)構(gòu)不會(huì)影響河道行洪，且洪水即使達(dá)到河道的治理標(biāo)準(zhǔn)，橋面仍能正常通行，搶險(xiǎn)救災(zāi)亦能正常進(jìn)行。若按規(guī)范要求確定跨河橋梁的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，橋面高程將會(huì)根據(jù)相應(yīng)防洪標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)水位有不同程度的提高，橋面和兩岸大堤要順接，同時(shí)橋面和堤外道路也要順接，引路均要相應(yīng)增長(zhǎng)，不僅增加工程的投資，也使在道路上行駛的舒適性降低。

1.3 橋面寬度的確定

生產(chǎn)橋兩側(cè)連接道路現(xiàn)狀有的是土路，有的是寬度小于4.5 m的硬化路面，稍寬些的是6.0 m左右的硬化路面，不能完全按照規(guī)范要求來(lái)確定。因此，筆者建議根據(jù)行車(chē)道的寬度確定橋面寬度，對(duì)于連接兩側(cè)小于4.5 m寬路基的單車(chē)道橋梁，橋面凈寬采用4.5 m，對(duì)于雙車(chē)道橋梁，橋面凈寬采用6.0～7.0 m，兩側(cè)根據(jù)防護(hù)要求，設(shè)置防撞護(hù)欄或人行道欄桿。

1.4 結(jié)構(gòu)形式的確定

按照適用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀的設(shè)計(jì)原則，并根據(jù)橋位處地形、地質(zhì)、水文、氣象資料，結(jié)合橋梁跨越要求，綜合考慮材料用量、施工吊裝能力、造價(jià)等因素，橋梁上部結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，并且采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，以利集中預(yù)制、分散安裝，便于設(shè)計(jì)和施工管理。

對(duì)于跨徑為中小跨徑橋梁，其吊裝重量在30 t左右，能較好適應(yīng)國(guó)內(nèi)施工水平和能力，目前國(guó)內(nèi)公路上普遍采用的預(yù)制梁主要有預(yù)應(yīng)力T梁、預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力小箱梁，現(xiàn)以20m跨徑為例，對(duì)幾種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比較，詳見(jiàn)表1。

表1 橋梁上部結(jié)構(gòu)型式比較表

經(jīng)表1綜合比較，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板作為橋梁上部結(jié)構(gòu)采用方案，可有效降低橋面高度，縮短橋梁長(zhǎng)度，減少工程造價(jià)。若工程場(chǎng)區(qū)交通條件允許，且附近有預(yù)制廠，這種橋型方案是最經(jīng)濟(jì)合理的。橋梁結(jié)構(gòu)形式選擇平直剛勁、簡(jiǎn)潔有力的梁板式結(jié)構(gòu)，是符合橋梁美學(xué)和力學(xué)要求的，這種簡(jiǎn)潔結(jié)構(gòu)更容易與周?chē)h(huán)境相融合。結(jié)合沿線地形，擬定合理橋梁寬跨比，橋梁整體上體現(xiàn)結(jié)構(gòu)力線的連續(xù)性，使人簡(jiǎn)明地看到力傳遞的暢通途徑，給人視覺(jué)上的通暢、穩(wěn)定，增強(qiáng)平穩(wěn)的安全感。橋梁方案選擇上，要把質(zhì)量安全當(dāng)作首要因素考慮，決不能刻意追求“新、奇、特”橋型結(jié)構(gòu)，以防止出現(xiàn)質(zhì)量安全隱患。總之，每個(gè)工程項(xiàng)目都有各自的特點(diǎn)，選用何種橋型方案不是固定的，合適的就是最好的。

1.5 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)

在橋梁設(shè)計(jì)中，橋梁主體結(jié)構(gòu)受力一般是大家關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)一些細(xì)部構(gòu)造容易忽視，從而造成橋梁整體結(jié)構(gòu)的破壞。中小橋梁的細(xì)部構(gòu)造同樣重要，橋面鋪裝、排水設(shè)施、伸縮裝置、欄桿、支座以及支座墊石等絕不容忽視。

橋面鋪裝目前常用的為瀝青混凝土鋪裝和普通的現(xiàn)澆防水混凝土鋪裝兩種形式，根據(jù)橋梁兩側(cè)連接路的路面材料和橋面鋪裝層工程量的多少綜合考慮橋面鋪裝采用形式，避免出現(xiàn)一座小橋幾方瀝青混凝土，讓施工單位無(wú)法施工的局面。無(wú)論采用何種形式，都需做好防水處理，防水層的設(shè)置可減少鋼筋的銹蝕，保證橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

排水設(shè)施、伸縮裝置和欄桿設(shè)計(jì)按照工程設(shè)計(jì)的常規(guī)做法基本都能達(dá)到功能要求，現(xiàn)在要強(qiáng)調(diào)一下支座和支座墊石設(shè)置的重要性。中小生產(chǎn)橋一般均設(shè)置板式橡膠支座，其使用壽命一般20年左右，低于主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命，因此要考慮橋梁在服役期間支座的維護(hù)和更換問(wèn)題，墩臺(tái)蓋梁上設(shè)置支座墊石是非常必要的，以便檢查和更換支座時(shí)能有足夠的空間。

2 結(jié)語(yǔ)

橋梁的設(shè)計(jì)僅為其全壽命周期提供最基礎(chǔ)的技術(shù)保障，而橋梁的長(zhǎng)期正常使用，不僅取決于建造質(zhì)量，更依賴(lài)于后期的管養(yǎng)水平。目前這種非等級(jí)公路上的跨河橋梁，在水利工程建設(shè)中完成，一般后期養(yǎng)護(hù)也屬于水利工程管理部門(mén)，交通運(yùn)輸部門(mén)基本不參與這類(lèi)橋梁的管養(yǎng)工作，而水利部門(mén)的管養(yǎng)對(duì)水閘、泵站等水利建筑工程非常重視，對(duì)跨河橋梁的重視度相對(duì)較低，且管養(yǎng)技術(shù)水平相對(duì)交通運(yùn)輸部門(mén)也較低，同時(shí)無(wú)法對(duì)超載車(chē)輛采取管制措施，因此相關(guān)部門(mén)相互協(xié)調(diào)，對(duì)這類(lèi)橋梁的管養(yǎng)給予足夠的重視，以保障該類(lèi)橋梁的長(zhǎng)期正常使用。

（責(zé)任編輯 趙其芬）

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2017-04-08

張秀梅（1977—），女，工程師