市政常用跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

錢震

【摘 要】在市政橋梁建設(shè)中，要想保證橋梁結(jié)構(gòu)的性能，減少病害情況的發(fā)生，就有必要提升橋梁上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平，在滿足規(guī)范要求的前提下，不斷優(yōu)化橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，以確保橋梁的正常使用，提升城市交通水平。

【關(guān)鍵詞】市政橋梁；上部結(jié)構(gòu)；城市交通

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對于城市交通出行的要求越來越高，而傳統(tǒng)橋梁隨著時間的推移，出現(xiàn)例如裂縫、滲水、鋼筋銹蝕等病害，嚴(yán)重影響城市交通的發(fā)展。因此，為了更好的發(fā)揮城市交通對社會發(fā)展的巨大作用，我們必須優(yōu)化橋梁設(shè)計，減少橋梁病害，使其更具耐久性及承載力。而上部結(jié)構(gòu)作為橋梁的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)質(zhì)量將直接影響交通的正常運(yùn)行，所以必須重視橋梁上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

一、橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計重要性

橋梁上部結(jié)構(gòu)除了直接承受永久荷載、可變活載和偶然荷載外，還會受到例如氣候環(huán)境等因素的影響，一旦上部結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題，將會直接導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)性能的下降，進(jìn)而威脅車輛以及行人的通行安全。我們在橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要結(jié)合多方面因素，運(yùn)用合理的計算方式，對橋梁承載力進(jìn)行準(zhǔn)確計算，以增強(qiáng)橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，減少材料等方面的損耗，保證橋梁的耐久度和穩(wěn)定性，確保行車安全。同時，在設(shè)計過程中，還要對存在的變量予以科學(xué)考量，以此加強(qiáng)承載力值設(shè)計的有效性，延長橋梁的使用壽命。

二、常用的跨徑混凝土梁截面形式

市政橋梁的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，我們需在現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況選擇合理的優(yōu)化處理方案，以保證橋梁的設(shè)計質(zhì)量。在橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先要確定主梁內(nèi)容，對其跨徑以及截面各項指標(biāo)進(jìn)行分析和比較，選擇合適的材料和施工方案，這樣才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的各項能力，優(yōu)化其使用性能。

目前市政橋梁施工建設(shè)中，常使用的橋梁多為梁式橋，梁式橋主要有受力體系明確、設(shè)計和施工技術(shù)成熟等優(yōu)點，梁式橋的截面形式主要有板式、梁肋式和箱式這三種。板式截面主要分為實心板和空心板這兩種類別，實心板的結(jié)構(gòu)和施工操作都較為簡單，但其自重較大，對材料的利用不太合理，其跨越能力有限（8米以下）；空心板一般由工廠對單個空心板進(jìn)行預(yù)制，現(xiàn)場通過架梁機(jī)架設(shè)并通過橫向鉸縫進(jìn)行連接，但是鉸縫的施工質(zhì)量是直接關(guān)乎整個橋梁結(jié)構(gòu)體系的受力，如果鉸縫出現(xiàn)問題就會出現(xiàn)單個空心板受力的情況，對于結(jié)構(gòu)是及其不利的，而且跨徑超過20米選用空心板就不太經(jīng)濟(jì)。梁肋式橋在市政中一般指的是T梁，T梁制作簡單，便于成批大量生產(chǎn)、梁體安裝方便、上部結(jié)構(gòu)施工對地面交通影響較小，但橫向抗扭剛度小，整體性差，單個T梁穩(wěn)定性不足，運(yùn)輸特別是現(xiàn)場安裝時比較復(fù)雜，同時T梁建筑較高，在市政中特別是互通立交等有凈空限制的條件下對方案的設(shè)計提高一定難度，縱、橫梁密布，比較凌亂，景觀效果較差。

箱型截面的抗彎、抗扭剛度較強(qiáng)，能夠更好的提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，常用的有小箱梁和大箱梁，小箱梁一般為裝配式橋梁，具有梁高較矮，施工速度快，適應(yīng)范圍廣的特點，但其對施工工藝要求較高，箱式內(nèi)模板安裝不易，且后期不宜檢修；大箱梁結(jié)構(gòu)跨越能力強(qiáng)，對于等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，常規(guī)跨徑在25米～50米左右，能很好的滿足城市立交橋和高架橋的使用要求。大跨度箱梁常采用變截面連續(xù)梁，梁底采用拋物線或者圓弧線，線條優(yōu)美、視覺通透，能很好的融入到城市周邊環(huán)境中去。同時跨中梁高較低，增大了橋下凈空，有利于縮短橋長。其缺點為：常采用支架施工，施工期間對地面交通有一定影響，造價也略高，當(dāng)采用懸澆法施工時，對施工工藝要求較高，施工工期長，造價高。

三、常用的跨徑鋼梁截面形式

在早期時候，我國的鋼梁多用在鐵路橋中，如南京長江大橋等。隨著鋼材產(chǎn)量的增加以及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工技術(shù)的不斷完善，鋼橋也被用在市政橋梁的建設(shè)中。參考中國市政建設(shè)中的鋼梁橋主要有鋼板梁橋以及鋼箱梁橋兩種，鋼梁一般用于凈空限制、互通立交或者受力不太明確異形平面中，特別是對于小半徑但是需要大跨度橋梁的立交，在混凝土梁不滿足設(shè)計要求的情況下，鋼箱梁能完美的解決這個難題。相比較于混凝土梁，鋼箱梁具有建筑高度低、自重輕、施工快速、對環(huán)境影響小等優(yōu)點，但鋼箱梁橋面鋪裝易出現(xiàn)病害且造價較高，后期的維護(hù)費(fèi)用也較一般混凝土梁大，同時需要專門的設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸和吊裝，因此一般來說，在相同條件下優(yōu)先選取混凝土梁橋。

由此可知，在橋梁建設(shè)中，可以結(jié)合橋梁截面自身的特征，在確保各項性能指標(biāo)符合規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際工況，綜合比較景觀、經(jīng)濟(jì)等方面的因素按照相關(guān)要求實行優(yōu)化設(shè)計。

四、結(jié)束語

綜上所述，市政常用跨徑橋梁與交通正常運(yùn)行有著直接聯(lián)系，橋梁上部結(jié)構(gòu)與橋梁耐久性、使用情況密切相關(guān)。隨著城市交通車流量的不斷增加，原有橋梁結(jié)構(gòu)老化現(xiàn)象日益嚴(yán)重，如果不能對其進(jìn)行及時的優(yōu)化處理，將會直接影響城市交通發(fā)展水平，阻礙城市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。對此，我國應(yīng)該不斷解決市政橋梁建設(shè)中存在的不足之處，優(yōu)化設(shè)計橋梁上部結(jié)構(gòu)，減少橋梁維護(hù)過程中帶來的資金損耗，與此促進(jìn)城市交通的良好發(fā)展，為城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施貢獻(xiàn)力量。

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