山區(qū)中小橋梁設(shè)計原則及設(shè)計要點(diǎn)研究

吳方杰

(四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計研究院， 四川 成都 610000)

0 前言

在進(jìn)行山區(qū)公路建設(shè)的過程中，由于受到地形地質(zhì)條件的限制，所以橋梁在山區(qū)公路工程中應(yīng)用得非常普遍，而且山區(qū)公路橋梁大都以中小橋梁為主。山區(qū)中小橋梁的設(shè)計不同于其它橋梁的設(shè)計，在對其進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須要考慮多方面因素的影響，在設(shè)計前期對于建設(shè)場地的地形地質(zhì)情況全面地進(jìn)行勘察，同時還需要考慮其經(jīng)濟(jì)可行性，因此掌握山區(qū)中小橋梁的設(shè)計原則以及設(shè)計原則對于保證山區(qū)中小橋梁的設(shè)計質(zhì)量以及施工質(zhì)量有著非常重要的影響。

1 山區(qū)中小橋梁設(shè)計原則

1.1 安全性原則

在對于山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計的時候，首先必須要遵循安全性原則，對于任何一種橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，安全都是其最基本的一個原則。而在對于山區(qū)中小跨徑橋梁進(jìn)行設(shè)計的過程中，由于山區(qū)的地質(zhì)、地形、地貌條件都較為復(fù)雜，而且存在著諸多的安全隱患，所以在這樣的環(huán)境中進(jìn)行橋梁的建設(shè)，必須要充分的考慮其安全性。因此在設(shè)計的過程中，除了需要對于地震荷載、恒載、活載以及施工荷載加以考慮之外，由于山區(qū)的自然條件以及氣象條件往往具有多變的特征，所以在設(shè)計的過程中還必須要充分地考慮風(fēng)荷載、雪荷載、凍脹力以及水力等因素對于橋梁結(jié)構(gòu)安全造成的影響，合理地進(jìn)行設(shè)計，從而設(shè)計出最有利于橋梁結(jié)構(gòu)安全的方案。

1.2 便于施工原則

在山區(qū)之中，地形的起伏較大，而且存在著大量縱橫交錯的溝壑，因此在這樣的環(huán)境進(jìn)行橋梁的建設(shè)，其建設(shè)難度往往較大，所以在對于山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計的過程中，還必須要遵循便于施工活動開展的原則。設(shè)計合理的橋梁結(jié)構(gòu)方案，使得山區(qū)中小橋梁施工活動的難度能夠得以降低。在山區(qū)施工過程中現(xiàn)場布設(shè)的難度往往較大，同時一些大型機(jī)械設(shè)備的使用也較為不便，而且材料運(yùn)輸也具有較大的難度，所以在對于山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計的時候，必須要對于這些因素加以考慮，盡量為施工現(xiàn)場的布設(shè)創(chuàng)造一個良好的條件，同時減少對于大型機(jī)械設(shè)備的使用，盡量采用小跨徑的預(yù)制構(gòu)件，從而使得山區(qū)中小橋梁的施工難度能夠有所降低，更加有利于施工活動的開展。

1.3 經(jīng)濟(jì)性原則

在山區(qū)進(jìn)行橋梁的建設(shè)，由于受到地形地質(zhì)條件的限制，同時施工的難度也相對較大，所以相應(yīng)的建設(shè)成本也就更高。因此，從成本控制的角度來看，在對于山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計的時候，還必須要遵循經(jīng)濟(jì)性原則。在山區(qū)中小橋梁設(shè)計的過程中，上部結(jié)構(gòu)形式的選擇、基礎(chǔ)形式的選擇以及材料的選擇都會對于中小橋梁的造價造成影響，所以必須要確定多種山區(qū)中小橋梁方案，并且從技術(shù)層面和經(jīng)濟(jì)層面對于各種設(shè)計方案進(jìn)行比較，選擇出技術(shù)可行且成本最為合理的方案，有效地控制山區(qū)中小橋梁的成本。

2 山區(qū)中小橋梁設(shè)計要點(diǎn)

2.1 山區(qū)中小橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

在對于橋梁上部結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇的時候，必須要依據(jù)山區(qū)的地形情況選擇最為合理的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)該盡量采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，從而更加有利于施工活動的開展。在對于山區(qū)中小橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候，主梁的設(shè)計是一個重點(diǎn)內(nèi)容。而在山區(qū)中小橋梁中，預(yù)制裝配式主梁應(yīng)用得較為普遍，通過采用預(yù)制裝配式主梁，更加有利于施工活動的開展，同時也更加有利于保證橋梁的質(zhì)量。預(yù)制裝配式主梁主要包括三種類型，分別是空心板、小箱梁和T梁，三種預(yù)制裝配式主梁的橫斷面圖如圖1所示。而在對于主梁的類型加以確定時，需要考慮施工現(xiàn)場的地形地貌、水流情況等因素，比如說空心板可以應(yīng)用在多種較為復(fù)雜的環(huán)境之中，在20m以下的山區(qū)中小跨徑橋梁中應(yīng)用得較為普遍，但是橋梁底板裂縫以及橋面鋪裝開裂或脫落是其常見的質(zhì)量問題。而小箱梁則具有良好的跨越性能，而且其抵抗扭矩的能力較強(qiáng)，在一些土質(zhì)疏松或者是缺乏有力支撐的山區(qū)中常常采用該種類型的主梁。而T梁的強(qiáng)度也較大，同時具有較強(qiáng)的跨越能力，更加有利于橋梁質(zhì)量的提升，因此也較為適宜于應(yīng)用在山區(qū)中小橋梁之中。

圖1 預(yù)制裝配式主梁橫斷面圖

2.2 山區(qū)中小橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

在對于山區(qū)中小跨徑橋梁進(jìn)行設(shè)計的過程中，下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是一個重點(diǎn)，橋梁的下部結(jié)構(gòu)主要包括了橋墩和橋臺，而在對于橋墩以及橋臺進(jìn)行設(shè)計的過程中，也需要充分地考慮施工現(xiàn)場的實(shí)際條件以及施工活動開展的便利性。

首先，在對于橋墩進(jìn)行設(shè)計的過程中，應(yīng)該結(jié)合主梁的類型、結(jié)構(gòu)體系、橋墩的高度等對于橋墩形式以及尺寸加以確定，在山區(qū)中小橋梁之中，應(yīng)用得較多的橋墩有矩形墩、圓柱墩和柱式墩，這里以圓柱墩為例，對于橋墩設(shè)計的要點(diǎn)加以說明。一般在山區(qū)進(jìn)行橋梁設(shè)計的時候，橋墩高矮差距往往較大，所以為了保證施工活動的順利開展，在設(shè)計的過程中應(yīng)該盡量減少樁柱的類型，必須要保證墩柱的直徑能夠滿足受力的要求，對于同一座橋梁，其橋墩的直徑類型一般不超過3種。而且在橋墩的高度不超過7m時，一般不對地系梁加以設(shè)置，如果橋墩的高度超過15m，則需要設(shè)置柱間系梁。橋墩頂面標(biāo)高縱坡應(yīng)該盡量同橋面的縱坡保持一致。

在對于橋臺進(jìn)行設(shè)計的過程中，為了更加便于施工以及保證整個橋梁工程的質(zhì)量，在地質(zhì)條件允許且填土高度不超過8m的時候，可以設(shè)計為U臺，也可以采用其它的橋臺形式。而如果地質(zhì)條件不穩(wěn)定，則必須要采用U臺，還可以采用組合式U臺接樁基礎(chǔ)的形式。而如果橋梁的縱、橫坡地面線較陡，不能夠設(shè)置溜坡，同時也不適宜于設(shè)置擋土墻，在對于橋臺進(jìn)行設(shè)計的時候可以采用樁柱式橋臺，但是不能夠設(shè)置U臺，這樣可以使得路基的開挖量減小，從而使得邊坡更加穩(wěn)定。

2.3 山區(qū)中小橋梁基礎(chǔ)設(shè)計要點(diǎn)

在進(jìn)行山區(qū)中小橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計時，首先需要對于現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)勘測，確定橋梁是否采用水下基礎(chǔ)，如果是水下基礎(chǔ)，則需要依據(jù)現(xiàn)場的水文條件、地址條件、結(jié)構(gòu)體系及荷重性質(zhì)等因素對于水下基礎(chǔ)的類型進(jìn)行選擇，而水文條件和地質(zhì)條件一般是水下基礎(chǔ)類型確定的決定性條件。如果持力層在水下不超過12m時，可以采用防水圍堰抽水直接設(shè)置基礎(chǔ)，而持力層在水下不超過30m時，則可以采用樁基礎(chǔ)。同時對于地基承載力非常高的施工現(xiàn)場，還可以考慮采用平底基礎(chǔ)。而在土層較厚且摩阻力能夠得到充分利用時，可以采用打入樁或者是鉆孔樁基礎(chǔ)?？偠灾趯τ跇蛄夯A(chǔ)進(jìn)行設(shè)計的時候，必須要綜合考慮多方面因素的影響，確定出最為合理的基礎(chǔ)方案，從而有效地保證橋梁基礎(chǔ)的質(zhì)量。

3 結(jié)語

在對于山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須要嚴(yán)格遵循安全性原則、便于施工原則和經(jīng)濟(jì)性原則，同時還應(yīng)該充分考慮山區(qū)場地的實(shí)際情況，選擇最為合理的橋梁結(jié)構(gòu)形式，有效地對于上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計，從而使得山區(qū)中小橋梁的施工活動能夠更加有效地得以開展，同時確保其經(jīng)濟(jì)性，保證山區(qū)中小橋梁建設(shè)的質(zhì)量，推動山區(qū)交通的發(fā)展。

[1]胥正良.山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計要點(diǎn)解析[J].城市建筑,2015,(26):250-250.DOI:10.3969/j.issn.1673-0232.2015.26.221.

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