淺析山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李 歡

（身份證號(hào)：5101061985****0413）

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)也隨之全面發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會(huì)的奮斗目標(biāo)，以交通行業(yè)發(fā)展帶動(dòng)落后山區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是重中之重，只有做好山區(qū)公路建設(shè)工作，才能促進(jìn)山區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。我國(guó)山區(qū)公路地形、地貌、地質(zhì)、水文等條件較為復(fù)雜，公路橋梁建設(shè)難度較大，必須對(duì)山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)予以重視。從筆者參與的山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)項(xiàng)目來(lái)看，除少數(shù)特殊橋梁外，大部分項(xiàng)目均以中小跨徑橋梁為主，此類(lèi)橋梁技術(shù)成熟、施工便利、工程造價(jià)合理，近年來(lái)在山區(qū)橋梁建設(shè)中廣泛使用。

1 山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)原則

1.1 橋位的選擇

公路橋梁設(shè)計(jì)中，小橋的位置與線形應(yīng)符合路線的總走向,大、中橋的橋位原則上服從路線走向，橋、路綜合考慮，盡量選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、地質(zhì)良好、沖刷較少的河段上，山區(qū)橋梁的橋位應(yīng)盡量避開(kāi)斷層、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)的地段。

1.2 地質(zhì)條件的影響

山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)易受復(fù)雜地質(zhì)的影響，其中四川省山區(qū)具有地質(zhì)構(gòu)造多變、不良地質(zhì)分布較廣的特點(diǎn)，一般表現(xiàn)為山體滑坡、崩塌、泥石流、斷層等地質(zhì)現(xiàn)象，其中又以山體滑坡、泥石流最具代表性。因此路線布設(shè)時(shí)，應(yīng)盡可能繞避不穩(wěn)定山體斜坡，更應(yīng)避免將橋梁置于滑坡體影響范圍內(nèi)。當(dāng)無(wú)法避免在滑坡體邊緣設(shè)置橋梁時(shí)，必須對(duì)滑坡體采取可靠的整治措施，避免對(duì)橋梁穩(wěn)定性構(gòu)成潛在威脅?？缭侥嗍魃顪系臉蛄簯?yīng)選擇在溝床穩(wěn)定的流通區(qū)直線段內(nèi)，盡可能與主流正交，不宜在溝中設(shè)墩，應(yīng)保證足夠的橋下凈空，不宜采用挖深河床的辦法增大橋下凈空。

1.3 水文條件的影響

四川省山區(qū)河流眾多，山區(qū)河流坡降較大，水電站庫(kù)區(qū)的非正常沖刷也易對(duì)橋梁產(chǎn)生較大隱患。因此川內(nèi)山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)中，建議在河道范圍內(nèi)宜少設(shè)橋墩，并適當(dāng)增設(shè)墩柱的防沖刷措施，墩臺(tái)樁基應(yīng)設(shè)置永久性鋼護(hù)筒或高標(biāo)號(hào)細(xì)石混凝土護(hù)套。樁基的埋深應(yīng)核算沖刷深度影響，摩擦樁樁基埋設(shè)鋼護(hù)筒段應(yīng)扣除摩阻力作用。

2 山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 橋梁上部構(gòu)造

山區(qū)地形變化較大,施工場(chǎng)地限制較多，不易使用大型機(jī)械設(shè)備。為方便施工作業(yè)并節(jié)省工程造價(jià)，中小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先選用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)制吊裝施工。現(xiàn)階段，空心板、小箱梁、T梁是山區(qū)中小跨徑橋梁中最常見(jiàn)的上部結(jié)構(gòu)斷面形式。

①空心板：當(dāng)凈空高度受限、跨徑較?。?6m以下）時(shí)，可考慮采用空心板。預(yù)制空心板板重較輕,施工工藝成熟簡(jiǎn)單,工期較短，但整體性較差，板底四點(diǎn)支撐易造成空心板受力不均；鉸縫尺寸較小，施工質(zhì)量不易保障，鉸縫容易失效導(dǎo)致單板受力破壞。若考慮采用空心板，應(yīng)綜合考慮加強(qiáng)鉸縫構(gòu)造及結(jié)合部配筋。

②小箱梁：整體性能較好，抗扭性能好，建筑高度低于同跨徑 T梁。但箱型截面施工時(shí)須設(shè)置內(nèi)模，預(yù)制工藝相對(duì)較高，吊裝重量較大，施工吊裝機(jī)械要求比T梁高。建議小箱梁的跨徑不宜大于30m，30m及以上的小箱梁施工質(zhì)量不易保證（腹板較薄，腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力管道多，容易導(dǎo)致底板范圍粗骨料通過(guò)性差而出現(xiàn)底板縱向裂縫）。

③T梁：跨越能力強(qiáng)，單跨跨徑可達(dá)40m。施工方便，預(yù)制、脫模、吊裝較小箱梁方便。但建筑高度較大，美觀性不及空心板及小箱梁。

綜上所述，山區(qū)中小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)形式選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，參照項(xiàng)目地已建公路橋梁結(jié)構(gòu)形式，聽(tīng)取地方政府及群眾意見(jiàn)，從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地形地貌、工程造價(jià)及施工難易程度等各方面綜合考慮。

2.2 小半徑曲線上部結(jié)構(gòu)布置

山區(qū)低等級(jí)公路由于地形復(fù)雜，縱、橫斷面地面高差明顯，平曲線所占比例較大，導(dǎo)致許多橋梁位于小半徑曲線上，路線兩側(cè)邊線弧長(zhǎng)差較大且平曲線超高及加寬值較大。當(dāng)采用預(yù)制結(jié)構(gòu)時(shí)，可采用徑向布置或平行布置：①?gòu)较虿贾帽ＷC了墩臺(tái)中心線和曲線切線方向的夾角相同，通過(guò)調(diào)整各片主梁梁長(zhǎng)及邊梁懸臂尺寸形成路線弧度，梁長(zhǎng)變化宜采用調(diào)整端橫隔板至梁端的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)；②平行布置時(shí)全橋墩臺(tái)中心線均平行，保證每孔橋跨內(nèi)主梁長(zhǎng)度相等、主梁兩端角度相同，可通過(guò)調(diào)節(jié)防撞護(hù)欄位置以適應(yīng)道路曲線變化。當(dāng)橋面橫坡超高值較大時(shí)，可通過(guò)調(diào)整主梁預(yù)制橫坡及橋面鋪裝厚度共同調(diào)節(jié)超高值。當(dāng)橋梁高度較小且施工搭設(shè)支架方便時(shí)，也可采用現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整箱梁腹板高度差形成超高值。因此，山區(qū)橋梁上部結(jié)構(gòu)位于小半徑曲線時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采用合理的布置方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 橋梁墩臺(tái)構(gòu)造

山區(qū)地勢(shì)高低不平，項(xiàng)目區(qū)域的山脊坡度相對(duì)較大，經(jīng)常需要橋梁跨越V型深溝。此類(lèi)橋梁的橋墩不宜設(shè)置在沖溝溝底處，因山區(qū)水流集中匯集到山谷深溝中，水流較快、流量較大，直接沖刷橋墩和樁基易造成橋梁底部基礎(chǔ)裸露，危害橋梁使用安全，故在橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將橋墩布設(shè)在沖溝兩側(cè)斜坡上方，并適當(dāng)增設(shè)防撞擊、防沖刷的措施以保護(hù)橋墩。橋臺(tái)的設(shè)計(jì)可根據(jù)填土高度、縱橋向及橫橋向地形、地質(zhì)情況綜合考慮，山區(qū)橋梁橋臺(tái)一般位于陡坡地段，橋臺(tái)縱橋向及橫橋向均不宜設(shè)置錐坡，常規(guī)設(shè)計(jì)可考慮重力式U形橋臺(tái)+臺(tái)后擋墻或樁柱式臺(tái)+臺(tái)后U形擋墻的結(jié)構(gòu)。在符合相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的情況下可適當(dāng)增加橋梁跨徑，使橋臺(tái)設(shè)置在較為平緩的地段。

2.4 橋梁基礎(chǔ)構(gòu)造

山區(qū)中小跨徑橋梁墩臺(tái)若采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面宜置于巖層上，基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)滿足河流沖刷及地基承載力的要求。當(dāng)墩臺(tái)基礎(chǔ)嵌于巖石山坡的新鮮基巖內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)底面前緣靠近山坡側(cè)應(yīng)保證足夠的安全距離。墩臺(tái)處縱、橫橋向地面高差較大時(shí)，擴(kuò)大基礎(chǔ)宜設(shè)計(jì)成臺(tái)階形，以減小基礎(chǔ)開(kāi)挖量。若采用樁基礎(chǔ)，為減少開(kāi)挖可適當(dāng)提高承臺(tái)、地系梁或樁頂標(biāo)高。位于陡峭斜坡處的樁基礎(chǔ)，應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算合理增加山坡內(nèi)側(cè)基樁的嵌巖深度，相鄰樁基的樁底標(biāo)高差值不宜過(guò)大。

2.5 采用暗板橋代替小跨徑橋梁

山區(qū)公路項(xiàng)目區(qū)域范圍內(nèi)多伴有季節(jié)性洪水，山區(qū)橋梁多為跨越?jīng)_溝而設(shè)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差、橋梁布設(shè)困難時(shí)，四川地區(qū)近年來(lái)多采用暗板橋（孔徑為6m、8m的蓋板涵）設(shè)計(jì)，因暗板橋?qū)Φ鼗休d力要求較低，施工難度及工程造價(jià)比之橋梁有較大優(yōu)勢(shì)。根據(jù)山區(qū)道路建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在充分考慮行洪安全的基礎(chǔ)上可采用暗板橋代替小跨徑橋梁。

3 結(jié)束語(yǔ)

通常情況下，山區(qū)公路地形、地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，多變的地形條件及惡劣天氣會(huì)導(dǎo)致山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)受到諸多因素的限制，橋梁建設(shè)難度較大。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅需考慮相關(guān)規(guī)范要求及橋梁自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還應(yīng)結(jié)合山區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)予以深入了解和掌握，為做好山區(qū)公路橋梁建設(shè)打下基礎(chǔ)。