標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

馬豐民

（江蘇華新城市規(guī)劃市政設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇省連云港市 222000）

1 標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁設(shè)計(jì)的過程中，必須要注意以下幾點(diǎn)：

（1）工程設(shè)計(jì)要具備安全實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)美觀性以及環(huán)保性的特點(diǎn)，最大程度節(jié)省工程建設(shè)資源，減少人力資源和物力資源的占用比例。

（2）設(shè)計(jì)過程中必須要結(jié)合橋梁建設(shè)工程的施工路線規(guī)劃進(jìn)行分析，保證橋梁設(shè)計(jì)的專業(yè)性。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)過程中要注重對于橋梁下部結(jié)構(gòu)的剛度協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，最大程度滿足大縱坡橋梁結(jié)構(gòu)受力需求以及平曲線橋梁結(jié)構(gòu)受力需求，橋墩的設(shè)計(jì)不得與機(jī)耕道或者沖溝等發(fā)生沖突，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)橋梁施工區(qū)域的地形情況和地質(zhì)分布情況合理設(shè)置橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的位置，為了保證墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)該使用半路半橋的設(shè)計(jì)方式，或者使用錯(cuò)幅橋梁的設(shè)計(jì)方式。這樣一來，臺(tái)尾陡坡短距離填方施工位置和山體大開發(fā)的施工位置就不會(huì)設(shè)置在墩臺(tái)周邊，避免山體出現(xiàn)地質(zhì)病害對橋梁工程的建設(shè)造成影響。

（3）設(shè)計(jì)人員在選定橋梁建設(shè)地點(diǎn)時(shí)，要重點(diǎn)考量施工區(qū)域的地質(zhì)條件和氣候環(huán)境，并以此作為設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行后續(xù)施工技術(shù)和施工材料的選擇，明確工程工期。

2 標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 橋梁上部構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式選擇

一般來說，標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁的主梁結(jié)構(gòu)主要由空心板結(jié)構(gòu)和小箱梁結(jié)構(gòu)組合而成?？招陌褰Y(jié)構(gòu)的橫向連接方式通常要使用鉸縫鏈接，小箱梁結(jié)構(gòu)在進(jìn)行連接的時(shí)候通常選用濕接縫的連接形式，空心板結(jié)構(gòu)通常容易出現(xiàn)較多裂縫，因此在大跨徑橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用頻率并不是很高，一般情況下只用于橋梁跨度低于20m的橋梁工程設(shè)計(jì)中?？招陌逡褂勉q縫連接方式，此種施工方式便于操作，墩頂結(jié)構(gòu)通常選用多種橋面連接的設(shè)計(jì)方式。如果橋梁的施工區(qū)域處于平原地區(qū)，那么在橋梁設(shè)計(jì)中會(huì)高頻率應(yīng)用空心板結(jié)構(gòu)。如果工程施工過程受到施工路線和地形的影響，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中為保證橋梁路面形式的舒適程度，絕大多數(shù)會(huì)使用箱梁結(jié)構(gòu)或者T梁結(jié)構(gòu)，箱梁結(jié)構(gòu)的跨度不得超過20m。

2.1.2 橋梁跨徑的選擇

如果從橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)角度進(jìn)行分析，橋梁的高跨比設(shè)計(jì)通常控制在0.618～1的范圍內(nèi)是最為合適的。通過對橋梁各部分結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行造價(jià)分析之后可以發(fā)現(xiàn)，該高跨比范圍能夠有效節(jié)省工程成本，為了保證現(xiàn)場吊裝施工和其他工序的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員通常不會(huì)將橋梁的跨徑控制在50m左右，而是會(huì)設(shè)置更加科學(xué)的高跨比參數(shù)設(shè)計(jì)，一般情況下會(huì)將跨徑控制在40m左右。如果橋梁整體高度處于50～80m之間，那么設(shè)計(jì)人員要根據(jù)橋梁工程的施工標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)，一般來說混凝土橋梁連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)形式是最為合理的設(shè)計(jì)選擇。對于現(xiàn)澆鋼結(jié)構(gòu)橋梁類型，設(shè)計(jì)人員必須將懸臂結(jié)構(gòu)實(shí)施加長設(shè)計(jì)，此類工程工期長且對于施工技術(shù)要求嚴(yán)格，因此需要選用40m跨徑的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁。如果橋梁的墩高大于80m，那么不能選擇普通橋梁跨徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員必須選擇40m跨徑的連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)形式。

2.1.3 平曲線橋梁設(shè)計(jì)

首先是橋梁布孔。通過對預(yù)支橋梁的結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析之后可以發(fā)現(xiàn)，其梁體長度尺寸控制誤差不得超過2%。如果參數(shù)設(shè)置控制在該范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)人員無需進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，配筋設(shè)計(jì)和尺寸設(shè)計(jì)也無需變動(dòng)，但是需要適當(dāng)調(diào)整橋梁跨徑中的直段部分，直到其滿足工程標(biāo)準(zhǔn)。橋梁布孔的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)橋梁跨徑及橋梁曲線半徑這兩個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格控制參數(shù)誤差。

其次是平面布梁設(shè)計(jì)，當(dāng)前我國大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁的上部結(jié)構(gòu)都會(huì)使用單孔折線的孔位布置設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中需要嚴(yán)格控制橋臺(tái)背景線和邊跨量之間的關(guān)系，二者應(yīng)保持平行，橋墩結(jié)構(gòu)要采用徑向布置設(shè)計(jì)方式。如果橋梁的曲線半徑與設(shè)計(jì)要求不符，此時(shí)設(shè)計(jì)人員需要適當(dāng)增長預(yù)制梁的整體長度，必要時(shí)還要對現(xiàn)澆縫的寬度設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。如果橋梁曲線半徑值太小，那么設(shè)計(jì)人員要應(yīng)用長度一致的預(yù)制梁，然后進(jìn)行長度調(diào)整，施工縫的寬度必須控制在20cm之內(nèi)。

2.1.4 大縱坡橋梁設(shè)計(jì)

如果橋梁工程的建設(shè)處于坡度超過3%的施工區(qū)域，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。首先，對于大縱坡橋梁工程，設(shè)計(jì)人員必須在梁體結(jié)構(gòu)底部加設(shè)加厚的底座鋼板結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)橋梁整體荷載性能的優(yōu)化。其次，在進(jìn)行大縱坡橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)橋梁曲線特征實(shí)施分聯(lián)布置。在進(jìn)行橋臺(tái)背墻施工設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)橋梁幾何坡度尺寸對傾斜度參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，正確設(shè)置伸縮縫寬度。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 橋臺(tái)設(shè)計(jì)

橋臺(tái)結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁中不可或缺的結(jié)構(gòu)組成，技術(shù)人員在進(jìn)行橋臺(tái)設(shè)計(jì)之前需要全面勘察現(xiàn)場施工地形，以保證設(shè)計(jì)方案符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，橋臺(tái)結(jié)構(gòu)所處地形應(yīng)為前錐破，如果施工區(qū)域填土高度沒有超過6cm，設(shè)計(jì)人員應(yīng)使用樁式橋臺(tái)。如果填土高度超出6m，那么設(shè)計(jì)人員應(yīng)該使用肋板橋臺(tái)。如果橋臺(tái)縱向位置的坡度比較大，需要加入挖方施工，提升橋臺(tái)的穩(wěn)定性。

2.2.2 橋墩設(shè)計(jì)

在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)不同施工區(qū)域的氣候環(huán)境、地形地貌、地質(zhì)分布情況以及橋梁墩高尺寸來選擇最為合適的橋墩形式。一般來說，常見橋墩形式包括圓柱墩和薄壁墩。圓柱墩的施工工藝相對來說比較簡單，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)形式設(shè)置相應(yīng)的直徑尺寸，一般情況下此類橋墩適用于橋墩高度不超過35m的橋梁工程。如果橋梁工程中使用了不同高度的橋墩，設(shè)計(jì)人員需要明確其對應(yīng)直徑參數(shù)。為保證橋墩結(jié)構(gòu)的剛度和抗震性能，設(shè)計(jì)人員可以加設(shè)橫向的樁體結(jié)構(gòu)，作為柱間梁結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)橋墩的強(qiáng)化處理目標(biāo)。如果橋梁的橋墩結(jié)構(gòu)高度大于35m，想要保證墩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員必須要選擇薄壁墩。如果橋墩整體高度大于35m小于50m，那么設(shè)計(jì)人員要選用薄壁實(shí)心墩，如果墩身整體高度超過了50m，那么設(shè)計(jì)人員就要使用變截面空心墩結(jié)構(gòu)或者等截面空心墩結(jié)構(gòu)。

2.2.3 橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是整個(gè)橋梁的重要承載結(jié)構(gòu)組成，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)施工區(qū)域的地形條件來明確橋梁的結(jié)構(gòu)形式。施工區(qū)域的土壤質(zhì)量對于橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有較大影響，因此設(shè)計(jì)人員要重視橋梁基礎(chǔ)土質(zhì)的勘察。如果橋梁工程處于地勢險(xiǎn)峻的山川河流周邊，那么橋梁基礎(chǔ)的兩側(cè)結(jié)構(gòu)往往會(huì)具有較大的巖石作用力，導(dǎo)致整體負(fù)荷加重，對于此類工程，設(shè)計(jì)人員要適當(dāng)調(diào)低挖掘作業(yè)工作量，合理控制橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)，為保證樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行精確核算。

3 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化跨徑橋梁的設(shè)計(jì)過程中，會(huì)產(chǎn)生較多影響因素，為保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，工作人員在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)必須對各個(gè)層面的工作都做認(rèn)真考量，精準(zhǔn)測算，從橋梁布孔、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面入手，合理設(shè)置相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，努力提升橋梁工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程成本控制目標(biāo)，保證工程建設(shè)質(zhì)量與施工安全。