關(guān)于山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計要點研究

吳龍偉

摘 要：在山區(qū)的公路建設(shè)的組成中，山區(qū)的橋梁建設(shè)占很大的比例，山區(qū)的橋梁的建設(shè)的設(shè)計和正式實施也因為山區(qū)的橋梁具有復雜的地勢情況以及地形的條件程度，氣候的不穩(wěn)定等原因變得困難。本篇文章主要從更深一層的方面討論山區(qū)的橋梁工程設(shè)計以及實施的特點。

關(guān)鍵詞：山區(qū)橋梁;設(shè)計;問題;要點

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A

公路建設(shè)隨著我們國家經(jīng)濟的飛速的進步以及居民們的生活質(zhì)量的提高步進了一個新的發(fā)展階段。公路在我們國家的平原地區(qū)的各個村莊已經(jīng)基本普及，但是我們國家的大部分的地區(qū)有著復雜的地形，以及落后的經(jīng)濟能力，這些情況導致公路建設(shè)發(fā)展緩慢，以至于不繼續(xù)發(fā)展的情況，不過近些年公路建設(shè)的速度也在不斷地慢慢提高。橋梁的工程在山區(qū)的公路建設(shè)的組成中占有很大的比例，所以說，確保山區(qū)橋梁的高質(zhì)量的施工的必須具備的條件便是山區(qū)橋梁的工程設(shè)計方案。

1 山區(qū)橋梁設(shè)計的原則

1.1 結(jié)構(gòu)安全原則

橋梁設(shè)計最重要也是最必要的前提就是安全原則，特別是在山區(qū)橋梁的建設(shè)中，山區(qū)復雜的地形條件決定了山區(qū)對于橋梁結(jié)構(gòu)的安全以及牢靠的高標準的要求，而保證這一點的需求的重要方法之一就是使用合理的正確的結(jié)構(gòu)受力計算成果以及構(gòu)造設(shè)計方案。負荷計算的過程中不僅要計算施工和地震載荷等常見的載荷，還要注意山區(qū)的強烈的風流對它的影響因素等等。不僅僅要考慮到嚴寒天氣以及雪荷載和凍脹力對橋梁的影響，要考慮到還有水流流速過快時的河段對橋梁的沖擊力。使用計算機來完成結(jié)構(gòu)的計算和分析。為了保證結(jié)構(gòu)計算分析的正確性，目前通常采取兩種不同的程序進行分析，并且對重要的截面內(nèi)力根據(jù)力的平衡原理采取手工核算。

1.2 使用舒適原則

山區(qū)道路相對而言路途崎嶇錯綜復雜，在這種情況下會給司機和乘客帶來了一定的不便與困擾，也可能給駕駛?cè)藛T帶來錯誤的判斷從而造成交通事故。這就說明舒適的道路環(huán)境是保證交通安全，減少交通事故的一個重要因素。舒適度是對山區(qū)道路橋梁設(shè)計的一個重要因素。橋梁主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計要考慮到構(gòu)件的剛度足夠大，為了防止車輛駕駛橋梁時因發(fā)生震動和形變帶來的不適。

1.3 經(jīng)濟性原則

在山區(qū)中進行公路建設(shè)時，因為高難度的施工和運輸操作等，在同一種的施工方案在山區(qū)的橋梁建設(shè)中的困難往往大于平原地區(qū)，又因為山區(qū)的經(jīng)濟較為落后，所以必須要按經(jīng)濟性的原則進行對橋梁的設(shè)計。在剛開始對橋梁進行設(shè)計方案是，應該考慮這個公路的工程所處地理位置的地理條件以及施工的硬件設(shè)施，考慮不同的方案，對不同的方案進行計算和考慮，在保證橋梁的高效率完成的同時選定一個性價比更高的方案，節(jié)約橋梁的工程的成本。

1.4 與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)原則

因山區(qū)橋梁的建設(shè)施工時間比較長，同時有很廣的施工的范圍，所以影響橋梁的周圍環(huán)境是不可避免的事情。為了達到橋梁與四周環(huán)境的融洽，橋址范圍盡量避免大開大挖，開挖后及時防護，如有條件可在橋梁建成后進行復綠。既保護了山體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，也保護了山區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境。

2 山區(qū)橋梁設(shè)計的要點

2.1 橋位選擇

由于山區(qū)地勢具有特殊性，因此在對設(shè)計山區(qū)橋梁以及建設(shè)山區(qū)橋梁的橋位這一選擇是個非常艱巨的任務，橋址的選擇首要考慮的是追求穩(wěn)定的河段。橋位盡量與河道軸線呈正交的狀態(tài)。另外，橋位的選擇還要考慮對地面的影響，為避免對其他設(shè)施的拆遷和破壞還需考慮施工時原材料的運輸方式以及建設(shè)場地的選擇，盡可能不破壞山區(qū)地環(huán)境。山地的地勢結(jié)構(gòu)要遠比平地地勢結(jié)構(gòu)特殊，深入地了解周邊環(huán)境以及地勢更有助于橋址的選擇。選擇地質(zhì)相對簡單，地質(zhì)條件較好的橋位，防止山體不穩(wěn)定而造成滑坡、泥石流等災害的發(fā)生。

2.2 橋型的選擇

受山區(qū)地形條件限制，在橋型的選擇上也要考慮橋址的施工環(huán)境和條件，橋型單一，跨徑統(tǒng)一的橋梁更有利于橋梁標準化設(shè)計?？鐝竭x擇需要考慮橋址周圍的道路運輸條件，選擇合適的跨徑更有利于運梁和存梁。

2.3 下部結(jié)構(gòu)的選擇

山區(qū)橋梁上部的構(gòu)架使用的形式以及山谷河流的特點和地形條件等在很大一部分的程度上影響了山區(qū)橋梁下部和基礎(chǔ)的選擇，相比于平原地區(qū)的橋梁，水況以及通航的條件一般不影響它的橋下的凈空情況，但是，山區(qū)的地形以及地質(zhì)比平原區(qū)的復雜，所以橋墩橋臺以及基本的設(shè)計也被列為它下部結(jié)構(gòu)的考慮之中。

2.3.1 橋墩的設(shè)計

因為特殊的地形的制約，所以山區(qū)的橋梁的橋墩一般較高，而橋墩的主要的類型有柱式、薄壁或者重力式的橋墩等。因為柱式橋墩有便于施工，輕巧的結(jié)構(gòu)而被大家廣泛的關(guān)注以及使用，柱式墩適應高度范圍一般應該控制在30 m 以下，柱式墩的柱徑應控制不小于80 cm，尺寸應盡量統(tǒng)一，橋墩盡量落在旱地，減少行洪影響和水流孤石的沖擊。如不可避免落在河中，可采用獨柱墩預應力蓋梁，降低阻水比，并適當?shù)耐貙捄拥馈．敹崭叽笥?0 m、圓柱式墩剛度不能滿足要求時，可選用矩形墩、Y形墩;墩高超過45 m時，考慮采用空心薄壁墩，在建造薄壁墩時應在其上提前留多個通氣孔，這樣操作不僅可以改善橋墩的受力性，而且有利于橋墩調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差。

2.3.2 橋臺的設(shè)計

在設(shè)計橋臺時因為經(jīng)常受到山區(qū)地勢的限制，選擇是否合理的橋臺會關(guān)系到山體兩側(cè)的開挖和回填能否實施。橋臺的通常形式有重力式U型橋臺，樁柱式橋臺，扶壁式的橋臺等。坐落于傾斜角較大的山體上的斜坡的橋臺不適合使用臺前設(shè)置有填土錐型的橋臺，在地勢地形相對比較平緩的地段，一般會使用填土錐坡橋臺。橋梁布置時應該注意控制橋臺填土高度，并且適當加長橋臺長度，以減少山區(qū)橋梁的橋臺設(shè)計而導致嚴重的山體的挖掘以及一些地區(qū)以及錐坡的不穩(wěn)定性。山區(qū)公路斜坡地形較為常見，地質(zhì)情況普遍較好，所以U型臺較為廣泛使用，當然在橋梁設(shè)計中應根據(jù)具體情況具體分析。

2.3.3 基礎(chǔ)的設(shè)計

山區(qū)的橋梁和平原區(qū)的橋梁的基本的類型相同，但是因為山區(qū)地形的獨特性，基礎(chǔ)設(shè)計時應充分考慮實際情況，慎重選擇合適的基礎(chǔ)類型?；A(chǔ)處持力層埋深小于5 m時宜采用明挖基礎(chǔ)，基礎(chǔ)處于持力層埋深大于5 m、橋向地形變化較大、沖刷強烈的溝（谷）底等地段時，宜采用樁基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)底面應置于巖層上，埋置深度應滿足河流沖刷及承載力的要求，即靠近河道的基礎(chǔ)需要嵌巖，并留有一定的襟邊寬度?；孜挥诙钙律蠒r，可將基礎(chǔ)做成臺階形，臺階以高度不大于1 m，寬度不小于1 m～1.5 m為宜。對于以下4種情況不適合做臺階形基礎(chǔ)：①基礎(chǔ)底面下為軟巖或風化嚴重;②巖層存在可能引起順層滑動的節(jié)理;③基底附近存在較寬的裂縫、斷層、溶洞等不良地質(zhì)構(gòu)造;④墩臺承受順臺階下降方向較大水平推力者，如臺后填土較高的橋臺。山區(qū)公路橋梁樁基礎(chǔ)一般多采用端承樁，嵌入中風化巖深度一般不小于2.5倍樁徑，如位于斜坡地形，嵌巖深度應適當增加。地質(zhì)情況較差的采用摩擦樁，樁長計算應扣除河道的沖刷深度，同時考慮一定的安全系數(shù)?？偟膩碚f，在設(shè)計山區(qū)的橋梁時，應根據(jù)地形、地質(zhì)條件選擇合理的基礎(chǔ)形式，既要節(jié)約工程造價，又要保證結(jié)構(gòu)的安全。

3 結(jié)語

雖然最近我們國家對橋梁的設(shè)計的技能一直在進步，但是在這一方面我們還需要的更多的努力，還有一些問題需要解決。這主要是表現(xiàn)在我們國家的復雜的以及不穩(wěn)定的地質(zhì)的特點，所以在對橋梁的設(shè)計中，要根據(jù)不一樣的情況隨時進行調(diào)整和改變，不可以直接使用之前的確定的方法，所以這就要求我們的這方面的工作人員繼續(xù)提高自己的專業(yè)的水平，以及對橋梁的設(shè)計的能力。

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