山區(qū)公路中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)問題研究

戚伯言

山東華遠(yuǎn)公路勘察設(shè)計(jì)有限公司 山東 濰坊 261061

1 公路橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)問題分析

1.1 耐久性不足

之前大部分橋梁設(shè)計(jì)中缺乏考慮橋梁耐久性問題，即使有所考慮，也僅停留在理論形式，未真正落實(shí)到具體實(shí)踐中。橋梁耐久性問題考慮不周很容易引發(fā)一系列的病害問題，影響交通秩序。即使當(dāng)下的橋梁設(shè)計(jì)中，大都是按照建造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計(jì)，雖滿足了橋梁的抗力要求、變形要求和裂紋要求，但未考慮橋梁的耐久性問題，在整體要求滿足的情況下，部分細(xì)化的、影響使用壽命的指標(biāo)未滿足橋梁的長(zhǎng)久性、穩(wěn)定性要求，如截面尺寸過薄、分布鋼筋過細(xì)等。同時(shí)，對(duì)橋梁使用環(huán)境對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響也未充分考慮，很可能因自然條件因素影響橋梁的耐久性。

1.2 設(shè)計(jì)方法有待改進(jìn)

橋梁設(shè)計(jì)中過分依賴設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，未根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?。缺乏整體性理念，設(shè)計(jì)中過于重視單個(gè)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的受力滿足度，對(duì)其他部分的受力計(jì)算和受力線路、方向不做計(jì)算，導(dǎo)致橋梁局部受力過大問題的發(fā)生?；诓煌牡乩憝h(huán)境，需要考慮的受力部分各不相同，不僅要考慮局部，也要考慮整體協(xié)調(diào)性。

2 山區(qū)公路中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

山區(qū)某中小跨徑橋梁為某公路工程橋梁標(biāo)段，標(biāo)段起訖樁號(hào)為0+454.7—0+662.5，橋梁全長(zhǎng)207.8m，橋?qū)?0m，第一標(biāo)段橋梁工程孔跨為兩聯(lián)鋼筋混凝土曲線橋形式，并按3×20m+（20.5m+25.5m+20.5m）布置。橋梁上部箱梁梁高1.5m，頂板和底板厚0.25m和0.2m，共設(shè)置4條等厚腹板，箱梁兩側(cè)設(shè)端部厚0.15m、根部厚0.5m、長(zhǎng)3m懸臂，并將底板和頂板向圓弧內(nèi)傾斜。

2.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）預(yù)制裝配式主梁。根據(jù)《公路橋梁結(jié)構(gòu)上部構(gòu)造系列通用設(shè)計(jì)圖》，預(yù)制裝配式主梁主要有空心板梁、小箱梁、T形梁等主梁結(jié)構(gòu)形式，而且三種主梁結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)施工技術(shù)都較為成熟，均具有廣泛的應(yīng)用。各種主梁形式中10～40m跨徑范圍的形式應(yīng)用最為廣泛，將24.5m寬的分離式路基預(yù)制裝配式單幅橋梁主梁尺寸形式匯總?？招陌迥苓M(jìn)行就地現(xiàn)澆，且對(duì)彎、坡、斜橋以及高度受限的中小跨徑橋梁等均較為適用，我國當(dāng)前20m以下中小跨徑橋梁大多數(shù)都采用此結(jié)構(gòu)，但空心板結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)鉸縫開裂、橫縱向裂縫、支座脫空、混凝土剝落等質(zhì)量問題[1]。小箱梁造價(jià)低，具有較好的抗扭性和跨越能力，適用于較低的建筑高度，在軟基地區(qū)普遍采用，但小箱梁箱形斷面形式存在內(nèi)部空腔，腹板壁薄，對(duì)預(yù)制工藝要求較高，且比同跨徑T形梁吊裝質(zhì)量大，吊裝施工要求較高。T形梁的連接主要借助橫隔板，其具有較大剛度和較好的跨越能力、整體性能，施工方便，吊裝質(zhì)量小，T梁按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，安全性和耐久性較好，但其梁寬小、箱梁窄，所以會(huì)增加主梁片數(shù)，經(jīng)濟(jì)性稍劣。

（2）橋跨分聯(lián)。在確定好主梁結(jié)構(gòu)形式后，還必須根據(jù)橋梁跨徑設(shè)計(jì)、橋高、縱坡等情況，確定采用簡(jiǎn)支橋面連續(xù)、先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)、先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)分聯(lián)長(zhǎng)度與位置選擇[2]。單跨6～20m的標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁應(yīng)按簡(jiǎn)支橋面連續(xù)設(shè)計(jì)，單跨20m以上跨徑橋梁應(yīng)按先簡(jiǎn)支后連續(xù)設(shè)計(jì)，并保證橋跨長(zhǎng)度和分聯(lián)長(zhǎng)度的匹配性。具體而言，單孔20m、30m和40m跨徑橋梁分聯(lián)長(zhǎng)度應(yīng)在100m、180m和200m以內(nèi)。橋面延伸量和伸縮縫型號(hào)根據(jù)分聯(lián)長(zhǎng)度確定：分聯(lián)長(zhǎng)度不足20m時(shí)，橋面一端連續(xù)，另一端按暗埋式小伸縮量伸縮縫設(shè)計(jì)；分聯(lián)長(zhǎng)度在20～40m、40～100m、100～180m及180～250m時(shí)，橋面一端連續(xù)，另一端分別按D40、D80、D160、D240模數(shù)式伸縮縫設(shè)計(jì)。

2.2 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）橋墩設(shè)計(jì)。本橋梁工程采用分幅雙柱墩下部結(jié)構(gòu)，在地面橫坡＞25°的地方采用薄壁墩或矩形墩以及大直徑樁基礎(chǔ)。下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除樁徑1.2m以上、樁長(zhǎng)15m以內(nèi)且地下水水位高、地層主要為流沙、卵石等易塌孔地質(zhì)條件外，其余情況都可以采用挖孔樁設(shè)計(jì)[3]。當(dāng)同一橫斷面地表縱坡和落差較大時(shí)，必然增大墩柱高度差和墩柱受力的不均勻程度，根據(jù)受力程度計(jì)算結(jié)果，最矮墩柱和樁基所分配的剪力可達(dá)剪力均值的1.5～2.0倍，彎矩分配不均，橋墩設(shè)計(jì)過程中必須充分結(jié)合地面實(shí)際情況的變化。設(shè)置在陡峭橫坡處的整體式雙柱墩具有與整體三柱墩相似的受力形態(tài)，必須在蓋梁處增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束并進(jìn)行二次張拉施工，施工時(shí)間長(zhǎng)。

（2）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。山區(qū)小跨徑橋梁下部基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)充分結(jié)合地形地貌、水文地質(zhì)條件，以保證基礎(chǔ)的承載力、穩(wěn)定性及施工的便利性。首先考慮陡峭坡地縱橫斷面線，防止小跨徑橋梁基礎(chǔ)設(shè)置于軟硬不均地層或懸空狀態(tài)。挖孔樁樁基直徑至少為120cm，盡量避開地下水，樁基應(yīng)位于密實(shí)土層、抗風(fēng)化巖層。橋位受洪水水位影響較大時(shí)，可基于水文計(jì)算結(jié)果布設(shè)孔跨，并充分考慮墩臺(tái)埋深受洪水沖刷的具體影響，將橋位基頂標(biāo)高設(shè)置在最大沖刷線下1.0m處?？紤]到控制承臺(tái)對(duì)工程區(qū)自然環(huán)境的不利影響，端承樁間距按樁徑的2倍設(shè)計(jì)，且端承樁嵌入風(fēng)化層深度應(yīng)大于樁徑的2倍。

3 結(jié)束語

綜上所述，中小跨度橋梁在橋梁建設(shè)中占有重要地位，建設(shè)程度的高低直接關(guān)系著整個(gè)公路體系的運(yùn)行。故應(yīng)基于中小跨度橋梁的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)環(huán)境，建造能夠體現(xiàn)地域特色、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)合理、便于管養(yǎng)、利于生態(tài)的綜合性高質(zhì)橋梁。