对山区桥梁设计的探讨.docVIP

PAGE PAGE 1 对山区桥梁设计的探讨 　　摘要：笔者根据山区公路的特点，对山区公路桥梁的设置及桥梁设计中结构形式、设计原则以及设计方案进行了阐述。 　　关键词：山区公路；公路桥梁；设计方案 　　Abstract:Accordingtothecharacteristicsofmountainoushighway,structureform,settingandbridgedesignofmountainhighwaybridgedesignprincipleanddesignschemeisdiscussedinthispaper. 　　Keywords:HighwayBridge;design; 　　中图分类号：TU2 　　一、桥梁选择因素分析 　　山区公路桥梁大部分跨越山谷，地形地质复杂，坡面破碎，沟深坡陡，且多为季节性冲沟，很多都不受水文控制而只受地形控制，通过经济、安全比较，不宜采用路基方案而设计为高墩桥。如果采用路基方案，往往支挡构造物工程量大，高填土分层错层高，不稳定；而采用桥梁方案可解决季节性洪水，确保路基稳定，且对周围环境破坏较小，相比较经济。 　　二、山区高速公路桥梁设计原则 　　事实上，桥梁类型较多，在山区高速公路桥梁设计中就能够看到这些类型，山区高速公路桥梁结构自身安全性保障需要对结构计算分析和构造处理措施来进行。与平原区桥梁设计相比，山区高速公路桥梁设计计算需要考虑的因素是一样的，如恒载、活载、地震荷载、施工荷载等，但是山区高速公路桥梁设计计算除了需要考虑以上因素，还要对强风荷载、雪荷载、冻胀力、水力等桥梁产生的影响也应考虑在内，因为山区的自然条件和气象条件的多变性决定的。山区桥梁布设有时会出现高敦大跨结构，这主要是在受地形条件限制较严格的路段才有，因此，在山区桥梁设计时，不可或缺的考虑内容包括下部结构的刚度分配、稳定性分析等。在山岭地区，由于地形起伏导致施工布设难度较大，尤其是大型施工机具无法正常使用。为预制构件提供大型的施工场地是不可能的，加上山岭运输条件差，很多预制构件无法正常使用。但是在山区桥梁设计方案中首选的是中小跨径预制构件，这主要是从节省造价方面来考虑。钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构桥梁也会出现在山区高速公路桥梁中，这主要是对于那些无法采用标准跨径结构的桥梁而言。综上所述，山区高速公路桥梁设计原则可概括为：在合理的经济范围内确保桥梁结构更加安全、更容易养护、更加舒适、造型更加优美。 　　三、山区桥梁具体设计 　　3.1桥梁上部结构设计。上部构造设计要处理好两个关系。（1）处理好跨径与墩高的关系。跨径与墩高的关系按桥梁美学原则，一般应选择比值为0.618—1之间，通过经济比较，往往又是经济的，也就是说20m跨径T梁适应的墩高一般为12—20m，30m跨径适应的墩高一般为18—30m，40m跨径适应的墩高一般为24m—40m。山区高速公路地形起伏变化频繁，通常应根据地形选择一种跨径，不宜根据墩高频繁变化跨径，墩柱高度变化很大时，可以采用20m与30m或者30m与40m的组合跨径。当一座桥梁，有几种跨径方案可选择时，应结合上下构做造价分析比较再做选择。（2）处理好上部构造（板或梁）与平面曲线半径的关系。桥位处平面曲线半径对桥梁跨径的选择及平面布置影响较大，主要表现为两个方面，第一是内外弧差，第二是中矢高。墩台径向布置时，由于曲率半径的影响，内外梁梁长不等，半径越小，内外梁梁长差越大。解决此问题一般两种途径，一种是根据平面半径变化梁长，另一种是不变梁长通过加大帽梁，加大封锚端或加长现浇连续段处理。第一种方法变化梁长，设计简单，帽梁尺寸较小、规格统一，但一个标段，如果有几座桥处于不同的曲线半径上时，预制梁长度种类就较多，频繁调整模板虽不算很难，但每片梁都需要编号，堆放预制梁需要很大场地，这对“地无百米平”的山区确实是难以解决的问题，因此一般不采用变梁长方案。采用等梁长方案时，如果半径较大，内外梁梁长差不大，可以采用内弧长等于标准跨径布置，如果半径较小，可以采用半幅桥中线弧长等于标准跨径布置，这样连续段长度一端比标准长度增加，一端减小。内外弧差的问题解决后，还有中矢高的问题，一般中矢高10cm以内，可以通过调整护墙内缘使之适应平面线形；半径较小，中矢高大于10cm时，由于护墙一般为50cm宽，护墙调整太大外观不美，护墙功能亦削减。此时亦有两种解决办法，一种是预制梁外缘按实际曲线预制，另一种是预制T梁边梁时，将边梁多预制一段长度，让现浇桥面板和护墙来适应平面线形。边梁按实际曲线预制时，边梁翼缘板由于两侧不等宽，刚度不等，施加预应力时可能出现侧向翘曲，且不同半径外边梁形状不一样，种类多施工较麻烦。第二种办法虽然材料稍有浪费，美观性稍差，仍优于前一种。 　　3.2桥梁下部构造设计。