對市政工程中橋梁的設(shè)計分析

□ 魏勇 （身份證號：321323198803303914）

對市政工程中橋梁的設(shè)計分析

□ 魏勇 （身份證號：321323198803303914）

［導讀］隨著國民經(jīng)濟地快速發(fā)展，交通運輸事業(yè)的需求量也越來越大。目前雖然我國的市政工程橋梁在總體上來說是安全穩(wěn)定的，但是在實際運用中仍存在嚴重破損的情況，并且會發(fā)生坍塌事故。本文主要是對市政工程橋梁設(shè)計原則和設(shè)計要點進行分析，以確保橋梁的質(zhì)量以及提高其耐久性。

市政工程的發(fā)展往往是與城市發(fā)展形勢一致的，而目前現(xiàn)代化城市的發(fā)展促進了市政工程的發(fā)展。由于市政工程的各類建筑物是基礎(chǔ)建設(shè)，是城市發(fā)展和人們生活的基礎(chǔ)，所以在設(shè)計上，市政工程與一般的工程存在很大的區(qū)別，以市政橋梁為例，市政橋梁不僅要具有質(zhì)量保障，還要能夠與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，并且還要考慮到各種管線的布局。

一、市政橋梁設(shè)計工作中應(yīng)遵循的原則

市政工程橋梁的設(shè)計原則主要有以下四個方面：

第一，橋梁設(shè)計要能夠滿足一定的交通量。對于橋梁最基本的條件是能夠在保證車輛和行人通行的基礎(chǔ)上，滿足將來交通增長的需求，這就需要橋梁具有足夠的承載力和橋面凈空。如果橋梁是建造在通航河流上，或者需跨越其他路線的，那么對于橋梁設(shè)計的要求就要能夠滿足橋下通航、通行凈空方面的要求；如果橋梁是建造在靠近村莊的地方，就要考慮到橋梁的其他用途，并滿足管線的需求。

第二，設(shè)計要同時具備經(jīng)濟性和技術(shù)性。經(jīng)濟性指的是進行橋梁設(shè)計的過程中要考慮到橋梁建設(shè)的成本是否合理，這是不得不考慮的問題，在滿足交通量需求的前提下，最好選擇總造價和材料消耗較低的設(shè)計方案，或者是盡可能地使用當?shù)氐慕ㄖ牧?，降低材料的運輸費用和保管費用，以達到最佳的經(jīng)濟效果。技術(shù)性值得是橋梁設(shè)計方案的可實施性，橋梁的結(jié)構(gòu)形式要便于建造和架設(shè)，盡可能地采用先進技術(shù)和施工機械，減少勞動強度。

第三，確保橋梁整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件具有足夠的穩(wěn)定性和耐久性。要保證橋梁在一定余量的荷載作用下的變形不會超過規(guī)定的范圍，防止變形過大影響橋梁的正常使用和結(jié)構(gòu)安全。足夠的穩(wěn)定性要求橋梁的結(jié)構(gòu)在各種外力的作用下，能夠保持原狀，不發(fā)生變形和位移。耐久性指的是橋梁的結(jié)構(gòu)在正常的使用年限中不會過早地發(fā)生損壞或是影響到正常使用的重大破壞，比如橋梁的裂縫寬度不能超出規(guī)定的范圍。

第四，橋梁設(shè)計要能夠滿足美觀和環(huán)保要求。市政橋梁對于城市美觀有著重要的作用，所以橋梁要能夠與周圍的環(huán)境和建筑融為一體。在選擇橋位和設(shè)計方案的時候，要考慮到對水、噪音以及空氣的影響，必要的時候要采取一定的措施將影響降到最小。

二、市政橋梁設(shè)計設(shè)計要點分析

（一）方案選擇

對于市政橋梁設(shè)計方案的選擇要具體問題具體分析，要對施工場地進行現(xiàn)場勘查和調(diào)查，綜合考慮影響施工的各種因素，并在設(shè)計過程中從實際出發(fā)，選擇最佳的施工方案，以達到預(yù)期的效果。

（二）主梁設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要點不同，可以將簡支梁結(jié)構(gòu)分為裝配式和整體式。裝配式的特點在于將分別運送預(yù)定的相關(guān)主梁配件，在施工的時候再使用自動化以及機械化的工程技術(shù)進行安裝，既可以降低勞動強度，又可以減少材料浪費。為了確保橋梁能夠承受上部承重，通常會選用T形和箱型這兩類的主梁結(jié)構(gòu)。箱型常用于混凝土結(jié)構(gòu)主梁中，同時在設(shè)計中要注意保持間距和片數(shù)，并且間距和片數(shù)呈反函數(shù)關(guān)系，另外對于梁高和細部尺寸也要進行荷載計算。

（三）下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

下部構(gòu)造設(shè)計主要是橋梁墩臺的設(shè)計，在墩高不超過40m的情況下，通常是采用柱式墩或Y型薄壁墩。其中最常用的是柱式墩，可以分為圓柱和方柱，前者的優(yōu)點是外觀質(zhì)量容易控制，適用于平原地區(qū)，而后者的優(yōu)點在于美觀上更為協(xié)調(diào)。Y型墩的施工工藝較為復雜，并且在墩高較矮時其經(jīng)濟性不高。

（四）橋臺設(shè)計

橋臺設(shè)計的重點在于型式，以裝配式簡支橋梁為例，其最常見的橋臺有三種，分別是重力式橋臺和鋼筋混凝土澆筑的薄壁橋臺以及樁柱式橋臺。重力式橋臺結(jié)構(gòu)型式的特點是體積大，主要依靠自身重力，以滿足橋臺結(jié)構(gòu)的抗滑移及抗傾覆要求，臺身采用可選用砼結(jié)構(gòu)或漿砌塊石等，工藝簡單，易操作，普遍適用于中小型橋梁結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土薄壁橋臺的特點是可以將臺身掩藏在橋梁護坡內(nèi)部，既省空間，又可以減小小橋臺處的荷載力，并且橋梁護坡可以保護橋臺，但是如果橋梁護坡被洪水破壞之后，橋臺就會收到破壞，影響橋梁的正常使用，甚至會出現(xiàn)坍塌，所以在設(shè)計過程種一定要考慮到橋梁護坡的穩(wěn)定性和強度。樁柱式橋臺一般是采用樁基接蓋梁的形式，樁基結(jié)構(gòu)分為端承樁和摩擦樁兩種形式，可有效的將橋梁上部荷載傳遞到樁基，該種結(jié)構(gòu)承載力較好，可有效減少基礎(chǔ)開挖，施工工藝亦比較成熟，現(xiàn)如今，該種結(jié)構(gòu)形式已普遍用于市政、公路等工程。

（五）橋墩型式選擇

通常情況下，在裝配式簡支橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中會采用雙柱式墩、十字墩或者矩形薄壁墩等型式，其中，單幅雙柱式橋墩結(jié)構(gòu)型式的應(yīng)用最為普遍?？偨Y(jié)了以往的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)的問題，筆者認為在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中要重視橋墩結(jié)構(gòu)型式的選擇，尤其是對于巖溶性地帶、樁基礎(chǔ)施工困難地段等，要提前進行現(xiàn)場勘察，建議采用單柱單樁的設(shè)計。如果橋梁選址處于河谷或者是容易受到滾石威脅的地方時，要提高橋墩結(jié)構(gòu)的抗撞擊能力，同時也建議采用單柱單樁的設(shè)計。然而雙幅兩柱整體下部構(gòu)造設(shè)計適用于高位墩柱長橋的建設(shè)，應(yīng)為在對這類橋體進行設(shè)計時需要考慮到部結(jié)構(gòu)荷載累積變位的問題。

（六）上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

通常會采用具有隔水性能的混凝土用（接上頁）于防水設(shè)計，但是混凝土所形成的防水層容易出現(xiàn)裂縫，而一旦產(chǎn)生裂縫就會大幅度地降低防水功能。所以在設(shè)計橋體主梁的時候，要將混凝土的伸縮變化納入考慮的范圍，防止主梁型號出現(xiàn)問題導致主梁端口在非常溫的狀態(tài)下發(fā)生損壞。對于伸縮縫的設(shè)計的設(shè)計要求是既能夠滿足主梁橫縱伸縮要求，又能夠起到防水作用。伸縮縫的選擇最重要的是有無翹頭的，因為在橋體兩端存在翹頭的話，可以將橋體的伸縮縫整合在一起，并且可以形成閉合的U型槽，這樣就可以避免分聯(lián)梁端和分聯(lián)墩蓋上的積水滲入伸縮縫的情況。

（七）抗震設(shè)計

橋梁的抗震設(shè)計最主要的是根據(jù)一系列的計算，得出設(shè)計烈度、地震荷載、結(jié)構(gòu)最大內(nèi)力以及變位，這些計算都有一定的公式，可以直接代入相關(guān)數(shù)值進行計算。另外還要特別注意大跨度或者是重要的橋梁結(jié)構(gòu)，要進行地震反應(yīng)分析。對于那些建成但是不滿足抗震需求的橋梁，可以通過結(jié)構(gòu)地震動力分析進行深入的抗震鑒定，然后選擇最佳加固方案。

三、結(jié)語

市政橋梁工程既要能夠滿足現(xiàn)在城市發(fā)展的交通量需求，又要能夠滿足將來的交通量增加需求，因此建設(shè)過程中應(yīng)注重其各環(huán)節(jié)的設(shè)計，另外在設(shè)計過程中要考慮環(huán)保、美觀等多方面的要求，以此建設(shè)出優(yōu)質(zhì)工程。

［1］游勵暉.市政工程橋梁設(shè)計要點研究［J］.鐵道工程學報，2013-03.

［2］劉杰.市政道路橋梁設(shè)計分析及存在的問題研究［J］.價值工程，2013-10.

［3］陳順琪.市政橋梁工程設(shè)計工作探析［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015-02.