淺析道路橋梁路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

楊麗梅

摘 要：隨著交通建設(shè)的不斷變化發(fā)展，對于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了新的標準及要求，從某種意義上而言，道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性不僅僅關(guān)系到整個國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)狀，更對人們出行安全起到了至關(guān)重要的影響，對此必須引起足夠的重視。道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要以橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)實際進行綜合分析，這樣才能有效保證其施工安全及質(zhì)量，才能從根本上保證其道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。文章主要針對現(xiàn)階段我國道路橋梁路面結(jié)構(gòu)設(shè)計等存在的一些問題進行簡要的分析與總結(jié)，并提出合理化的解決措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；路面結(jié)構(gòu)；設(shè)計

1 道路橋梁路面結(jié)構(gòu)類型

1.1 道路、橋梁設(shè)計的基本要求

隨著城市的不斷建設(shè)發(fā)展，路面施工對于混凝土的使用也有了新的標準及要求，利用先進的施工工藝及管理手段，可以加強對路面施工的質(zhì)量控制。針對道路、橋梁設(shè)計主要可以從以下等幾個方面進行闡述：（1）水和水泥的需求量比較大。一般來說，每公里的水泥混凝土路面，大概需要250噸的水和400噸的水泥。（2）接縫多。由于地面結(jié)構(gòu)的多處接縫，導(dǎo)致路面平整性比瀝青路面差，行車舒適度較差。（3）路面標線效果差。由于水泥混凝土的顏色淺，路面標線與路面對比度差，容易出現(xiàn)交通事故。（4）損壞后維修困難。水泥混凝土路面亮度低，施工空間狹窄，對作業(yè)及交通組織不利。因此，路面一經(jīng)損壞，維修難度非常大。

1.2 鋼筋混凝土路面

鋼筋混凝土路面是素水泥混凝土路面改革的一種，其在水泥混凝土面板中加入了鋼筋網(wǎng)，減少了路面面板裂紋的出現(xiàn)以及擴張。配筋率大約為0.1～0.2%。鋼筋直徑約為0.8～1.2厘米，鋼筋網(wǎng)的橫筋間距約為55cm，縱筋間距25cm。把鋼筋設(shè)置在路面面板以下的5～7cm處。在交通繁忙的地區(qū)，甚至可以采用雙層鋼筋網(wǎng)。

1.3 連配筋混凝土路面

它也是素水泥混凝土路面的技術(shù)創(chuàng)新。與鋼筋混凝土一樣，都是在混凝土路面面板中加入鋼筋，但是配筋率更大，達到0.6～10%。鋼筋設(shè)置在面板中央較厚的地方，大約距面板表面7cm左右。橫筋的直徑約為8毫米，間距在0.4～1.2米之間，縱筋的直徑約為14毫米，間距是0.07～0.2米之間。連配筋混凝土路面相比于素混凝土路面，其面板可薄18%，縮縫間距增大到100～300米。但是，連配鋼筋混凝土的鋼筋使用量高，而且施工技術(shù)也比較復(fù)雜。

1.4 鋼纖維混凝土路面

在基體混凝土中，均勻地加入鋼纖維，減少基體的動態(tài)負荷力，從而集中應(yīng)力，控制水泥混凝土裂縫產(chǎn)生，有效解決了素混凝土裂縫多的問題。另外，鋼纖維與混凝土配合，相互之間產(chǎn)生較大的粘結(jié)力，從而增大混凝土的抗拉能力，提高延伸率，使整個結(jié)構(gòu)可以均勻抵抗外力。因此，鋼纖維混凝土路面可以有效提高單純水泥混凝土路面的抗拉強度、抗裂性以及抗疲勞性，延長使用年限。

1.5 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的必要性

傳統(tǒng)橋梁設(shè)計流程首先是根據(jù)經(jīng)驗判斷制定初始的設(shè)計方案，包括材料的選擇、總體的布置、制造的工藝和結(jié)構(gòu)尺寸等方面；接著是對結(jié)構(gòu)進行分析；最后進行力學(xué)分析，檢驗設(shè)計結(jié)構(gòu)是否可行，并根據(jù)不同情況進行修改。這種設(shè)計方法，只是對施工方案的可行性與安全性進行檢驗，不能夠做到最優(yōu)的設(shè)計，很難滿足對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計需求日益復(fù)雜的要求，因此，結(jié)構(gòu)化設(shè)計變得尤為必要。

2 道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計所涉及的設(shè)計內(nèi)容及其廣泛，在此文章主要以裝配式簡支橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計為主要研究對象來分析道路橋梁機構(gòu)設(shè)計的特點。

2.1 主梁設(shè)計

主梁結(jié)構(gòu)作為橋梁上部結(jié)構(gòu)的主要承載力，在設(shè)計過程中必須充分考慮其所承受的能力范圍，依據(jù)實際施工情況進行設(shè)計分析，主要采用以下兩種方式進行結(jié)構(gòu)設(shè)計：T型設(shè)計及箱型設(shè)計，但箱型結(jié)構(gòu)設(shè)計通常情況下被應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中。箱型結(jié)構(gòu)設(shè)計對于主梁結(jié)構(gòu)彼此之間的間距及片數(shù)都有很高的要求，且兩者相互之間又相互制約，主梁間距小要求片數(shù)就多，反之間距大要求片數(shù)就少。同時還要格外注意主梁的高度及結(jié)構(gòu)內(nèi)部之間所需材料的大小規(guī)格，完全按照規(guī)定進行荷載計算，根據(jù)不同主梁所承載的力來進行對稱布置設(shè)計，此時可以采用杠桿的原理進行計算，這樣能夠有效的保證主梁受力均勻，不會出現(xiàn)偏重偏壓的現(xiàn)象。針對受力情況進行合理計算是主梁設(shè)計中應(yīng)考慮的主要因素之一，不僅僅要從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點進行計算，還要考慮各個截面對主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，將不安全因素受力分析，進而保證主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

裝配式簡支梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅僅可以對預(yù)制獨立構(gòu)件進行吊裝、運輸，而且可以在現(xiàn)場拼接制梁且安裝。在實際設(shè)計中，需要施工技術(shù)工藝水平比較高進而滿足其設(shè)計工作的要求，但與此同時，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計也節(jié)省了大量勞動力及原材料，一定程度上還提高了其工作效率，保證了施工建筑質(zhì)量。此外，施工過程中不會受到各種外界天氣變化的影響，這也是裝配式簡支梁結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用的主要原因之一。

2.2 橋臺設(shè)計橋臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)主要注重于型式的選擇

裝配式簡支橋梁對于橋臺結(jié)構(gòu)的選擇比較常見的有輕型橋臺、鋼筋混凝土薄壁橋臺和埋置式橋臺三種。輕型橋臺結(jié)構(gòu)型式具有體積小的特點，其設(shè)計應(yīng)用可作為一種擋土的翼墻結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土薄壁橋臺可設(shè)計將臺身埋置于橋梁護坡中，從設(shè)計角度講，既可以減小橋臺結(jié)構(gòu)受到上部荷載的作用力，又可以保證橋臺處的預(yù)留空間。但是，從某種程度上分析橋臺前的護坡由于是采用片石混凝土施工作表面防護的一種永久性設(shè)施，存在著被洪水沖毀而使臺身裸露的可能，因此，在設(shè)計時必須進行相關(guān)的強度和穩(wěn)定性驗算。根據(jù)給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進行比較確定），然后進行紙上定線。（1）在1：10000的小比例尺地形圖上在起，終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據(jù)相鄰控制點間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。（2）對于山嶺重丘地形，定線時應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。

3 施工注意事項

道路橋梁施工其每個環(huán)節(jié)都將對工程質(zhì)量產(chǎn)生極其重要的影響。所以必須從源頭上加以解決，保證其質(zhì)量。在施工建筑前，必須保證各種原材料的質(zhì)量，在進入施工現(xiàn)場前進行嚴格的審查檢測，保證所需材料在施工過程中的穩(wěn)定性，進而不會出現(xiàn)隨意改變的情況。

4 結(jié)束語

總而言之，城市交通量大，道路橋梁承擔(dān)著巨大的責(zé)任，關(guān)系到城市的經(jīng)濟發(fā)展。因此其路面結(jié)構(gòu)設(shè)計非常重要。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要根據(jù)該道路的自然環(huán)境以及交通特點合理選擇路面結(jié)構(gòu)類型，然后進行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，科學(xué)選擇設(shè)計方案，嚴格按照各種規(guī)范進行施工。建設(shè)出合格、實用的道路橋梁，為城市發(fā)展做貢獻。

參考文獻

[1]焦楚杰，孫偉，高培正，等.鋼纖維混凝土力學(xué)性能試驗研究[J].廣州大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005（4）.

[2]楊良，郭忠印，丁志勇.公路隧道路面工作環(huán)境調(diào)研與分析[J].公路，2004（3）.

[3]陶翔根，韓天雄，謝天祥，等.鋼纖維混凝土在公路工程中的施工工藝[J].上海公路，2001（1）.