關(guān)于山區(qū)公路中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

羅建江 曹建洋

摘 要：公路橋梁建設(shè)是我國(guó)進(jìn)行公路建設(shè)的一個(gè)重要的組成部分。山區(qū)公路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，只有很好地把握公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，對(duì)多方位的因素進(jìn)行綜合的考慮，保證施工和營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的科學(xué)性和安全性。本文主要針對(duì)關(guān)于山區(qū)公路中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路;中小跨徑橋梁;設(shè)計(jì)原則

一、山區(qū)公路中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)原則

1、合理的經(jīng)濟(jì)性

山區(qū)地形地貌復(fù)雜，橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性顯得尤為重要。因此橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，遵循就地取材原則，應(yīng)充分考慮地形、地質(zhì)環(huán)境條件、材料、施工、運(yùn)輸?shù)惹闆r。

2、良好的耐久性

山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)年限一般在100年以內(nèi)，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，在保證橋梁安全的前提下，盡可能采取有效措施提供橋梁的耐久性。一般可采取增加鋼筋，采用耐久性混凝土，增加保護(hù)層厚度，搞好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等確保山區(qū)公路橋梁的耐久性。

3、可靠的安全性

因山區(qū)地形復(fù)雜多變，應(yīng)綜合考慮溝壑深度、地形坡度、溶洞、巖溶、泥石流、滑坡等地形、地貌，還有把握降水量、氣溫等氣候特點(diǎn)。不能只關(guān)心橋梁承載能力問(wèn)題，應(yīng)保證橋梁在各種條件下都不會(huì)出現(xiàn)破壞。

二、山區(qū)公路中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)

1、主梁的選擇

中小跨徑公路橋梁常用主梁有T梁、小箱梁、空心板三大類：

（1）T梁連接采用橫隔板，有較好的整體性和大的橫向剛度，具有大的跨越能力;由于整體全斷面澆筑，質(zhì)量容易控制，施工簡(jiǎn)便，單根梁重量較輕，吊裝安裝簡(jiǎn)單;預(yù)制T梁為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，耐久性、安全性好;但橋梁寬度相同時(shí)，因T梁寬度窄，需要的主梁片數(shù)比小箱梁多，經(jīng)濟(jì)性比小箱梁差。T梁翼板厚度與梁高相比，相差很大，難以實(shí)現(xiàn)鉸接，如設(shè)置橫向不足，就會(huì)造成翼板連接處損壞;按剛接進(jìn)行橫向連接時(shí)，如設(shè)置橫向不足，就會(huì)造成單梁損壞，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證橫梁抗力和數(shù)量足夠，間隔6m左右設(shè)一道橫隔板為宜，以加強(qiáng)橫向整體性;為保證計(jì)算和實(shí)際受力相符，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用梁格體系進(jìn)行計(jì)算。T梁養(yǎng)護(hù)容易，施工工藝簡(jiǎn)單，便于曲線布設(shè)，有條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。

（2）小箱梁與T梁比，同跨徑小箱梁建筑高度低，造價(jià)低，尤其對(duì)缺乏路基填料段、軟土區(qū)及需要降低橋頭填土?xí)r，應(yīng)優(yōu)先采用，更利于降低工程造價(jià);但重量大，吊裝施工機(jī)械要求高。小箱梁抗扭性能好、跨越能力大，但其腹板較薄，內(nèi)部存在空腔，預(yù)制施工要求比T梁高。小箱梁能采用后張法施工，但模板較復(fù)雜、施工工序較多、吊裝重量重、不易控制質(zhì)量;但其耐久性、整體性，多跨大半徑橋梁應(yīng)優(yōu)先選用。

（3）空心板結(jié)構(gòu)十分實(shí)用于跨徑小于20m的橋梁，但預(yù)制空心板使用中易出現(xiàn)支座脫空、混凝土剝落、縱、橫向裂縫、鉸縫開(kāi)裂、剝落等病害。究其原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，架設(shè)板與板橫向通過(guò)鉸接，只傳遞剪力，但實(shí)際情況是由于鉸縫混凝土體積小，施工質(zhì)量難以保證，受到較大壓力易碎，難以長(zhǎng)期傳遞力;若鉸縫施工中采用了鋼筋連接并對(duì)板側(cè)面進(jìn)行了鑿毛，與板形成了良好整體，此時(shí)若梁較寬時(shí)，會(huì)出現(xiàn)雙向板受力情況，板預(yù)制時(shí)未配制橫向鋼筋，易引發(fā)縱向板底開(kāi)裂，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在縫內(nèi)增加鋼筋、縫處采用鋼纖維混凝土等措施改善鉸縫連接。取現(xiàn)澆空心板能適應(yīng)各種彎、坡、斜橋的需要，有施工條件時(shí)，應(yīng)盡可能采用現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)，且跨徑不超過(guò)8m時(shí)，宜采用實(shí)心板。

2、橋跨分聯(lián)

（1）伸縮縫應(yīng)按照分聯(lián)長(zhǎng)度、橋面延伸量等選擇伸縮縫型號(hào)。聯(lián)長(zhǎng)度在180～250m范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用D240型模數(shù)式伸縮縫;聯(lián)長(zhǎng)度在100～180m范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用D160型模數(shù)式伸縮縫;聯(lián)長(zhǎng)度在40～100m范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用D80型模數(shù)式伸縮縫;聯(lián)長(zhǎng)度在20～40m范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用D40型模數(shù)式伸縮縫;橋長(zhǎng)小于20m時(shí)，只在一端采用伸縮縫。（2）對(duì)連續(xù)體系橋梁，應(yīng)按照橋梁跨徑大小情況進(jìn)行分聯(lián)，單孔跨徑為40m時(shí)，聯(lián)長(zhǎng)應(yīng)低于200m;單孔跨徑為30m時(shí)，聯(lián)長(zhǎng)應(yīng)低于180m;單孔跨徑為20m時(shí)，聯(lián)長(zhǎng)應(yīng)低于100m。（3）采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑的橋梁，應(yīng)按照單孔跨徑、墩高、橋梁縱坡等選擇上部結(jié)構(gòu)體系。橋梁橋墩高度不小于20m或縱坡不小于2.5%時(shí)，應(yīng)采用墩梁固結(jié)的連續(xù)剛構(gòu)體系;橋墩高度小于20m時(shí)，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)連續(xù)體系。橋梁?jiǎn)慰卓鐝讲恍∮?0m時(shí)，應(yīng)采用連續(xù)剛構(gòu)或先簡(jiǎn)支后連續(xù)體系;橋梁?jiǎn)慰卓鐝叫∮?0m時(shí)，應(yīng)采用橋面連續(xù)體系。跨徑不小于13m的橋梁，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu);跨徑大于20m的橋梁應(yīng)采用T梁或小箱梁（當(dāng)跨徑≥40m時(shí)則采用T梁），不采用組合箱梁;小半徑曲線橋梁不采用預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)澆箱梁。（4）當(dāng)墩高大于45m時(shí)，應(yīng)選用40m連續(xù)T形梁橋;當(dāng)墩高大于15m而不超過(guò)40m時(shí)，應(yīng)選用30m連續(xù)T形梁橋;當(dāng)墩高小于15m時(shí)，跨越山溝、山凹、壩區(qū)河流和水溝時(shí)，無(wú)凈空要求時(shí)，應(yīng)選用20m連續(xù)T形梁橋，有凈空要求時(shí)，應(yīng)選用16m預(yù)應(yīng)力窄幅空心板橋。

3、橋型

考慮山區(qū)的公路地形和運(yùn)輸條件，為方便施工和降低造價(jià)，山區(qū)公路中小跨徑橋梁的橋型設(shè)計(jì)盡可能采用梁板組合裝配式結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)跨徑。梁板組合結(jié)構(gòu)架設(shè)方便，易于標(biāo)準(zhǔn)化施工，適合不同寬度的路基，能減輕預(yù)制重量，減小施工工期?？鐝綖?～20m的小跨徑山區(qū)公路宜采用預(yù)制空心板?？鐝綖?0～40m的可考慮采用預(yù)制T梁。山區(qū)曲線橋梁，由于存在彎扭藕合，為方便施工，降低彎扭作用，宜采用抗扭能力強(qiáng)的封閉箱梁，并加強(qiáng)橋梁橫向連接，以提升結(jié)構(gòu)性能;橋梁的滑移和會(huì)變形梁體支座受力不均，結(jié)構(gòu)錯(cuò)動(dòng)，高墩橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注墩柱的變形和穩(wěn)定性，為提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減小后期養(yǎng)護(hù)工作宜盡量采用剛構(gòu)。

4、下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)選取應(yīng)充分考慮地質(zhì)、地形、水文等自然條件，對(duì)墩型及墩高，跨徑等進(jìn)行選擇。如果橋梁高度小于40m，山區(qū)公路中小跨徑橋梁一般采用矩形墩、十字墩、柱式墩，但雙柱式墩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，施工簡(jiǎn)單宜優(yōu)先選用。如果橋梁較矮，就采用薄板式墩或柱式墩，但柱式墩構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工外觀質(zhì)量易于控制，與樁基礎(chǔ)銜接方便，宜優(yōu)先選用。山區(qū)公路中小跨徑橋梁基礎(chǔ)一般采用柱樁、嵌巖樁等樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋位處地質(zhì)條件好時(shí)宜采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。地質(zhì)條件好但地面橫坡大以及地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)宜采用樁基礎(chǔ)。對(duì)巖溶發(fā)育段，基礎(chǔ)應(yīng)采用單樁，以縮減樁基數(shù)量，減小施工難度。受水流沖刷、滾石等河谷中的橋墩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意考慮墩柱抗沖刷和抗撞擊能力，盡量采用單樁。山區(qū)中小跨徑橋梁橋臺(tái)一般采用重力臺(tái)、肋板臺(tái)和樁柱式橋臺(tái)。重力臺(tái)高度在10m左右為宜，常需配合設(shè)置縱橫向臺(tái)階，以適應(yīng)山區(qū)的地貌、地形。樁柱式臺(tái)高度宜為5～10m，在山區(qū)地形陡峭的情況下，常與重力臺(tái)配合使用。肋板臺(tái)需要設(shè)置透水性材料填充壓實(shí)，上鋪設(shè)格柵的過(guò)渡段。

結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)公路設(shè)計(jì)受到很多因素的影響和制約，會(huì)遇到許多的技術(shù)難題和疑難工程。我們?cè)谶M(jìn)行山區(qū)公路中小跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮其本身的具體特征，確保中小跨徑公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而為后續(xù)的橋梁施工、建設(shè)管理提供幫助，保證整個(gè)橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳中治，王敏. 山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]. 中外公路，2013，33（2）：180-184.

[2] 馮斌.山區(qū)中小橋梁的設(shè)計(jì)方法分析[J].黑龍江交通科技，2016，39（10）：129-130.

[3] 左祥紅.山區(qū)高速公路橋梁勘察設(shè)計(jì)技術(shù)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（15）：123-124.

[4] 李曉彤.山區(qū)公路中小橋梁的設(shè)計(jì)方法研究[J].黑龍江科技信息，2016（7）：239.