試分析路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化

劉干平

（韶關(guān)市翔宏公路勘察設(shè)計(jì)有限公司 廣東韶關(guān) 512023）

試分析路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化

劉干平

（韶關(guān)市翔宏公路勘察設(shè)計(jì)有限公司 廣東韶關(guān) 512023）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的不斷提升，對道路橋梁工程的質(zhì)量提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。傳統(tǒng)的路橋設(shè)計(jì)，容易出現(xiàn)“橋頭跳車”的問題。路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思中的一體化設(shè)計(jì)思想能夠有效解決這一問題，并能夠進(jìn)一步保證路橋行車的安全性、可靠性及其使用年限。本文主要針對路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化優(yōu)勢，分析了路橋一體化設(shè)計(jì)要素，并結(jié)合工程實(shí)例探討了路橋一體化設(shè)計(jì)構(gòu)思的實(shí)踐過程。

路橋設(shè)計(jì)；構(gòu)思；一體化

道路行車及物流運(yùn)輸?shù)陌踩耘c可靠性在很大程度上受橋梁與道路的鏈接質(zhì)量影響。而在我國大部分橋梁工程中，受土質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工、后期通車等多方面因素影響，橋梁與道路銜接處往往會(huì)出現(xiàn)沉降差，造成安全隱患。因而深入分析探討路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化，有利于提升路橋銜接質(zhì)量，保證我國的交通道路安全。

1 路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思一體化的優(yōu)勢分析

橋梁修建比道路復(fù)雜，其成本高，因此橋梁的設(shè)計(jì)是和道路設(shè)計(jì)分開的。在進(jìn)行橋梁的坡處設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行填土，若土層高壓縮、高含水量、差透水性的特性，就會(huì)導(dǎo)致路基沉降。橋梁設(shè)計(jì)使用樁基礎(chǔ)來建設(shè)，其設(shè)計(jì)除了重視樁的承載力以及對橋梁的支撐，如果樁基承載力大，施工過程中，橋梁的沉降量就不大。橋梁和道路沉降程度和速度是不一樣的，形成兩者之間的沉降差，如圖1所示。

現(xiàn)階段進(jìn)行的路橋施工工程，對于這個(gè)問題沒有很好的解決辦法，只能施工后對沉降的路面進(jìn)行補(bǔ)救，或者對于橋坡進(jìn)行真空預(yù)壓和降水。但是這些方法在兩者分散設(shè)計(jì)上進(jìn)行的，由于沒有在施工前進(jìn)行調(diào)節(jié)，成本消耗高，還不能夠保證很好的效果，使得施工完成后期形成了修建、維護(hù)成本很高的路橋建設(shè)。要解決這些問題，必須進(jìn)行路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化，將橋梁和道路的設(shè)計(jì)人員統(tǒng)一協(xié)商、銜接，在保證質(zhì)量的情況下，使得路橋沉降減小差值。橋梁和道路的構(gòu)思一體化，使得橋梁樁的基礎(chǔ)、后期以及維護(hù)減少成本，縮短了施工時(shí)間。

圖1 沉降差

2 路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化要素分析

2.1 一體化設(shè)計(jì)流程

進(jìn)行路橋設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于橋梁、道路過渡部分沉降差異，會(huì)使得車輛行駛到橋頭出現(xiàn)顛簸現(xiàn)象。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要將兩者的沉降速率和沉降量協(xié)調(diào)相近，以免出現(xiàn)使用多年以后導(dǎo)致路橋的沉降量差異大。在設(shè)計(jì)道路和橋梁的設(shè)計(jì)人員需要互相溝通交流、協(xié)商配合，通過綜合施工時(shí)間、橋梁沉降等等情況，使得路橋沉降具有差異性問題得到解決。設(shè)計(jì)流程就應(yīng)當(dāng)是：

（1）路橋設(shè)計(jì)人員通過精確計(jì)算橋坡的軟基沉降速率，加入成本不高的橋坡軟基進(jìn)行處理，精確算出軟基速率和沉降量。

（2）路橋設(shè)計(jì)人員通過精確計(jì)算橋梁沉降速率，對于其樁基的沉降速率和總沉降量通過計(jì)算得出。

（3）將橋梁和道路通過一體化設(shè)計(jì)，減少兩者之間的沉降差值。

2.2 樁基沉降速度計(jì)算方式

利用沉降計(jì)算法：等代墩基法、Mindlin解法以及沉降控制的復(fù)合樁基等方法，對路橋的沉降速度通過精確的計(jì)算。在進(jìn)行路橋沉降速度精確計(jì)算的時(shí)候，要注意土層壓縮變形、樁端的刺入變形等等問題。在跨越河流的區(qū)域，要思考土、水、樁的應(yīng)用。遇到復(fù)雜的地勢，還要注意到地震、滑坡、泥石流等等問題的影響。

2.3 一體化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）利用橋梁和道路的沉降曲線的計(jì)算，對橋梁、道路之間過渡段落采用變形控制。變形控制使用在橋梁道路過渡段中，需要設(shè)計(jì)人員以及施工人員對過渡段的路基進(jìn)行沉降量控制。以達(dá)到路橋過渡段沉降差的減小，也要增加過渡段的沉降差。因此，通過地質(zhì)條件、施工工藝等等精確計(jì)算路橋的沉降曲線，制定路橋的施工計(jì)劃。

（2）合理選擇道路和橋梁在過渡處的施工工藝和施工材料。在不同的選擇下，兩者的沉降速度也具有差異性，依據(jù)有效的施工工藝和施工材料的使用，可以合理調(diào)節(jié)道路和橋梁的沉降速度，使得路橋基本一致。基于橋梁過于堅(jiān)固的原因，施工人員要使用橋坡承載力加強(qiáng)的手段，減少橋坡地基的沉降?？梢允褂猛凉ず铣傻牟牧霞咏钐岣?，也可以采用放松橋梁沉降速度使路橋沉降速度不具有差異。

（3）合理、有效設(shè)計(jì)路橋的過渡處。路橋的施工結(jié)構(gòu)、材料不同，橋梁由于剛度不小，同道路的路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過小，所以道路、橋梁一體設(shè)計(jì)時(shí)，要注意在兩者間加強(qiáng)過渡處，減少兩者間過渡。按照中國修建路橋的經(jīng)驗(yàn)，在柔性橋坡以及剛性橋臺(tái)兩者間放置30m以上，50m以下的強(qiáng)度漸變段，可以使用不相同的填料進(jìn)行漸變，使得兩者結(jié)合點(diǎn)加強(qiáng)過渡。

2.4 一體化設(shè)計(jì)構(gòu)思中質(zhì)量控制措施

（1）道路和橋梁設(shè)計(jì)一體化中，對于兩者路基進(jìn)行處理的方法。使用復(fù)合地基法水泥粉噴樁。用這個(gè)方法使得路橋的過渡處軟土的承載力得到加固，但是這個(gè)方法的施工成本太高。如果使用超載預(yù)壓進(jìn)行，這個(gè)方法的施工時(shí)期太長。所以結(jié)合兩者，可以通過塑料排水板的方法進(jìn)行加固。在施工進(jìn)行中，應(yīng)當(dāng)因地制宜，選擇適合的方法進(jìn)行路橋過渡處地基的加固。

（2）道路、橋梁一體化設(shè)計(jì)時(shí)，注意兩者過渡段路基填料的合理選擇。按照施工的具體實(shí)際情況選擇最適合的填料。一般可以通過實(shí)地檢驗(yàn)，土壤的塑限、液限，了解填料松鋪厚度和壓實(shí)遍數(shù)進(jìn)行合理的選擇。

（3）路橋一體化設(shè)計(jì)時(shí)，要對路基進(jìn)行填筑前排水。在降水量很大的區(qū)域，要進(jìn)行路橋過渡段排水施工。不然，地下水和地表水會(huì)對路橋過渡段造成侵蝕?？梢允褂妹虾蜋M向泄水管的方法進(jìn)行排水。

（4）路橋一體設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行過渡段施工組織。在路橋過渡段的橋臺(tái)和橋坡連接處，要進(jìn)行碾壓橋坡和填筑以及錐坡填土。兩者進(jìn)行填土?xí)r，使用大型機(jī)器進(jìn)行碾壓如果困難，可以使用小型的壓實(shí)震動(dòng)機(jī)械進(jìn)行。

（5）路橋一體化設(shè)計(jì)時(shí)，要對道路、橋梁過渡帶路基的施工進(jìn)行檢測。保證路基施工要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。合理選擇填土速度，使得路基強(qiáng)度以及穩(wěn)定得以提高。

3 路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思一體化工程實(shí)例分析

某市擬建一座橫向跨線橋，橋梁寬度為10m，結(jié)構(gòu)采用簡支梁式結(jié)構(gòu)，采用φ800鉆孔灌注樁為橋梁的樁基礎(chǔ)。橋梁共9跨，每跨在22～25m范圍內(nèi)。本橋梁工程采用路橋一體化的設(shè)計(jì)方式。

各個(gè)橋墩所用的承臺(tái)尺寸、樁數(shù)、樁徑、樁長的確定基于地質(zhì)勘查報(bào)告進(jìn)行初步確定，樁基沉降的計(jì)算采用沉降控制復(fù)合樁基算法，同時(shí)采用等代墩基礎(chǔ)法作為前者算法的比較。表1～2為土層地質(zhì)資料和計(jì)算所得初步設(shè)計(jì)參數(shù)表。

單樁靜載荷試驗(yàn)方案的制定依據(jù)初步確認(rèn)的樁長，進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與收集，通過對荷載軸力曲線、荷載沉降曲線的數(shù)據(jù)的收集分析，將單樁的承載力確定。在有限元程序中代入試驗(yàn)中所得實(shí)測數(shù)據(jù)，通過對比分析，將樁基的整體沉降值確定，并將各個(gè)橋墩所需的承臺(tái)尺寸、樁數(shù)、樁徑、樁長等設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行最終地確認(rèn)及檢查。

表1 土層地質(zhì)資料

表2 初步設(shè)計(jì)參數(shù)

4 結(jié)束語

路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化需結(jié)合工程實(shí)際情況，把握設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，運(yùn)用科學(xué)合理的樁基沉降計(jì)算方式，確保一體化設(shè)計(jì)施工方案的可操作，盡量在設(shè)計(jì)過程中對工程質(zhì)量進(jìn)行管理控制。同時(shí)我國路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思一體化理念還需與時(shí)俱進(jìn)，順應(yīng)科技時(shí)代發(fā)展的潮流，不斷吸收、改進(jìn)和創(chuàng)新。這樣才能夠真正提升我國的路橋工程質(zhì)量，保證我國的交通運(yùn)輸安全，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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U412

A

1004-7344（2016）20-0135-02

2016-7-3

劉干平（1960-），男，助理工程師，中專，主要從事公路、橋梁勘察設(shè)計(jì)工作。