山區(qū)中小橋梁的設(shè)計方法分析

馮 斌

（黔南州交通設(shè)計院，貴州都勻 558000）

山區(qū)中小橋梁的設(shè)計方法分析

馮 斌

（黔南州交通設(shè)計院，貴州都勻 558000）

針對山區(qū)中小橋梁，結(jié)合平塘縣龍坪橋?qū)嵗诤唵谓榻B安全性、耐久性等山區(qū)橋梁基本設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，就結(jié)構(gòu)類型選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計（上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)）入手，對山區(qū)中小橋梁設(shè)計方法進(jìn)行了全面的分析。

山區(qū)橋梁；設(shè)計原則；設(shè)計方法

1　山區(qū)中小橋梁設(shè)計原則

1.1安全性

在對山區(qū)中小橋梁進(jìn)行設(shè)計時，安全是需要考慮的首要因素。山區(qū)地形情況復(fù)雜多變，設(shè)計者不能只關(guān)心橋梁載重方面的問題，還要結(jié)合具體情況，比如地形坡度、溝壑深度等。此外還要考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，了解降水量等基礎(chǔ)信息，然后將這些內(nèi)容進(jìn)行匯總，作為保障橋梁安全的依據(jù)，為后續(xù)設(shè)計方法的選取提供參考和指導(dǎo)。

1.2耐久性

在排除自然災(zāi)害的條件下，中小橋梁使用年限為30年和50年，耐久性十分突出，這也是橋梁的特點之一?；诖?，設(shè)計者在開展工作時，不僅需要關(guān)注橋梁安全，還要盡最大努力提升其耐久性。在條件允許的情況下，可適當(dāng)增加鋼筋用量，以提高橋梁強(qiáng)度，并做好日常養(yǎng)護(hù)，制定系統(tǒng)且合理的養(yǎng)護(hù)計劃，進(jìn)而保證橋梁的耐久性。

1.3經(jīng)濟(jì)性

與城市相比，山區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較差，加上地形等因素的影響，使得山區(qū)橋梁設(shè)計不得不考慮實際的財政收入，并要求將成本嚴(yán)格控制在一定限度內(nèi)。橋梁設(shè)計時，設(shè)計者需要充分考慮勞動力、材料等情況，在遵循就地取材原則的基礎(chǔ)上，合理運(yùn)用資源，以確保山區(qū)橋梁經(jīng)濟(jì)性。

1.4可養(yǎng)護(hù)性

山區(qū)路況較為崎嶇，不僅會對工程施工造成影響，還會大幅增加橋梁后期養(yǎng)護(hù)的難度。因此，在橋梁設(shè)計階段必須考慮橋梁養(yǎng)護(hù)的便利性，根據(jù)現(xiàn)場地理環(huán)境，制定既方便施工，又便于養(yǎng)護(hù)的方案和線路，為橋梁養(yǎng)護(hù)工作的順利開展提供有利條件。如今，有很多橋梁設(shè)計者為節(jié)約成本，都采用小跨徑的橋梁設(shè)計方法，雖然這種方法可以在一定程度上節(jié)約成本，施工也較為簡單，但如果小跨徑不滿足實際需求或與地理環(huán)境不匹配，則會起到適得其反的效果，此時應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)跨徑等方法。

2　山區(qū)中小橋梁設(shè)計方法

2.1結(jié)構(gòu)類型

在預(yù)制場地、運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)條件滿足實際需求時，橋梁上部結(jié)構(gòu)可選用T梁或者是空心板。其中，空心板跨度通常在6～20 m范圍內(nèi)，在地形相對平緩、矮墩的中小橋梁中較為常用；T梁跨度比空心板大很多，通常在20～50 m范圍內(nèi)，主要是先簡支后連續(xù)的基本形式。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于會受到地形等因素影響，山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與普通橋梁存在較大的差距，山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)必須滿足相應(yīng)要求，確保設(shè)計的合理性與耐久性，以此有效防止失穩(wěn)等情況的發(fā)生。

（1）橋梁上部結(jié)構(gòu)

對于曲線橋梁而言，其梁體會產(chǎn)生彎扭耦合效應(yīng)，同時具有一定變形趨勢；大縱坡橋梁在受到汽車荷載情況下，梁體會出現(xiàn)向下滑移趨勢，若橋梁上下部結(jié)構(gòu)之間設(shè)有支座，則變形與滑移趨勢會造成結(jié)構(gòu)錯動，進(jìn)而導(dǎo)致梁體支座受力不均；而針對高墩橋，其墩柱的穩(wěn)定性與變形控制是設(shè)計的要點。為有效解決上述實際問題，山區(qū)橋梁的基本結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量采用剛構(gòu)，以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保通行安全，還可起到減小后期養(yǎng)護(hù)難度與成本的作用。

對于小跨徑橋梁，由于大多數(shù)施工單位缺乏相關(guān)設(shè)備與技術(shù)經(jīng)驗，所以橋梁上部結(jié)構(gòu)以現(xiàn)澆空心板形式為主，而跨徑在16m～20m范圍內(nèi)的中跨徑橋梁，多使用簡支箱梁。對橋面懸臂長度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可良好適應(yīng)山區(qū)地形條件。該結(jié)構(gòu)在曲線中運(yùn)用時，為方便施工，腹板依然可使用直線形，降低彎扭作用，有效彌補(bǔ)平衡受力方面的不足。此外，采取強(qiáng)化橫向聯(lián)系的方法，提升結(jié)構(gòu)性能。

本橋梁采用箱梁為上部結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)澆鋼筋混凝土簡支箱梁，具體設(shè)計參數(shù)如表1所示。

表1　龍坪橋結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

（2）橋梁下部結(jié)構(gòu)

橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計需充分考慮地形及地質(zhì)等基本情況，跨徑、墩高以及墩型的選取需根據(jù)具體的選擇標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

表2　橋梁跨徑、墩高以及墩型的選取標(biāo)準(zhǔn)

由表2可知，如果橋梁高度未達(dá)到50 m，則該橋梁的下部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量使用雙柱式墩、十字墩或者是矩形墩，由于雙柱式墩施工簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以在實際情況中較為常用。在巖溶特殊地形發(fā)育，且樁基施工難度較大的地段，橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)縮減樁基數(shù)量，在滿足基礎(chǔ)荷載要求的前提下，可使用單樁。此外，如果橋墩處在河谷當(dāng)中，會受到滾石、水流沖刷等作用的影響時，應(yīng)重點考慮墩柱抗撞擊與抗沖刷能力，同樣可以使用單樁，但要采取相應(yīng)的措施提高其剛度。

3　結(jié)束語

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動了城市化水平的進(jìn)一步提高，使道路交通逐漸發(fā)達(dá)，為了適應(yīng)接下來的發(fā)展要求，山區(qū)橋梁設(shè)計與建設(shè)至關(guān)重要。山區(qū)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，交通不便，這為橋梁設(shè)計帶來了很大的麻煩和問題。因此，橋梁設(shè)計者必須充分考慮山區(qū)特點，結(jié)合具體需求，合理選取橋梁的結(jié)構(gòu)類型，優(yōu)化上、下部結(jié)構(gòu)，制定科學(xué)的設(shè)計方案，從而創(chuàng)作出優(yōu)質(zhì)的設(shè)計作品。

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U442

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1008-3383（2016）10-0129-02

2016-01-21

馮斌（1981-），江蘇揚(yáng)中人，工程師，主要從事公路橋梁勘察設(shè)計研究。