淺析公路橋梁與公路路線的線形布置

霍 呂 富

(朔州路橋建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 朔州 036002)

0 引言

公路橋梁建設(shè)是國(guó)家道路工程的重要組成部分。在以前，由于技術(shù)的限制和建筑工人的忽視，發(fā)展速度較為緩慢,而我國(guó)地貌多變以及河流眾多，間接導(dǎo)致公路橋梁比較多,成為我國(guó)主流交通道路，特別是橋梁，在一定的技術(shù)和資金支持下，不改變河流流道和地貌原樣，有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展進(jìn)度不斷增快，高架橋、公路、橋梁越來越多，有的公路橋梁的布局和道路間距引發(fā)了很多矛盾，這種矛盾在道路建設(shè)完成之后非常不易解決，所以在道路設(shè)計(jì)初期就要通過科學(xué)合理的方法去避免。

全球土地資源日益匱乏，橋梁建設(shè)變得越來越多，已成為公路建設(shè)的重點(diǎn)工程。曾經(jīng)，大橋基本是用來橫跨河流或溝渠，現(xiàn)在高架橋的建設(shè)在各大城市中隨處可見，橋梁早已變成各大城市交通線路的連接點(diǎn)，提高了交通安全與交通效率。

幾何布局的總體結(jié)構(gòu)是公路橋梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn),以往的公路設(shè)計(jì)技術(shù),正交設(shè)計(jì),可以縮短橋的長(zhǎng)度,相對(duì)施工比較簡(jiǎn)單,投資投入少,但互相之間往往矛盾頗多,它不但會(huì)影響駕駛舒適性和安全,還容易造成交通堵塞等情況。因此，筆者對(duì)公路橋梁的施工進(jìn)行了以下分析。

1 斜交橋

斜交橋指的是橋梁的縱軸線與其跨越的河流流向或路線軸向不相垂直的橋梁。它通常發(fā)生在兩條或者多條高速公路的交匯處。以及在城市橋梁的建設(shè)設(shè)計(jì)中，斜拉橋、曲線橋等橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)常被采用。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通壓力有增無減。無縫橋的誕生不僅很好地解決了這類問題，還節(jié)省了大筆橋梁的施工和維護(hù)成本。一般來說，在項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施中，通常需要根據(jù)實(shí)際地貌狀況選擇合理的角度設(shè)置橋梁平臺(tái)和縱向橋梁。對(duì)角半橋是無縫橋梁中主要的類型，可以滿足無縫橋梁和橋梁路橋的要求，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

與直橋相比較，斜橋的扭振中心與質(zhì)量中心不能合二為一，扭振半徑比較大，地震響應(yīng)強(qiáng)度會(huì)更復(fù)雜。頂部和底部的橋梁結(jié)構(gòu)具有顯著的空間結(jié)合和非線性效應(yīng)以及剛體旋轉(zhuǎn),梁橋小角落會(huì)有更大的位移,甚至橋臺(tái)和主桁梁產(chǎn)生碰撞的事故現(xiàn)象。其次，對(duì)角線對(duì)傳統(tǒng)斜橋整體性能的影響在其地震性能、基本動(dòng)力特性和地震反應(yīng)等方面也存在較明顯的差異性，這對(duì)提高傳統(tǒng)斜交橋梁的抗震性能起著重要的作用。

土體作用對(duì)梁端平臺(tái)背面的影響：

在沒有考慮梁端臺(tái)后土的作用下，最小自然振動(dòng)頻率不會(huì)有額外的增加，結(jié)構(gòu)整體性的剛度同理不變，橋的縱向剛度會(huì)比較弱，容易出現(xiàn)縱飄，影響橋的結(jié)構(gòu)變化。

在考慮梁端臺(tái)后土的作用下，最小自然振動(dòng)頻率得到了提高，結(jié)構(gòu)整體性的剛度也明顯增加。所以梁端后土對(duì)縱飄產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)影響具有一定的約束力，可以達(dá)到保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的效果。

其次在水平彎曲的情況下，這類橋梁的橫向彎曲剛度很弱，在進(jìn)行這種橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證構(gòu)件的彎曲剛度，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

2 U型橋臺(tái)

前墻和兩側(cè)墻形成的U型結(jié)構(gòu)稱為U型橋臺(tái)，它的名字也是來源于此。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載面大，應(yīng)受能力小。但是，砌體較大，橋臺(tái)容易入水。因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可采用混凝土也可用板材或塊石砌筑，適用于約在10 m或大跨度橋梁的充填高度。缺點(diǎn)是橋面尺寸和重量都很大，這也增加了對(duì)基座的要求。此外，橋梁兩側(cè)墻體之間的泥土很容易被填平，受冷后容易凍結(jié)膨脹，導(dǎo)致側(cè)墻出現(xiàn)裂縫。因此，宜在平臺(tái)后加固滲透性好的土壤，采取良好的排水措施。橋臺(tái)加固方法主要有對(duì)梁的加固以及整體現(xiàn)澆混凝土板的方法,改變包裝方式,如高壓噴射灌漿和框架各有優(yōu)缺點(diǎn),適用于不同的橋梁結(jié)構(gòu)。

3 橋梁墩臺(tái)角度布置

橋梁的中心線橋墩蓋梁截面或碼頭線是相同的與道路的中心線成一個(gè)角度,也稱為徑向布局,所以每一塊的曲線橋梁的橋的長(zhǎng)度會(huì)有所不同。

1)墩臺(tái)順?biāo)髌叫胁贾谩?/p>

橋梁?jiǎn)慰巛S線依路線中線(曲線)依次偏轉(zhuǎn),每個(gè)單跨都是1個(gè)相對(duì)半獨(dú)立的斜交橋梁并通過中墩相連。每個(gè)不同布置的橋梁,每個(gè)單跨的梁板是一樣的,相互平行,但相鄰跨的梁板斜度不同,錯(cuò)開一個(gè)偏角。其次跨交接處的接面會(huì)有一個(gè)寬度差,可增加小角度板的板間距,接口對(duì)齊,或兩端各多出少許,在將來安全帶施工時(shí)再做處理。這種方法較適宜兩岸接線較高且兩側(cè)河岸相對(duì)平行的河、溝(壕),且橋的長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng),同時(shí)跨徑不宜過大。

2)橋臺(tái)和橋墩的軸線沿曲線法布置。

這種布局更適用于有干溝和洪泛平原的河流，有淺水流的河流在寬闊的河岸，有中、高填方的橋梁。有兩種方法可以做到:

每一塊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊,曲線橋面板的外面比里面的長(zhǎng)橋面板中,每一塊相同跨度的梁板長(zhǎng)度是不同的,同一位置的橫梁,面板是一樣的,橋面板表面處理具有良好的界面,樁帽的設(shè)計(jì),生產(chǎn)相對(duì)簡(jiǎn)單,但當(dāng)梁板生產(chǎn)時(shí)需要考慮梁板的不同位置時(shí)，梁板長(zhǎng)度也不同。

每一墩外截面比內(nèi)截面寬,每一塊梁可以制成相同,但由于布束線的原因,會(huì)存在楔形缺口,可以加入一個(gè)楔塊的差距來解決。

3)梁板現(xiàn)澆。

在淺河床上修建彎橋時(shí)，建議采取現(xiàn)澆梁板的這種方法。橋臺(tái)施工位置要準(zhǔn)確，在施工過程中橋臺(tái)橫向尺寸還可以稍微放寬，方便在支撐模時(shí)隨時(shí)調(diào)整曲線模板的位置。更適合木板橋。

4 安全帶和人行道布置

橋梁施工完成后的原始測(cè)量數(shù)據(jù)和實(shí)際情況可能會(huì)有一些誤差,應(yīng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)重新安排和調(diào)整節(jié)點(diǎn)位置和曲線半徑、裸板中間的道路和橋梁、裸板安全帶和人行道上甲板道路中心線。為了充分利用橋面，增加巷道凈寬，滿足美觀要求，安全區(qū)和路面的施工應(yīng)根據(jù)道路的中線適當(dāng)懸掛和彎曲。懸掛位置可以超過1/2的帶寬，但整個(gè)懸浮區(qū)域不超過該區(qū)域的1/4～1/3。

5 結(jié)語

如果利用現(xiàn)有技術(shù)，合理布置橋梁的幾何布局，對(duì)公路路線的調(diào)整，行車的舒適性，確保道路安全具有顯著的提高。這些概念大多已在實(shí)踐中應(yīng)用，其中許多方法與各種橋梁方法相結(jié)合，效果更佳。因此，公路橋梁設(shè)計(jì)的基本要求是根據(jù)公路的任務(wù)、性質(zhì)和未來發(fā)展需要，根據(jù)應(yīng)用原則、經(jīng)濟(jì)原則和美學(xué)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。從技術(shù)上講，橋梁應(yīng)該能夠承受荷載并承受自然因素的破壞。此外，應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)來保護(hù)和美化環(huán)境。在使用中，橋梁應(yīng)能保證車輛的安全通行，使水和冰能夠安全排放。在橋梁設(shè)計(jì)中，不僅要考慮橋梁的正常使用，還要考慮到施工和維護(hù)的方便性。