淺析山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計要點

王宗健

日照交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司 山東日照 276800

1 山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計原則

1.1 橋位的選擇

公路橋梁設(shè)計中，小橋的位置與線形應符合路線的總走向，大、中橋的橋位原則上服從路線走向，橋、路綜合考慮，盡量選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、地質(zhì)良好、沖刷較少的河段上，山區(qū)橋梁的橋位應盡量避開斷層、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)的地段。

1.2 需要詳細分析考慮地質(zhì)條件

在對橋梁進行設(shè)計的過程中，需要地形地進行相應的分析和考慮，以便對跨徑方案指定的科學定給予保障。其中墩臺的位置設(shè)置，要經(jīng)過詳細的測量，可對施工的安全性給予保障，以免有地質(zhì)災害發(fā)生，此外，還需要對項目進行整體把控，對各個方面的要素進行充分的考慮和分析，站在全部的角度思考，保障施工萬無一失[1]。

1.3 注重協(xié)調(diào)橋梁高跨比

在設(shè)計橋梁高跨比時，需要考慮三個要點：①要注重橋梁最后的美觀，協(xié)調(diào)好比例關(guān)系；②要采用合理的成本來建設(shè)橋梁，避免不必要的浪費；③要保護環(huán)境，注意保護山區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境，橋梁建設(shè)要與綠色自然的環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計要點

2.1 橋梁上部構(gòu)造

山區(qū)地形變化較大，施工場地限制較多，不易使用大型機械設(shè)備。為方便施工作業(yè)并節(jié)省工程造價，中小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先選用裝配式預應力混凝土結(jié)構(gòu)，預制吊裝施工。現(xiàn)階段，空心板、小箱梁、T梁是山區(qū)中小跨徑橋梁中最常見的上部結(jié)構(gòu)斷面形式。①空心板：當凈空高度受限、跨徑較小（16m以下）時，可考慮采用空心板。預制空心板板重較輕，施工工藝成熟簡單，工期較短，但整體性較差，板底四點支撐易造成空心板受力不均；鉸縫尺寸較小，施工質(zhì)量不易保障，鉸縫容易失效導致單板受力破壞。若考慮采用空心板，應綜合考慮加強鉸縫構(gòu)造及結(jié)合部配筋。②小箱梁：整體性能較好，抗扭性能好，建筑高度低于同跨徑T梁。但箱型截面施工時須設(shè)置內(nèi)模，預制工藝相對較高，吊裝重量較大，施工吊裝機械要求比T梁高。建議小箱梁的跨徑不宜大于30m，30m及以上的小箱梁施工質(zhì)量不易保證（腹板較薄，腹板內(nèi)預應力管道多，容易導致底板范圍粗骨料通過性差而出現(xiàn)底板縱向裂縫）。③T梁：跨越能力強，單跨跨徑可達40m。施工方便，預制、脫模、吊裝較小箱梁方便。但建筑高度較大，美觀性不及空心板及小箱梁。綜上所述，山區(qū)中小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)形式選擇時，應結(jié)合項目實際情況，參照項目地已建公路橋梁結(jié)構(gòu)形式，聽取地方政府及群眾意見，從結(jié)構(gòu)特點、地形地貌、工程造價及施工難易程度等各方面綜合考慮[2]。

2.2 下部結(jié)構(gòu)選擇

橋墩和橋臺是下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分，要綜合考慮上文介紹的主梁及橋梁結(jié)構(gòu)體系，選擇合適的橋墩與橋臺，盡量減少橋墩類型，為便于施工，同一座橋梁墩柱柱徑盡量控制在兩種以內(nèi)，對于墩高變化大或存在多種不同上部結(jié)構(gòu)形式的橋梁盡量不要超過三種或四種，使橋梁整體協(xié)調(diào)美觀。山區(qū)地震烈度不一，以0.1g地區(qū)為例，為增加橋墩整體剛度，柱式墩應設(shè)置系梁：墩高H≤7m時，不設(shè)置地系梁；墩高7＜H≤15m時，僅設(shè)置一道地系梁；墩高15＜H≤25m時，除設(shè)置一道地系梁外，設(shè)置一道中系梁；墩高25＜H≤35m時，除設(shè)置一道地系梁外，設(shè)置兩道中系梁。橋臺容易出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，在設(shè)計時要根據(jù)不同地形、地質(zhì)條件及填土高度設(shè)置埋置式橋臺或U臺，采取最高效合理的設(shè)計方案，同時也要具體情況具體分析。比如某山區(qū)高速公路設(shè)計原則中規(guī)定：橋臺橋頭填土高度≤4m時，可采用柱式臺設(shè)計；橋臺橋頭填土高度＞4m時，可采用肋板式橋臺；地質(zhì)條件較好時，可考慮采用U臺擴大基礎(chǔ)，U臺橋頭填土高度不宜高于10m。

2.3 基礎(chǔ)設(shè)計

（1）在基礎(chǔ)設(shè)計過程中，應對地層線和斷面線予以綜合考慮，減少基礎(chǔ)懸空，防止處在軟硬程度不均勻的地層。如果采用鉆孔樁，則同一橋中樁徑不可過多的變化，并減少樁徑的類型，以便于設(shè)備的配置。（2）采用挖孔樁時，樁徑不可小于1.2m，同時不能有地下水；針對層厚相對較大的卵石及砂礫石層，不可使用人工挖孔樁。當樁徑為1.2m時，開挖深度應達到10m；當樁徑為1.3m時，開挖深度應達到15m；當樁徑為1.5m時，開挖深度應達到20m；當樁徑為1.8m時，開挖深度應達到25m；當樁徑為2.0m時，開挖深度應達到30m；當樁徑為2.2m時，開挖深度應達到30m。（3）對于受洪水位影響的橋位，需要根據(jù)水文地質(zhì)通過計算確定合理的孔跨布置方案，注重沖刷作用對墩臺實際埋深帶來的影響，墩臺基礎(chǔ)頂部標高需要處在沖刷線下部0.5-1.0m范圍內(nèi)。（4）對于沉淀層厚度，當采用摩擦樁時，沉淀層厚度不可超過30cm；當采用直徑在1.5m以內(nèi)的端承樁時，其沉淀層的厚度不能超過5cm；當采用直徑在1.5m以上的端承樁時，其沉淀層的厚度不能超過10cm[3-4]。

3 結(jié)語

通常情況下，山區(qū)公路地形、地質(zhì)條件相當復雜，多變的地形條件及惡劣天氣會導致山區(qū)公路橋梁設(shè)計受到諸多因素的限制，橋梁建設(shè)難度較大。實際設(shè)計過程中不僅需考慮相關(guān)規(guī)范要求及橋梁自身結(jié)構(gòu)特點，還應結(jié)合山區(qū)現(xiàn)場實際情況，對山區(qū)公路橋梁設(shè)計予以深入了解和掌握，為做好山區(qū)公路橋梁建設(shè)打下基礎(chǔ)。