公路橋梁中大跨度橋梁設計研究

王亞洲

河南省城鄉(xiāng)建筑設計院有限公司 河南鄭州 450000

1 設計原則

對于大跨徑橋梁，采用預應力混凝土連續(xù)梁、連續(xù)剛構等多種方案。在橋位基本確定以后，本著因地制宜，結合地質、水文、施工條件、景觀協調等因素綜合比選橋型方案，其主要原則是：①橋梁設計應按照安全、耐久、適用、環(huán)保、經濟和美觀的原則。②方案選擇及布設除考慮結構本身的合理性外，還應注重與周圍景觀的協調。③橋梁必須服從于整體設計，其平、縱面與公路線形相融合。④橋梁方案選擇應充分考慮施工場地、施工工藝及工期的要求，避免設計與施工脫節(jié)。⑤橋梁布孔和分聯時，應充分考慮橋梁下部的剛度協調，以期達到最佳受力效果。同時要考慮平面影響，盡量使一聯處于同一平曲線內。聯長控制在150m以內[1]。

2 我國路橋設計對于道路早期損壞的影響分析

2.1 過渡段設計不合理

過渡段的設計是道路整體工程設計處理中較為核心的基本組成單元，而過渡段設計的不合理必然會給后續(xù)實際通行帶來一定的障礙，這在當前道路早期應用中較為普遍。這類道路過渡段在設計上存在的缺陷主要是容易導致后續(xù)道路工程出現不均勻沉降問題，這樣也必然會導致道路的行駛舒適度受損，也容易出現一些跳車威脅，給通行安全帶來障礙，需要切實圍繞道路設計工作進行詳細分析。自然，這類過渡段的設計問題也常常與對地質環(huán)境的考慮不足有關，它很容易導致過渡段處理不當，并容易產生一些明顯的沉降現象，造成道路的早期破壞。

2.2 結構設計存在問題

有效的整體結構設計必然也是路橋設計過程中極為核心的關鍵環(huán)節(jié)，而這種整體結構方面存在的設計問題，對于后續(xù)路面早期應用形成的威脅也是比較突出的。目前，公路橋梁結構設計的難度越來越大，特別是隨著設計要求的提高，相應的結構設計也容易出現一些比較明顯的問題，特別是承載力受損，很容易導致公路工程項目在后續(xù)應用中表現出不高的承載能力，難以形成理想的可靠運行條件。

3 公路橋梁設計中的優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化結構設計方案

開展路橋設計時，不僅要重視軟土地基，而且要充分考慮路橋結構設計，以保證設計方案能滿足路橋路面的要求。另外，還需要對路橋進行應力計算，從而作出科學合理的設計。若設計不合理，將導致路面出現開裂、移位等現象，從而使道路本身的承載力降低，使其在使用過程中產生安全事故，給人們的生命安全帶來嚴重影響。道路表面出現裂縫時，其承受荷載的能力會受到破壞，對外界的壓力也會不斷降低。在道路出現裂縫時，混凝土的抗壓強度就會大大降低。在持續(xù)使用一段時間后，裂縫還會隨著外力的持續(xù)作用而逐漸增大，從而導致道路不能繼續(xù)使用，一些損壞較嚴重的公路也會喪失其再利用價值，從而造成巨大的經濟損失[2]。

3.2 做好過渡段設計優(yōu)化

要有效地處理路橋設計中的過渡段，就必須著重結合整體工程項目的需要進行詳細分析，以保證其具體道路工程項目的后續(xù)通行能在該區(qū)域形成較穩(wěn)定的效果，減少各種可能的威脅干擾因素。因此，首先要做好地形勘察工作，然后才能制定較為合理的設計方案，確保過渡段具有理想的整體承載能力，在以后的長期使用過程中也能保證其穩(wěn)定效果，對車輛通過時所帶來的作用力及其他外部威脅也能形成較好的保護，有效解決可能發(fā)生的變形和斷裂問題。

3.3 動態(tài)優(yōu)化斜拉索或主纜

當前，在公路橋梁的設計和建造中，在大跨度橋梁的設計中出現了許多新的橋梁類型，例如全纜橋，長懸架混合動力系統(tǒng)等。這些新型橋具有共同的特征。即，它們全部由電纜支撐，并且橋面板相對柔性，從而使其成為柔性結構。在敷設電纜的過程中，由于外部激勵會產生大的振動。例如，當有風和雨時，風和雨的振動現象，電纜和主梁之間的耦合振動導致電纜的數據共振和磁激勵振動。但是，電纜的大范圍振動很容易在電纜的固定端引起疲勞，從而縮短了電纜的使用壽命。如果情況嚴重，甚至可能威脅到橋梁的安全。因此，在大跨度橋梁的優(yōu)化設計過程中應注意動力問題的設計[3]。

3.4 上部結構設計

橋梁上部結構設計，應結合橋梁具體情況，綜合考慮其受力特點和經濟性。太原繞城高速公路上的橋梁多為彎、坡、斜橋，交通運輸和場地預制等條件較差，上部結構應盡量采用標準化、裝配化設計，施工便利，節(jié)省造價。上部結構的選取原則上采用30m 跨徑采用裝配式預應力混凝土簡支和連續(xù) T 梁；40m 跨徑采用裝配式預應力混凝土簡支和連續(xù) T 梁。上部結構應嚴格按照上部計算結果進行設計，同時應注意區(qū)分不同路基寬度情況下主梁正彎矩鋼束的差異。為加強結構的整體性和提高橋面鋪裝的耐久性，橋面鋪裝鋼筋采用 D10帶肋焊接鋼筋。橋面防水材料采用防水粘結層，粘結力根據平面線性、路線縱坡的不同，采用不同指標的防水粘結層。

4 結語

在過去的工程實踐中，防滑擋土墻被廣泛使用，但是在一些項目的建設中，考慮到當地條件和項目的實際問題，決定使用更合理的防滑樁。與防滑擋土墻相比，防滑樁具有較強的防滑能力，易于施工，降低了施工成本。然而，在實際施工中，已經發(fā)現某些滑坡的推力太大，防滑樁不滿足防滑要求，或者使用許多防滑樁既不經濟也不合理。規(guī)劃時，可以根據實際地質情況優(yōu)化計劃，使用帶有多根錨索的防滑銼[4]。