摘要：山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)該堅(jiān)持安全、適用、美觀、經(jīng)濟(jì)的原則，并考慮地形地質(zhì)條件、注重高跨比協(xié)調(diào)、合理選擇結(jié)構(gòu)形式，把握上部構(gòu)造、下部構(gòu)造、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以提高設(shè)計(jì)方案的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性，更好地指導(dǎo)橋梁施工，提高山區(qū)中小跨徑橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路；中小跨徑橋梁；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；上部構(gòu)造；下部構(gòu)造

中圖分類(lèi)號(hào)：U442文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

0引言

山區(qū)高速公路建設(shè)中，由于地形地質(zhì)條件復(fù)雜，橋梁占工程總長(zhǎng)度的比例一般比較大，而中小跨徑橋梁是最為常見(jiàn)的類(lèi)型。工程建設(shè)中，結(jié)合具體情況設(shè)計(jì)出方案合理、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可行的橋梁工程是不可忽視的內(nèi)容。下面將結(jié)合山區(qū)中小跨徑橋梁建設(shè)需要，探討分析設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望能為實(shí)際工作提供指導(dǎo)。

1山區(qū)中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)原則

從整體上講，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循安全、適用、美觀、經(jīng)濟(jì)的原則，并考慮沿線地形地質(zhì)條件、施工難易程度等。山區(qū)中小跨徑橋梁施工難度相對(duì)較大，所處位置的地形地質(zhì)條件比較復(fù)雜，并且容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)還要考慮保護(hù)周?chē)�環(huán)境的需要，因而設(shè)計(jì)中應(yīng)該堅(jiān)持以下原則。

1.1考慮地形地質(zhì)條件

結(jié)合地形、地貌、地質(zhì)條件合理布設(shè)橋跨，確�？鐝竭x擇合理，墩臺(tái)位置恰當(dāng)，防止墩臺(tái)位置大開(kāi)挖，誘發(fā)山體地質(zhì)災(zāi)害。另外，橋梁布局還應(yīng)該服從山區(qū)高速公路路線整體走向，將其作為線路控制點(diǎn)，與路線綜合考慮。并從橋梁角度出發(fā)，優(yōu)化整體路線方案設(shè)計(jì)。

1.2注重高跨比協(xié)調(diào)

橋梁跨徑選擇時(shí)應(yīng)該注意高跨比協(xié)調(diào)，采用經(jīng)濟(jì)、美觀的高跨組合，避免對(duì)周?chē)�環(huán)境造成破壞，促進(jìn)橋梁工程建設(shè)與周?chē)�自然環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1.3合理選擇結(jié)構(gòu)形式

盡量采用形式統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、工廠化生產(chǎn)程度高的結(jié)構(gòu)形式，以保證工期，方便施工，節(jié)約成本。盡量減少斜交橋梁布設(shè)，特殊地形位置的橋梁可采用兩幅錯(cuò)孔布置形式，或應(yīng)用加大跨徑、改移水溝等方式處理[1]。橋梁與河流斜交時(shí)，可采用斜橋斜做、順彎設(shè)置的方法處理，以減少橋墩阻水，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，促進(jìn)橋梁工程更好地運(yùn)行。

2山區(qū)中小跨徑橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

上部結(jié)構(gòu)及跨徑需要綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、橋墩高度等，對(duì)比不同設(shè)計(jì)方案的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，選擇最優(yōu)方案。常用技術(shù)成熟、造價(jià)合理、施工便利的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，并遵循《公路橋梁通用圖》的要求。為確保結(jié)構(gòu)整體協(xié)調(diào)，山區(qū)中小跨徑橋梁取值通常參照表1的建議值選取。

2.1上構(gòu)類(lèi)型設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)《公路橋梁通用圖》的規(guī)定，預(yù)制裝配式主梁包括空心板、小箱梁、T梁，3種主梁橫斷面形式。目前這三類(lèi)主梁在山區(qū)中小跨徑橋梁施工的應(yīng)用非常廣泛，并且設(shè)計(jì)和施工技術(shù)較為成熟，不同主梁具有不同特點(diǎn)，應(yīng)用范圍也略有差異。空心板對(duì)不同形狀的彎、坡、斜橋具有良好的適應(yīng)性，尤其在高度受限的中小跨徑橋梁應(yīng)用比較廣泛，可采用就地現(xiàn)澆施工方式，不僅便于施工，還有利于保證工期，目前20m以下的中小跨徑橋梁基本采用空心板結(jié)構(gòu)。但該結(jié)構(gòu)也存在一些缺陷，例如，鉸鏈開(kāi)裂剝落、板底出現(xiàn)縱向和橫向裂縫，支座脫空，橋面鋪裝開(kāi)裂或剝離等，這些都是施工中需要采取措施預(yù)防的。小箱梁跨越能力強(qiáng)、抗扭性能好、造價(jià)低，軟土地區(qū)和缺乏路基土土源區(qū)段采用小箱梁，能節(jié)約成本。但小箱梁腹板較薄，預(yù)制和吊裝工藝要求高。T梁整體性能好、剛度大、跨越能力強(qiáng)[2]。由于內(nèi)部空腔，施工簡(jiǎn)單，工藝成熟，有利于控制預(yù)制質(zhì)量，安裝方便，并具有良好的安全性和耐久性。但T梁寬度較小，為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，需要主梁片數(shù)較多，會(huì)增加橋梁施工成本。

2.2橋跨分聯(lián)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

確定主梁后要結(jié)合橋梁跨徑、橋高、縱坡等內(nèi)容，選擇合適的橋梁結(jié)構(gòu)體系，常用簡(jiǎn)支橋面連續(xù)、先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)、先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)，并考慮跨徑與墩高，選擇合適的分聯(lián)長(zhǎng)度與位置。單跨6～20m采用橋面連續(xù)，20m及以上采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)。橋墩高小于20m采用結(jié)構(gòu)連續(xù)，大于或等于20m采用連續(xù)剛構(gòu)體。采用結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁，分聯(lián)長(zhǎng)度應(yīng)該與橋跨長(zhǎng)度匹配。通常單孔20m跨徑橋梁，聯(lián)長(zhǎng)在100m內(nèi)；單孔30m跨徑，聯(lián)長(zhǎng)180m內(nèi)；單孔40m跨徑，聯(lián)長(zhǎng)200m內(nèi)。確定分聯(lián)長(zhǎng)度后再計(jì)算橋面延伸量，為伸縮縫型號(hào)選擇提供便利。通常橋梁總長(zhǎng)≤20m，一端用橋面連續(xù)，一端用無(wú)縫伸縮縫；橋梁總長(zhǎng)或聯(lián)長(zhǎng)20＜L≤40m，一端橋面連續(xù)，一端用D40型模數(shù)式伸縮縫；40＜L≤100m，采用D80型模數(shù)式伸縮縫。橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，分聯(lián)長(zhǎng)度與延伸量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3山區(qū)中小跨徑橋梁下部構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

下部結(jié)構(gòu)包括橋墩和橋臺(tái)，根據(jù)地形地質(zhì)條件和橋梁施工需要，合理選擇不同結(jié)構(gòu)形式，比較常見(jiàn)的有柱式墩、實(shí)心墩、U臺(tái)、肋板臺(tái)等。

3.1橋墩設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合考慮主梁類(lèi)型、結(jié)構(gòu)體系、橋墩高度、地形條件等，選擇合適的橋墩形式和尺寸，常見(jiàn)橋墩有矩形墩、圓柱墩、柱式墩、尖端形墩等，下面以雙圓柱墩為例，探討設(shè)計(jì)要點(diǎn)。通常橋墩高矮差距較大，為便利施工，設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少樁柱類(lèi)型。保證墩柱直徑滿(mǎn)足受力要求，同一座橋梁可采用1～2種直徑，最好不超過(guò)3種直徑類(lèi)型。墩高小于7m時(shí)不設(shè)地系梁，墩高≥15m時(shí)設(shè)柱間系梁，頂面標(biāo)高縱坡盡量與橋面縱坡一致，間距為12～15m為宜。地系梁盡量設(shè)在樁頂，系梁剛度與柱、樁剛度匹配，斜坡地系梁靠較高一側(cè)樁的柱地面設(shè)置[3]，可以減少基礎(chǔ)開(kāi)挖工程量，有利于保護(hù)周?chē)�環(huán)境。

3.2橋臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為提高橋臺(tái)設(shè)計(jì)水平，保證橋梁工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮橋臺(tái)所在位置的地形和地質(zhì)條件，采用合理有效的設(shè)計(jì)方案。如果地質(zhì)條件允許，填土高≤8m，設(shè)計(jì)時(shí)可采用U臺(tái)。如果地質(zhì)條件不穩(wěn)定，容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，并且受條件限制必須做U臺(tái)，可采用組合式U臺(tái)接樁基礎(chǔ)形式。前墻高度≥5m時(shí)，最好設(shè)置10:1的前墻放坡�？v、橫坡地面較平坦時(shí)，允許設(shè)置溜坡。橋頭填土高度≤3m，并且橋梁跨徑較小，采用樁柱式橋臺(tái)。橋頭填土高度≤12m，采用肋板式橋臺(tái)，肋板臺(tái)承臺(tái)頂面宜提升至地面，從而降低肋板高度，減少土方開(kāi)挖數(shù)量。如果橋梁縱、橫坡地面線較陡，不能設(shè)置溜坡，也不適合設(shè)置擋土墻，設(shè)計(jì)時(shí)采用樁柱式橋臺(tái)，不得設(shè)置U臺(tái)，以減少路基開(kāi)挖量，保證邊坡穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)�環(huán)境的有效保護(hù)。

4山區(qū)中小跨徑橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要結(jié)合橋梁所在地的地形地質(zhì)條件，保證基礎(chǔ)的承載能力，提高基礎(chǔ)穩(wěn)定性，并盡量為施工創(chuàng)造便利。

4.1鉆孔樁和挖孔樁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為保證橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性和有效性，要對(duì)陡峭坡地的地面縱橫斷面線、地層線進(jìn)行綜合考慮，防止基礎(chǔ)懸空，不得將基礎(chǔ)設(shè)置在軟硬不均的地層，進(jìn)而保障地層穩(wěn)固性。如果采用鉆孔樁，要合理控制同一座橋梁的樁基直徑規(guī)格，減少樁徑種類(lèi)，便利施工機(jī)械配置和機(jī)械化作業(yè)。挖孔樁的樁基直徑應(yīng)該大于或等于1.2m，保證無(wú)地下水或地下水較少，樁基礎(chǔ)設(shè)置在密實(shí)的土層或風(fēng)化巖層，表3給出的是人工挖孔樁開(kāi)挖深度建議值。

4.2樁基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

橋梁所在位置如果受洪水影響，要根據(jù)水文計(jì)算結(jié)果進(jìn)行孔跨布置，考慮沖刷對(duì)墩臺(tái)埋置深度的影響，基頂標(biāo)高在最大沖刷線以下0.5～1.0m。樁基、摩擦樁沉淀層厚度≤30cm，端承樁直徑≤1.5m，沉淀層厚度≤5cm；直徑＞1.5m時(shí)，沉淀層厚度≤10cm。樁間距可采用2倍樁徑，以減少承臺(tái)對(duì)周?chē)�環(huán)境的影響[4]。U臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)風(fēng)化層下不小于1.0m，如果橫向坡較大，前墻與基礎(chǔ)做成臺(tái)階式，溜坡采用1:1，并設(shè)計(jì)合適的坡腳支擋形式。

5結(jié)語(yǔ)

山區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜，為推動(dòng)工程建設(shè)順利進(jìn)行，中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該堅(jiān)持安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。并綜合考慮地形地質(zhì)條件、橋梁造價(jià)、養(yǎng)護(hù)維修等需要，推廣新技術(shù)和新工藝，讓橋梁與周?chē)�景觀協(xié)調(diào)一致，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高，有效指導(dǎo)橋梁工程建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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