路橋設(shè)計(jì)專業(yè)技術(shù)論文(2)
路橋設(shè)計(jì)專業(yè)技術(shù)論文
路橋設(shè)計(jì)專業(yè)技術(shù)論文篇二
山區(qū)路橋設(shè)計(jì)探討
【摘 要】為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展需要，山區(qū)高速公路的建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，要建設(shè)好山區(qū)的公路橋梁，就需要因地制宜的進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文根據(jù)山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)原則，對(duì)山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，為路橋設(shè)計(jì)人員提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
【關(guān)鍵詞】山區(qū);公路橋梁;設(shè)計(jì);原則;要點(diǎn)
1引 言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)山區(qū)公路橋梁的建設(shè)越來越多，尤其是西部地區(qū)的公路橋梁迅速增加。由于山區(qū)地形、地貌和地質(zhì)、水文條件復(fù)雜，地勢(shì)起伏大，橋梁長(zhǎng)度占路線總長(zhǎng)度的比例也大，橋梁設(shè)計(jì)的好壞不但對(duì)行車的舒適性和安全性直接產(chǎn)生影響，而且對(duì)整個(gè)工程的造價(jià)起著決定性的作用。因此山區(qū)公路的橋梁設(shè)計(jì)是整個(gè)公路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，橋梁設(shè)計(jì)的好壞決定著行車的安全與舒適，又影響著工程的造價(jià)。
2山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)原則
2.1安全性
安全性是山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)的首要原則，安全是保證山區(qū)橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)師在對(duì)山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，要將山區(qū)風(fēng)荷載的作用考慮進(jìn)去，山區(qū)的風(fēng)要比城區(qū)的風(fēng)大，溫差變化也比較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮到凍漲力對(duì)公路橋梁穩(wěn)定性的影響。此外，在設(shè)計(jì)公路橋梁時(shí)，還需要考慮到山區(qū)的地質(zhì)條件，這些因素的考慮主要是為了保證公路橋梁的安全。
2.2地段的選擇
在山區(qū)建設(shè)橋梁，必須要先對(duì)地形因素進(jìn)行考慮。在山區(qū)修建路橋需要先仔細(xì)的勘探周邊地形，應(yīng)該盡量把不利于進(jìn)行修建的地形避開，如果遇到?jīng)]有辦法避開的，則需要采用科學(xué)合理的措施對(duì)其進(jìn)行處理和改善。與此同時(shí)，對(duì)公路進(jìn)行修建的過程中，還需要對(duì)修路所產(chǎn)生的社會(huì)效益以及經(jīng)費(fèi)問題進(jìn)行充分的考慮，從而使該工程施工建設(shè)的過程更加的科學(xué)合理。
2.3環(huán)境保護(hù)
在山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)過程中就需要將環(huán)境保護(hù)考慮進(jìn)去，公路橋梁的修建位置，是否會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田，是否需要將周圍樹木砍伐掉，某個(gè)地質(zhì)構(gòu)造是否會(huì)受到破壞等等，在設(shè)計(jì)時(shí)都需要進(jìn)行考慮。此外，一旦周圍的環(huán)境受到破壞，就需要及時(shí)的采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，將其破壞減少到最小。只有這樣才能有效的保護(hù)好周圍的環(huán)境。
3山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
3.1跨越河流。山區(qū)河流一般河床多位巖石，匯流時(shí)間短，洪水暴漲暴跌，流速高，橫斷面多呈V形與U形，河床易受塌方、泥石流的影響，對(duì)于峽谷河段，應(yīng)盡量選擇橋孔不壓縮水流，一孔跨過。對(duì)于開闊河段，一孔不易跨過時(shí)，應(yīng)將橋墩設(shè)于河槽穩(wěn)定、流速緩和處。
3.2跨越深溝。宜采用等跨徑布置，但要避免在溝心設(shè)置橋墩，山區(qū)沖溝往往在雨季的時(shí)候流量大，上游的大體積石塊容易被沖下，如果在溝心設(shè)置橋墩，則帶來安全隱患。
3.3跨越不良地質(zhì)段：泥石流溝。當(dāng)橋位跨越泥石流溝時(shí)，應(yīng)盡量不在溝中設(shè)置橋墩，因泥石流溝流量大而急，對(duì)墩柱的沖擊力相當(dāng)大，對(duì)整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性有較大的影響，所以宜一孔跨越，同時(shí)應(yīng)對(duì)泥石流溝做相應(yīng)處理，如設(shè)置導(dǎo)流堤、排導(dǎo)槽、防撞墩和設(shè)置護(hù)岸等?；?。存在滑坡的溝谷，在采取滑坡處治措施盡量采用較大橋梁直接跨越，既可避免不良地質(zhì)危及保證結(jié)構(gòu)物安全，又可保護(hù)十分脆弱的自然環(huán)境。
3.4橋位橫斷面高差大，左右橫坡陡。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際地形情況來進(jìn)行方案的選擇。當(dāng)橫斷面高差不是很大時(shí)，且左右幅路基均未進(jìn)入挖方地段，此時(shí)可采取左右幅橋不等長(zhǎng)的做法，也即左右幅錯(cuò)孔布置的方法來適應(yīng)地形，當(dāng)橫斷面高差很大，左右幅路基為半填半挖的情況時(shí)，為了減少路基挖方，同時(shí)也要考慮填方的可實(shí)施性，可設(shè)置為一半路基，一半橋梁的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)綜合地形、地質(zhì)將加筋擋墻，錨桿擋墻、棄土方案與半邊橋做綜合比較后決定是否設(shè)置橋梁。
4山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)分析
4.1橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì)
(1)處理好跨徑與墩高的關(guān)系?？鐝脚c墩高的關(guān)系按橋梁美學(xué)原則，一般比值在0.618-1之間。山區(qū)高速公路地形起伏變化頻繁，應(yīng)根據(jù)地形選擇一種跨徑，不宜根據(jù)墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時(shí)，可采用相近跨徑進(jìn)行組合。對(duì)于泄洪、通航等有特殊要求橋梁，應(yīng)根據(jù)水利部門要求，合理確定橋梁跨徑。當(dāng)一座橋梁有幾種跨徑可選時(shí)，應(yīng)結(jié)合上下部結(jié)構(gòu)做造價(jià)分析再作決策。
(2)處理好上部構(gòu)造(板或梁)與平面曲線半徑的關(guān)系。橋位處平面曲線半徑對(duì)橋梁跨徑的選擇及平面布置影響較大，主要表現(xiàn)為內(nèi)外弧差和路線邊緣中矢高。對(duì)于小橋涵，墩臺(tái)平行布置，預(yù)制梁長(zhǎng)相等。對(duì)于特大、大、中橋，墩臺(tái)徑向布置時(shí)，由于曲率半徑的影響，內(nèi)外梁長(zhǎng)不等，半徑越小，內(nèi)外梁長(zhǎng)差越大。
4.2橋梁下部構(gòu)造設(shè)計(jì)
(1)橋墩
高度較矮(h≤40m)的橋墩多采用柱式墩。柱式墩根據(jù)外形，可分為圓柱和方柱。圓柱施工中外觀質(zhì)量易控制，且與樁基銜接方便，實(shí)際較多采用。從受力上看，截面積相等的方柱和圓柱，方柱抗彎剛度大于圓柱，受力優(yōu)于圓柱，當(dāng)體系為連續(xù)剛構(gòu)時(shí)，方柱可方便地通過調(diào)整兩個(gè)方向尺寸來調(diào)整墩柱的剛度，從而達(dá)到調(diào)整墩柱受力的目的。方柱的缺點(diǎn)是墩柱與樁基之間需通過樁帽連接，增加了工程數(shù)量，并且山區(qū)橋梁地面橫坡都較陡，增加柱帽構(gòu)造還會(huì)增加挖方工程量，引起邊坡不穩(wěn)，設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮選用方柱或圓柱。一般矮橋墩設(shè)計(jì)由強(qiáng)度控制，但橋墩較高時(shí)，須考慮穩(wěn)定問題。
(2)橋臺(tái)
山區(qū)高速公路橋梁橋臺(tái)一般采用重力式U型臺(tái)、肋板臺(tái)、樁柱式臺(tái)。其中以重力式U臺(tái)最常用。山區(qū)橋梁U臺(tái)一個(gè)顯著特征就是橫向，縱向坡陡，為了適應(yīng)地形，減小開挖，節(jié)約圬工量，U臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)地形合理分臺(tái)階。另外U臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)基底承載力提出明確要求，若橋臺(tái)基底承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，可采用基底換填、加深基礎(chǔ)、加高側(cè)墻等方法。樁柱式橋臺(tái)由于抗推剛度小，當(dāng)聯(lián)長(zhǎng)較長(zhǎng)，臺(tái)后填土高度較高時(shí)不宜使用，一般臺(tái)后填土高度宜控制在5m以下，聯(lián)長(zhǎng)宜控制在150m以內(nèi)。埋置式肋板臺(tái)適應(yīng)范圍廣一些，但也不宜太高，不宜超過12m，對(duì)于橋臺(tái)高較高，可采用加厚肋板、增加肋板個(gè)數(shù)，加粗樁徑等方法。高埋置式肋板臺(tái)選用必須與縮短橋長(zhǎng)、地形、地質(zhì)、水文綜合考慮。山區(qū)高速公路橋梁縱向地形陡峭，往往不能設(shè)置錐坡，這時(shí)采用樁柱式或肋板臺(tái)會(huì)受到較大限制。當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況較差時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)U臺(tái)下設(shè)置樁基的情況。
(3)基礎(chǔ)
山區(qū)地質(zhì)情況較好時(shí)，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的情況相對(duì)較多，且宜采用分離式擴(kuò)大基礎(chǔ)。因?yàn)榉蛛x式擴(kuò)基礎(chǔ)易適應(yīng)地形橫坡，承載力易滿足要求，亦能防止基底不均勻沉降。斜坡上的擴(kuò)大基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)必須考慮基礎(chǔ)擴(kuò)散角和覆蓋層厚度以及施工時(shí)的相互影響。樁基礎(chǔ)多為嵌巖樁和摩擦樁。樁基礎(chǔ)施工方法上多是挖孔樁和鉆孔樁。挖孔樁造價(jià)較節(jié)省，但設(shè)計(jì)中能否采用挖孔樁，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況具體分析，當(dāng)樁長(zhǎng)較長(zhǎng);遇到流沙、軟弱夾層多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地質(zhì)情況;地下水位較高、地層含有煤氣、瓦斯等有害氣體時(shí)不宜設(shè)計(jì)為挖孔樁。鉆孔樁分為旋轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆。山區(qū)高速公路多為沖擊鉆，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)樁底容許沉淀層厚度提出明確要求，嵌巖樁容許沉淀層厚度0.1m，摩擦樁容許沉淀層厚度0.2～0.3m。墩臺(tái)基礎(chǔ)埋深不僅要滿足承載力要求，還要對(duì)水文條件必須充分考慮，體現(xiàn)在對(duì)日后施工環(huán)境所帶來影響的估計(jì)。
5結(jié)束語
山區(qū)公路橋梁存在的不確定性因素比較多，且山區(qū)公路橋梁的建設(shè)難度比較大，因此，其建設(shè)的成本就比較高，只有采用合理的施工設(shè)計(jì)才能更好地保證施工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)因素的返工現(xiàn)象，同時(shí)在施工的過程中也要不斷提高施工的規(guī)范性，只有這樣才能更好的控制山區(qū)公路橋梁資金造價(jià)，更好地保證施工質(zhì)量。
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