路橋設計專業(yè)技術(shù)論文(2)
路橋設計專業(yè)技術(shù)論文
路橋設計專業(yè)技術(shù)論文篇二
山區(qū)路橋設計探討
【摘 要】為適應經(jīng)濟增長和社會發(fā)展需要，山區(qū)高速公路的建設規(guī)模逐步擴大，要建設好山區(qū)的公路橋梁，就需要因地制宜的進行設計。本文根據(jù)山區(qū)公路橋梁設計原則，對山區(qū)公路橋梁設計進行研究，為路橋設計人員提供經(jīng)驗和借鑒。
【關(guān)鍵詞】山區(qū);公路橋梁;設計;原則;要點
1引 言
隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，我國山區(qū)公路橋梁的建設越來越多，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)、水文條件復雜，地勢起伏大，橋梁長度占路線總長度的比例也大，橋梁設計的好壞不但對行車的舒適性和安全性直接產(chǎn)生影響，而且對整個工程的造價起著決定性的作用。因此山區(qū)公路的橋梁設計是整個公路設計的難點和重點，橋梁設計的好壞決定著行車的安全與舒適，又影響著工程的造價。
2山區(qū)公路橋梁設計原則
2.1安全性
安全性是山區(qū)公路橋梁設計的首要原則，安全是保證山區(qū)橋梁建設的基礎(chǔ)。設計師在對山區(qū)公路橋梁設計時，要將山區(qū)風荷載的作用考慮進去，山區(qū)的風要比城區(qū)的風大，溫差變化也比較大，因此在設計時就需要考慮到凍漲力對公路橋梁穩(wěn)定性的影響。此外，在設計公路橋梁時，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)建設橋梁，必須要先對地形因素進行考慮。在山區(qū)修建路橋需要先仔細的勘探周邊地形，應該盡量把不利于進行修建的地形避開，如果遇到?jīng)]有辦法避開的，則需要采用科學合理的措施對其進行處理和改善。與此同時，對公路進行修建的過程中，還需要對修路所產(chǎn)生的社會效益以及經(jīng)費問題進行充分的考慮，從而使該工程施工建設的過程更加的科學合理。
2.3環(huán)境保護
在山區(qū)公路橋梁設計過程中就需要將環(huán)境保護考慮進去，公路橋梁的修建位置，是否會破壞當?shù)氐霓r(nóng)田，是否需要將周圍樹木砍伐掉，某個地質(zhì)構(gòu)造是否會受到破壞等等，在設計時都需要進行考慮。此外，一旦周圍的環(huán)境受到破壞，就需要及時的采取措施進行補救，將其破壞減少到最小。只有這樣才能有效的保護好周圍的環(huán)境。
3山區(qū)公路橋梁設計的要點
3.1跨越河流。山區(qū)河流一般河床多位巖石，匯流時間短，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，對于峽谷河段，應盡量選擇橋孔不壓縮水流，一孔跨過。對于開闊河段，一孔不易跨過時，應將橋墩設于河槽穩(wěn)定、流速緩和處。
3.2跨越深溝。宜采用等跨徑布置，但要避免在溝心設置橋墩，山區(qū)沖溝往往在雨季的時候流量大，上游的大體積石塊容易被沖下，如果在溝心設置橋墩，則帶來安全隱患。
3.3跨越不良地質(zhì)段：泥石流溝。當橋位跨越泥石流溝時，應盡量不在溝中設置橋墩，因泥石流溝流量大而急，對墩柱的沖擊力相當大，對整個橋梁的穩(wěn)定性有較大的影響，所以宜一孔跨越，同時應對泥石流溝做相應處理，如設置導流堤、排導槽、防撞墩和設置護岸等?；?。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。在設計時應根據(jù)實際地形情況來進行方案的選擇。當橫斷面高差不是很大時，且左右幅路基均未進入挖方地段，此時可采取左右幅橋不等長的做法，也即左右幅錯孔布置的方法來適應地形，當橫斷面高差很大，左右幅路基為半填半挖的情況時，為了減少路基挖方，同時也要考慮填方的可實施性，可設置為一半路基，一半橋梁的結(jié)構(gòu)形式，應綜合地形、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置橋梁。
4山區(qū)公路橋梁設計分析
4.1橋梁上部構(gòu)造設計
(1)處理好跨徑與墩高的關(guān)系。跨徑與墩高的關(guān)系按橋梁美學原則，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，可采用相近跨徑進行組合。對于泄洪、通航等有特殊要求橋梁，應根據(jù)水利部門要求，合理確定橋梁跨徑。當一座橋梁有幾種跨徑可選時，應結(jié)合上下部結(jié)構(gòu)做造價分析再作決策。
(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。對于小橋涵，墩臺平行布置，預制梁長相等。對于特大、大、中橋，墩臺徑向布置時，由于曲率半徑的影響，內(nèi)外梁長不等，半徑越小，內(nèi)外梁長差越大。
4.2橋梁下部構(gòu)造設計
(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，當體系為連續(xù)剛構(gòu)時，方柱可方便地通過調(diào)整兩個方向尺寸來調(diào)整墩柱的剛度，從而達到調(diào)整墩柱受力的目的。方柱的缺點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)造還會增加挖方工程量，引起邊坡不穩(wěn)，設計應綜合考慮選用方柱或圓柱。一般矮橋墩設計由強度控制，但橋墩較高時，須考慮穩(wěn)定問題。
(2)橋臺
山區(qū)高速公路橋梁橋臺一般采用重力式U型臺、肋板臺、樁柱式臺。其中以重力式U臺最常用。山區(qū)橋梁U臺一個顯著特征就是橫向，縱向坡陡，為了適應地形，減小開挖，節(jié)約圬工量，U臺設計時必須根據(jù)地形合理分臺階。另外U臺設計應對基底承載力提出明確要求，若橋臺基底承載力不滿足設計要求，可采用基底換填、加深基礎(chǔ)、加高側(cè)墻等方法。樁柱式橋臺由于抗推剛度小，當聯(lián)長較長，臺后填土高度較高時不宜使用，一般臺后填土高度宜控制在5m以下，聯(lián)長宜控制在150m以內(nèi)。埋置式肋板臺適應范圍廣一些，但也不宜太高，不宜超過12m，對于橋臺高較高，可采用加厚肋板、增加肋板個數(shù)，加粗樁徑等方法。高埋置式肋板臺選用必須與縮短橋長、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，往往不能設置錐坡，這時采用樁柱式或肋板臺會受到較大限制。當?shù)刭|(zhì)情況較差時，也會出現(xiàn)U臺下設置樁基的情況。
(3)基礎(chǔ)
山區(qū)地質(zhì)情況較好時，采用擴大基礎(chǔ)的情況相對較多，且宜采用分離式擴大基礎(chǔ)。因為分離式擴基礎(chǔ)易適應地形橫坡，承載力易滿足要求，亦能防止基底不均勻沉降。斜坡上的擴大基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)必須考慮基礎(chǔ)擴散角和覆蓋層厚度以及施工時的相互影響。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。挖孔樁造價較節(jié)省，但設計中能否采用挖孔樁，應結(jié)合地質(zhì)情況具體分析，當樁長較長;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、瓦斯等有害氣體時不宜設計為挖孔樁。鉆孔樁分為旋轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆。山區(qū)高速公路多為沖擊鉆，設計時應對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。墩臺基礎(chǔ)埋深不僅要滿足承載力要求，還要對水文條件必須充分考慮，體現(xiàn)在對日后施工環(huán)境所帶來影響的估計。
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)公路橋梁的建設難度比較大，因此，其建設的成本就比較高，只有采用合理的施工設計才能更好地保證施工時不會出現(xiàn)設計因素的返工現(xiàn)象，同時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，更好地保證施工質(zhì)量。
參考文獻：
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