淺析公路橋梁設計應注意的要點

劉躍勇

(貴州省交通勘察設計研究院股份有限公司)

1 引言

近年來，我國的高速公路通車里程越來越長，但是高速公路的質量卻沒有得到保障，因此，相關部門開始高度重視橋梁質量問題。由于橋梁在人們生活中的重要性，因此，橋梁要經常承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用，從而導致結構各部分不同程度的損傷和劣化。這也給我們敲響了警鐘，，因此要特別注意橋梁在各個階段的質量控制，尤其是在結構設計方面，結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案，并根據實際對當地情況進行調查總結，以保證橋梁的質量。很多設計師在工作中常常忽視從結構體系、結構材料、結構耐久性以及從設計等方面去加強和保證結構的安全性。

2 橋梁結構設計

簡支空心板結構的橋型，跨徑小，梁高大;橋面伸縮縫多，行駛條件差。但對于曲線梁來說，T梁為開口斷面，曲梁的彎矩作用對下部產生的不平衡力大。對于大跨徑橋梁，最好采用懸臂澆筑箱梁。下部結構應能滿足上部結構對支撐力的要求，橋墩視上部構造形式及橋墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或雙薄壁墩等多種形式。柱式墩自重輕，結構穩定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀。對于連續剛構橋，要注意減小下部結構的剛度，可減小剛結點處的負彎矩。但是橋墩也不可以太柔，否則會不利于結構的整體穩定性。對于連續梁結構或連續剛構橋，應取全橋或至少一梁作為分析對象。介于梁、墩之間的板式橡膠支座，梁體上的水平力H不但使墩頂產生水平位移，而且板式橡膠支座也要產生剪切變形。當梁體完成水平力的傳遞以后，由于軸力及墩身自重的影響，這就使得板式支座由原來傳遞水平力的功能轉變為抵抗墩頂繼續變形的功能。

3 公路橋梁設計中需要注意

3.1 應該更加重視結構的耐久性問題

國內從上世紀90年代開始重視了對結構耐久性的研究，這些研究大多是從材料和統計分析的角度進行的。而且，長期以來，人們一直偏重于結構計算方法的研究，結構耐久性對于橋梁的安全運營和經濟性起著決定性作用。提高混凝土材料本身耐久性，盡可能減少用水量并正確使用礦物摻和料。適當增加鋼筋保護層厚度。注重防排水和連接縫等構造措施，防止混凝土在使用過程中遭受干濕交替。

3.2 重視對疲勞損傷的研究

如果橋梁的前期設計和施工都能夠保證質量問題，那么就要重點對橋梁后期的使用和維護做工作了，如果橋梁出現超載等問題，會嚴重影響到橋梁的正常使用，也會對后期的質量問題產生嚴重。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續的，早期疲勞損傷往往不易被檢測到，因此，要加強這些問題的重視。

3.3 充分重視橋梁的超載問題

由于公路橋梁的車流量非常多，很容易出現超載的問題，超載問題也是我們生活中非常常見的問題，但是超載對橋梁的質量會造成很大威脅，比如會影響到橋梁的安全性和耐久性等，從而影響橋梁的正行使用。

3.4 重視結構型式選擇設計

裝配式空心板結構適用于16 m跨徑以下的梁橋及彎、斜梁橋等扭矩較大的橋型。當梁橋單孔跨徑超過20 m時，應考慮施工、經濟、安全等因素，慎用空心板。小橋涵及通道的橋下凈空較低，具備搭設支架現澆施工條件時宜采用現澆結構，以保證其受力的整體性。在地形平坦，同一工程的中小跨徑梁橋設計宜采用相同的結構型式。為減少混凝土裂縫對橋梁結構使用壽命的影響，高速公路、一級公路及潮濕、沿海地區跨徑13 m及以上的橋梁宜采用預應力連續結構。

3.5 重視預應力梁的構造設計

部分預應力結構宜按A類構件設計，應注意保證滿足局部承壓受力要求和預應力鋼束張拉構造要求(如表1為跨徑30 m梁鋼束引伸量一覽表)，對于鋼筋密集，在圖紙說明中應提出采用小石子混凝土澆注等施工措施及要求。梁端可考慮加厚，并為施工誤差預留一定的余量，避免出現裂紋。

表1 跨徑30 m梁鋼束引伸量一覽表

3.6 充分重視橋梁細部構造設計

對于空心板梁，應加大絞縫的尺寸，以便加強絞縫的連接。T梁、箱梁(如表2為跨徑30 m梁反預拱值設置表)的橫隔梁及橋面板的連結均應采用濕接縫連接?？招陌宓捻敯搴穸仍O計應考慮芯模上浮等施工誤差的影響。空心板、箱梁的底板應設置一定數量的排氣通氣孔。T梁、小箱梁等縱橫梁組合結構應加強橫隔梁的設計，主要措施是橫隔板加密或加強。加強橋面鋪裝設計。橋面鋪裝層鋼筋網不宜使用綁扎鋼筋網，可通過加密鋼筋網的方式加強配筋。水泥混凝土鋪裝層應采用防水混凝土，不易太薄，宜滿足設雙層鋼筋網的要求。在施工圖設計文件中應對水泥混凝土鋪裝層施工厚度提出要求。一般情況下，混凝土等級不低于C40。應在梁頂板預埋豎向的剪力鋼筋，以加強行車道板與鋪裝層的連接。防水層設置應選擇成熟的材料和施工工藝，防止因防水層設置不當出現病害，要合理設置泄水管，并可在橋面兩側設計縱(碎石)盲溝。合理選擇伸縮裝置。橋梁伸縮縫應在鋪裝層完工后施工，橋梁聯長一般宜取100～200 m。對橋梁伸縮縫及支座產品質量進行嚴格把關，中小跨徑梁橋的支座宜用橡膠板式支座。斜橋、彎橋宜采用圓形板式橡膠支座。橋梁的建設應考慮便于日后養護檢修，蓋梁頂應留有安置千斤頂的空間，便于更換支座。

3.7 重視下部構造設計

對于高度較大、臺后土壓力較大的輕型橋臺，存在軟弱地基的要提出具體的處理方案。同一橋梁下部構造和基礎應采用統一的結構形式，支座墊石水泥混凝土，建議與蓋梁混凝土整體澆筑。

3.8 重視附屬工程設計

如果橋梁本身的結構和后期維護都已經能夠得到保證，那么就要重視橋梁的附屬工程的設計了，設計師出列完成橋梁本身的結構設計外，還要對當地實際情況進行考察，認真研究分析后對相關的附屬工程進行設計。要在橋梁附近增設人行踏步、活動門之類的設備，還要做好保護設備工作。

4 結束語

交通事業在經濟發展過程中所起到的作用是十分重要的，近幾年我國橋梁的數量和規模在不斷擴大，這就需要我們加強對公路橋梁設計的研究。公路橋梁是我國經濟建設中一項重要的基礎建設項目，但是公路橋梁的建設需要科學的設計，在科學設計施工后，還要重視后期的養護工程。堅持科學設計施工與完善的養護管理相結合，實現我國公路橋梁建設。根據具體的橋梁做具體的工程設計，注意橋梁在建造和使用過程中，橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化。然而，設計師往往會忽視結構設計方面的問題，但是結構設計對橋梁的質量起著非常重要的影響，因此，公路橋梁設計質量保證要從源頭做起。除了加強施工質量管理外，還要做好防患設計。只有這樣才能解決橋梁存在的隱患，保證橋的持久和耐用性。

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