淺析山區中小跨徑橋梁設計要點

陳曉蘭

(綿陽市川交公路規劃勘察設計有限公司 四川 綿陽 621000)

淺析山區中小跨徑橋梁設計要點

陳曉蘭

(綿陽市川交公路規劃勘察設計有限公司 四川 綿陽 621000)

在山區道路建設中，中小跨徑橋梁是最為常見的類型。本文將結合山區中小跨徑橋梁建設需要，探討分析設計要點，希望能為實際工作提供指導。

山區；中小跨徑；橋梁設計

引言

我國山區的道路地形、地質都相對復雜，地面高差大、地形變化頻率高等較差地質情況普遍存在。因此，在山區中小跨徑橋梁設計時要對公路橋梁和細節構造與地形、地質之間的關系進行合理協調是很有必要的。

1 山區中小跨徑橋梁的設計原則

山區的地質、地形、地貌比較復雜且構造物較多，在這樣的環境中修建橋梁難度較大，為確保橋梁的整體質量，必須對橋梁設計予以足夠的重視。從國內橋梁建設的總體情況上看，山區橋梁設計涵蓋了諸多結構類型，橋梁本身的安全性、穩定性、耐久性需要結構計算分析成果及科學合理的構造處理措施來保證。計算過程中所需考慮的地震荷載、恒載、活載、施工荷載等，與平原地區的橋梁設計大體相同。但是山區的自然及氣象條件具有多變性的特征，所以在設計時，除了應當考慮上述荷載之外，還應當考慮風荷載、雪荷載、凍脹力、水力等因素對橋梁結構產生的影響。

地形起伏、溝壑縱橫交錯是山區最為突出的特點之一，在這樣的區域內修建橋梁，施工現場的布設難度相對較大，尤其是一些大型機械設備的使用十分不便，同時為預制構件提供足夠的施工場地也很難實現，加之山路崎嶇不利于運輸，從而使得大跨徑預制構件在山區橋梁設計中的應用受到了一定的限制。從便于施工和降低工程造價的角度考慮，可將中小跨徑預制構件作為山區橋梁設計的首選方案。

對于經濟欠發達的山區而言，橋梁設計選型的造價是否合理非常重要，因此，在山區橋梁設計中，不但要充分考慮技術可行性，而且還要考慮所選橋梁結構類型的經濟性是否最佳。這就要求在山區橋梁設計時，應按照工程所處的地理環境及施工條件，編制多種方案，并對方案進行技術經濟性對比，從中選取出最佳的方案，進而達到提高工程質量、降低造價的目標。

山區橋梁的建設與周圍環境有著極為密切的關聯，換言之，橋梁的建設是以山區環境作為依托，為了盡可能減少對周邊自然生態環境的破壞，在山區橋梁設計時應當重視環保，避免對山體的大填大挖，減少并杜絕各類不良地質災害的發生，減輕對植被的破壞，降低對河流水體的污染。

2 山區中小跨徑橋梁設計要點

2.1 上部結構設計

2.1.1 跨徑布置

由于山區的地形都是起伏變化的，所以必須要根據地形來選擇跨徑，不要根據墩高來隨意進行調整，如果實際的墩高變化比較大，就可以選擇兩種跨徑相組合的方式進行，要盡可能地采用標準的跨徑。特別是一些曲線的橋梁，如果梁長在布置上是不相等時，要注意半徑比較大的情況下，就可以使內弧的長度和標準的跨徑相等，這樣可以更好地提高設計的質量和工作的效率。如果半徑比較小，就可以使中線的弧長和跨徑相等，總之這樣的設計都是為了滿足實際的使用功能和視覺美觀的要求。

2.1.2 主梁類型設計

預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，目前這三類主梁在山區中小跨徑橋梁施工的應用非常廣泛，并且設計和施工技術較為成熟，不同主梁具有不同特點，應用范圍也略有差異。空心板對不同形狀的彎、坡、斜橋具有良好的適應性，尤其在高度受限的中小跨徑橋梁應用比較廣泛，可采用就地現澆施工方式，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構。但該結構也存在一些缺陷，例如，鉸鏈開裂剝落、板底出現縱向和橫向裂縫，支座脫空，橋面鋪裝開裂或剝離等，這些都是施工中需要采取措施預防的。小箱梁跨越能力強、抗扭性能好、造價低，軟土地區和缺乏路基土土源區段采用小箱梁，能節約成本。但小箱梁腹板較薄，預制和吊裝工藝要求高。T梁整體性能好、剛度大、跨越能力強。由于內部空腔，施工簡單，工藝成熟，有利于控制預制質量，安裝方便，并具有良好的安全性和耐久性。但T梁寬度較小，為預應力構件，需要主梁片數較多，會增加橋梁施工成本。

2.2 下部結構設計

2.2.1 橋墩型式

設計過程中，應綜合考慮主梁類型、結構體系、橋墩高度、地形條件等，選擇合適的橋墩形式和尺寸。山區公路的橋墩形式有很多，比如板式墩、空心薄壁墩以及重力式實體墩等。如果橋墩自身比較矮，一般都會采用柱式墩和薄板式墩來進行，在這其中又以柱式為主，因為其不僅在構造上十分簡單，而且施工時外觀的質量也容易得到控制，與樁之間的銜接也十分方便。在設計的過程中，要根據實際的地形以及對美觀的要求來選擇橋墩的型式。

2.2.2 柱式墩設計

柱式墩在山區公路橋梁中的應用較為廣泛，此類橋墩又分為圓柱型和方柱型兩種，圓柱型橋墩的外觀質量容易控制。方柱和上部的結構在銜接上比較協調，在受力性能上要比圓柱優越，但是工程量卻比較大，如果施工的坡度比較大，就會出現坡體不穩定的情況。在截面相同的條件下，方柱型的抗彎剛度更好有一些，整體受力要優于圓柱型。因此，柱式墩的設計筆者推薦方柱型橋墩。

2.3 基礎設計

橋梁基礎按其構造與施工方法的不同，可分為明挖基礎、沉井基礎、沉箱基礎和樁基礎等類型，工程中可單獨使用某種結構，也可根據工程實際組合使用。目前在我國的大部分山區所修建的橋梁，在基礎設計時，多采用樁基礎方式。如嵌巖樁、摩擦樁等。如果當地的地質條件較差，則可以根據實際情況采用摩擦樁。如果地質條件相對較好，可以使用擴大樁基。在進行擴大樁基設計時，如果地面橫坡比較大或者是地質的變化情況比較復雜，也會采用樁基礎的方式，這時如果使用擴大基礎的施工方式，即便是分離式的擴大基礎，也難以適應地質條件的要求，所以為了更好地適應地基的承載力要求，很多時候開挖量都會過大，導致邊坡不夠穩定，除此之外，在斜坡上的擴大基礎和樁基礎，必須要把握好擴散角和覆蓋層的厚度問題，還有不同工種之間的施工影響，可以適當采取相應的支護措施進行維護。

2.4 抗震設計

公路橋梁抗震設計應考慮以下作用：永久作用（包括結構重力、預應力、土壓力、水壓力）和地震作用（包括地震動的作用、地震土壓力、水壓力等）。山區中小跨徑橋梁的抗震設計主要是要根據工程所在地區的地震加速度確定相應的抗震設防烈度，再根據《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/T B02-01-2008）的要求進行計算和設計，并參考類似工程地區的橋梁抗震設計，選擇既滿足抗震要求的措施，又不造成過于保守的浪費。常用的抗震措施有：增設抗震支座，設置橡膠緩沖裝置，加大擋塊尺寸，加強梁板間的橫向聯系，加寬蓋梁寬度，設置防落梁措施等。總之，橋梁工程的抗震設計，既要滿足震前用于抗震設防的經濟合理性，又要使地震中經過抗震設計的橋梁的破壞程度限制在人們可以承受的范圍內。

結束語

綜上所述，我國山區的面積較廣，給山區修建橋梁給橋梁設計增添了一定的難度。因此在對橋梁進行設計時，除了要結合山區的地形特點之外，還應當遵循技術先進、經濟最優、結構合理、安全可靠、外形美觀等原則，同時要了解并掌握橋梁結構的設計要點，只有這樣，才能確保山區橋梁的整體質量。

[1]陳中治,王敏.山區中小跨徑橋梁設計要點[J].中外公路.2013(02)

[2]尤文剛.中小跨徑橋梁的應用分析[J].北方交通.2011(01)

[3]王令斌,湛秀玲.淺析高速公路中小跨徑橋梁的加寬設計[J].山西建筑.2011 (08)

TU7

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1007-6344（2016）03-0101-01

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