以某橋梁為例說明景觀橋梁的設計與建造

魏述鋒

一、連續剛構景觀小橋的特點

最大平均載彎曲數值與簡支梁相比明顯減少了50%，使橋梁彎曲數值得到了有效控制。平均載彎曲圖具有的總面大小積與簡支梁比較也能減小約67%，減少了縱向受力鋼筋使用量。因控制彎曲變小，造成恒載減小，使橋梁本身重量減輕。加大橋梁根部梁高能起到減小跨中彎曲的作用。橋墩出現不規則下沉現象會造成內力增加，使橋梁地基性能要求變高。由于主梁和橋墩固結，混凝土徐變、混凝土收縮以及溫度改變都會造成內力增加。橋梁的負彎曲區域出現在橋墩結構的主梁上緣位置，當出現裂縫情況時容易受到水侵蝕。因主梁高度變小，導致橋面標高變低，使橋梁縱坡較平緩，對于城市橋梁而言方便非機動車輛以及行人通行。從橋梁形狀看，連續型剛構橋具有的結構輕巧，簡約、線條流暢以及俊秀，橋型比較美觀。

二、某橋梁工程的設計分析

（1）該景觀橋梁是5.75+15.5+5.75（單位：m）的連續鋼構型變截面箱梁小橋，采用的材料是鋼筋混凝土，全橋長為40m，寬10m，橋梁設計的縱坡是1.9%。參照鋼筋混凝土連續型梁橋設計的邊跨比值通常為0.6～0.8，當邊跨比值低于0.5時，邊跨支座結構有可能會發生拉力作用。受到人工河具有的寬度限制，該橋邊跨比值為0.37，小于相應標準數值。因此在計算橋梁結構受力過程中應重視邊跨支座有無拉力情況出現。

（2）橋墩與橋臺結構探析。橋上欄桿設計與該小區四周采用的欄桿設計結構及顏色均一致，在欄桿結構上綜合了欄桿受力需求以及構造需求進行重新設計，主要是從適應性橋梁發生變形以及防撞性能方面考慮。該橋梁設計為達到橋梁變形需求，同時還要確保欄桿外形美觀，選擇在欄桿柱子中間位置設計變形縫的方式，能夠較好的解決這個問題。橋臺結構是：承臺材質是鋼筋混凝土，基礎是鋼筋混凝土樁，U形橋臺是重力型素混凝土，其中承臺為1.5m厚，1.2m樁徑，樁基設計依據的是摩擦樁。橋墩構造設計為：樁基混凝土鋼筋式承臺，混凝土鋼筋矩形實體橋墩，其中橋墩厚為0.7m，寬為6.9m，兩個橋墩高度約為7m，樁徑為1.2m，承臺厚度為1.5m，按照摩擦樁進行設計。連續剛橋要求固結橋墩柔性要高，但考慮到橋梁整體結構造型，為了防止發生“頭重腳輕”現象，影響橋梁整體外型美觀，將橋墩厚度設計為0.7m，加大橋墩剛度將會造成附加應力變大。

（3）計算連續剛構受力分析。由于受到實際情況限制，橋梁邊跨長度相對標準值比較小，邊跨比值僅為0.37，造成恒載作用情況下懸臂端處對向下支座產生的壓力值為0，懸臂結構向上翹，這種條件下出現中跨加載情況會比較嚴重。邊跨比值過小還會導致橋墩處于受彎情況。因橋墩梁高與中跨值比為1/13，稍大于一般數值，導致跨中彎曲過度降低，加大了橋墩支點結構負彎曲，造成支點負彎曲明顯大于跨中負彎曲。經過對比不考慮橋墩下沉差值和考慮1cm橋墩下沉差值兩種情況，可以得出連續型剛構橋梁對下沉差值相當敏感，每發生1cm下沉差值就會對支點產生約2272kN·m的負彎曲，負彎曲達到約34%的增長幅度，所以在橋墩基礎設計過程中應考慮橋墩下沉情況，加大樁基的承載力。全橋溫度最大附加效應值位于橋墩根部結構，其數值約為416kN·m，數值相對比較小，這種效應在極限條件下已經得到考慮。結果表明該橋感應溫度變化不太靈敏，原因可能是橋跨度過小，溫度變化造成的應變相對較小。橋梁收縮和徐變最大附加效應數值也是處于橋墩根部，數值約143.5kN·m，數值較小，此種效應在進行極限條件下也已考慮在內。結果表明該橋對于徐變、收縮改變也不敏感，原因是橋梁墩高和橋梁長度都比較小，因此徐變收縮改變量很小。對比承載能力達到極限狀態和處于正常使用情況下的彎曲包絡圖，該橋梁在處于正常使用情況下第點中不科學情況均得到一定緩解，一方面是將安全系數考慮在承載能力達到極限情況之內，而另一個是由于效應數值發生變化的非線性導致的。上述結論說明該橋尺寸不能使橋受力結構得到最優化，在各種情況下比較合理的狀態應是：懸臂端處不發生上翹，橋墩不承受負彎曲，而且跨中和支點彎曲的比值與支點和和跨中梁高的比值比較貼近。由于景觀性橋梁的獨特性，受到使用地點的限制，在大部分情況下對分析結構受力表現出的“不合理”情況，只可以通過提高建材性能，加大配筋來解決。該橋梁針對分析受力數據給橋墩和箱梁結構進行配筋，配筋是根據橋梁承載水平極限情況分析和常態使用極限情況分析。箱梁內每片腹板結構均設置有5片骨架，骨架采用直徑大小為32的HRB335鋼筋類型構成，不足的豎向受力鋼筋設置是位于底板下層和頂板上層。進行配鏡之后采用相關驗算軟件幫助驗算，得出的數據為：計算跨中下緣結構裂縫寬度值為0.09mm，計算墩頂裂縫寬度是0.122mm，計算橋墩裂縫最大寬度值為0.05mm，跨中撓度最大是向下12mm，跨中撓度最小是向下8mm，懸臂端處向上翹數值小于1mm。表明按照這種設計方法，橋梁連續剛構能滿足橋梁承載水平極限情況以及常態使用極限情況設計的要求。

（4）沉降路段因素分析：①影響路基施工的質量因素有很多，每一樣工程首先考慮的都是質量問題，到路橋路基的施工也是如此。在路基的中心部位，也就是通車部位，是整個道橋的承載力的核心，所以，位置材料以及設計的整體性的結構和穩定性就變得非常重要，下面部分則是路基，工程主要要保證路基不變形，有足夠的使用時間的抗磨損性。所以，在施工前，要對路基問題進行相關資料信息的了解，設計好路基的主體部位，預算好路基坡度和橋面高度，規劃好排水系統的安裝位置；②要保證路基施工時不再出現必要的麻煩問題，我們應在施工前進行詳細勘察，利用各種相關知識了解當地的地質和水文情況，對各個因素進行詳細解剖，分析出在哪些方面還需要做一定的人為工作，以改善現有狀況。路基的硬度和抗壓能力在很大程度上除了自身外，取決于填充材料，因此，一定選好材料，改變路基原有的不利條件。同時，改進和壓實路基方法是目前使用很廣泛的方法之一，在此基礎上，設計出科學合理的路基結構，也是確保整個路基質量的前期準備工作。所要考慮的因素有很多，比如還有坡度和高度，排水系統的設置等問題，這些問題小而細，卻是路基質量保證的關鍵所在，一定要在細節上重視起來。endprint