山區(qū)高速公路常規(guī)橋梁設(shè)計及施工探討

付 勝

中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 云南 昆明 650051

1、引言

山區(qū)高速公路近年來發(fā)展越來越快， 與沿海及中部地區(qū)高速公路有顯著區(qū)別，山區(qū)地形起伏大、地質(zhì)較復(fù)雜，橋梁設(shè)計及施工不僅需要重視對自然災(zāi)害的防護，而且為保障山區(qū)高速公路橋梁工程的安全、快速實施，需準(zhǔn)確掌握常規(guī)裝配式橋梁的設(shè)計理念及施工技術(shù)。

2、常規(guī)橋梁設(shè)計原則

山區(qū)高速公路常規(guī)橋梁主要為跨越溝谷、地方道路而設(shè)置，類型多為大、中橋梁。橋跨范圍內(nèi)地質(zhì)條件一般較好，可按標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置，橋梁走向及標(biāo)高基本只受路線控制，施工運輸條件也不受限。大橋及中橋的橋型選擇、橋長擬定及孔跨布置，主要根據(jù)橋位處路線走向、地形地質(zhì)、河（溝）床特征、施工和養(yǎng)護條件，并遵循“技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理、和諧美觀”的原則進行。

3、橋梁孔跨布置

常規(guī)橋梁橋長擬定及孔跨布置主要從墩高、橋長、障礙物跨越及工程地質(zhì)等方面綜合考慮，為考慮預(yù)制方便，同一標(biāo)段內(nèi)橋梁跨徑布置應(yīng)進行統(tǒng)籌優(yōu)化。針對常規(guī)橋梁特點，特提出以下幾點設(shè)計要點：

①大、中橋梁原則上服從路線走向，橋涵跨徑除選擇綜合考慮滿足功能要求外，逐應(yīng)處理好泄洪排水、通行凈空、方便出行作業(yè)等關(guān)系，同時考慮工程造價較低的結(jié)構(gòu)型式。

②依山橋梁應(yīng)通過調(diào)整墩柱形式或承臺高度減少靠山側(cè)邊坡的開挖，最大限度降低對生態(tài)的破壞。靠山腹橋跨方案可按左右幅分別布置，并各自確定規(guī)模，需保證橋梁墩臺位置滿足受力和穩(wěn)定性要求。

③涉水橋梁不降低河道、溝渠的功能，盡量不壓縮河道斷面、不破壞原有水系，使之與自然相和諧。

④跨路橋梁不宜僅局限于滿足現(xiàn)狀通行，而應(yīng)從科學(xué)發(fā)展的角度，考慮地方道路的可持續(xù)發(fā)展，增強行車通透性，適當(dāng)加大跨徑、增加孔數(shù)。

⑤路線穿越良田、植被覆蓋率高及水土易流失路段時，采用高架橋梁跨越，以保護環(huán)境，盡量少占基本農(nóng)田等不可再生資源。

⑥鑒于山區(qū)公路彎、坡橋較多，且墩高較高，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)卦O(shè)計施工經(jīng)驗和習(xí)慣，適當(dāng)合并減少橋梁上部結(jié)構(gòu)跨徑種類，一般采用20m、30、40m裝配式預(yù)應(yīng)力砼T梁。

⑦根據(jù)不同的地形、地質(zhì)條件，合理選擇重力式U臺、肋板式以及樁柱式等橋臺形式，臺后填土高度盡可能控制在5～8m的范圍內(nèi)，盡量減少因橋頭沉降而引起跳車。

⑧高墩橋梁設(shè)計應(yīng)控制變位，加強結(jié)構(gòu)的整體性，并充分考慮施工方案的可行性，施工的難易程度等。

4、大、中橋梁結(jié)構(gòu)型式

上部結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20m、30m、40m的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用雙圓柱墩（柱徑根據(jù)墩高不同相應(yīng)調(diào)整）、空心薄壁墩（一般墩高大于40m時采用），橋臺采用重力式U臺、輕型柱式臺、肋板臺；根據(jù)地基承載力的情況，橋臺基礎(chǔ)可采用擴大基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。一座橋梁的樁徑、橋墩型式及外輪廓尺寸類型盡量統(tǒng)一，原則上圓柱以不多于兩種為宜。對于跨數(shù)多，長度大的橋梁由于上部結(jié)構(gòu)跨徑已進行統(tǒng)一，墩柱結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)實際情況進行設(shè)置。

5、橋梁施工注意事項

施工過程中模板定制、混凝土澆筑、鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力張拉等工序應(yīng)符合國家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，此外還應(yīng)特別注意以下幾點：

①T梁預(yù)制：臺座強度應(yīng)滿足張拉要求，臺座的基底必須有足夠的承載力，臺座與施工便道要有足夠的安全距離。為了防止預(yù)制T梁上拱過大，存梁期一般小于60d，優(yōu)先預(yù)制同一跨的T梁，相鄰跨的存梁期也不宜相差過大。若累計上拱值超過設(shè)計理論值1cm，應(yīng)采取針對性措施設(shè)置向下的反拱。反拱值的設(shè)計原則是使梁體在二期恒載施加前上拱度不超過2cm，橋梁施工完成后橋梁不出現(xiàn)下?lián)稀Ｊ┕ぴO(shè)置反拱時，預(yù)應(yīng)力管道也同時反拱，梁頂與梁底線形保持一致。

② 預(yù)應(yīng)力工藝：預(yù)應(yīng)力管道的平面及豎向位置應(yīng)按設(shè)計文件提供的坐標(biāo)進行定位，定位鋼筋（“井”或“U”型）與梁肋箍筋點焊，防止波紋管錯位和下垂，如果管道與鋼筋位置發(fā)生沖突，應(yīng)保證管道位置不變且遵循普通鋼筋讓預(yù)應(yīng)力鋼筋，次要鋼筋讓主要鋼筋的原則。

張拉預(yù)應(yīng)力需注意兩個指標(biāo)：張拉力與鋼絞線伸長值。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉達到設(shè)計張拉力時，實際伸長值與理論伸長量值的誤差應(yīng)控制在6%以內(nèi)。澆筑前應(yīng)檢查波紋管是否密封，防止?jié)仓炷習(xí)r阻塞管道。

③主梁安裝：結(jié)構(gòu)連續(xù)一聯(lián)上構(gòu)施工順序：澆筑臺座→T梁預(yù)制→張拉預(yù)應(yīng)力→T存梁→T梁架設(shè)安裝→澆筑濕接縫砼→澆筑墩頂連續(xù)段砼→張拉墩頂負彎矩→澆筑橋面現(xiàn)澆層混凝土→防撞護欄、橋面瀝青砼等→成橋。

④連孔要求：結(jié)構(gòu)連續(xù)后，汽車行駛舒適性提高，連孔長度可根據(jù)情況選用，但是連孔跨數(shù)不宜大于5孔。當(dāng)橋位地形橫坡較陡、縱向起伏較大、一聯(lián)之內(nèi)橋墩高差較大時宜采用較少的連孔跨數(shù)，以使整聯(lián)橋梁變形協(xié)調(diào)，避免個別橋墩承受較大的水平力。

⑤橋梁縱坡處理：主梁伸縮縫端支承點支座頂設(shè)置梁底楔塊，以保證支座支承面順橋向水平，支座中心線處梁底楔塊中心厚度保證40mm。結(jié)構(gòu)連續(xù)端梁底支承線位置設(shè)置調(diào)平鋼板，支座中心線處鋼板外露10mm。

⑥橋梁橫坡處理：T梁梁肋按直線預(yù)制，調(diào)整翼緣板與梁肋的夾角來實現(xiàn)橋面橫坡。對于超高漸變段，翼緣板與梁肋的夾角可取該跨橋梁平均橫坡，其余橫坡通過梁間濕接縫及橋面鋪裝厚度調(diào)整。

⑦抗震要求：上部結(jié)構(gòu)選擇構(gòu)造簡單、震后容易修復(fù)的結(jié)構(gòu)形式；下部結(jié)構(gòu)選用抗剪和抗扭剛度較大的橋墩形式；重視上下部之間的有效連接，合理設(shè)置縱橫向限位裝置、墩臺蓋梁應(yīng)具有充足的搭接長度，以充分減少落梁風(fēng)險。

6、結(jié)語

總之，山區(qū)高速公路常規(guī)橋梁的設(shè)計與施工是橋梁工程的重點，橋梁總體設(shè)計要符合經(jīng)濟、實用、安全、美觀的要求，在具體的設(shè)計及施工細節(jié)上應(yīng)排除安全隱患，保證橋梁設(shè)計的合理、嚴謹，提高橋梁施工速度及質(zhì)量，促進山區(qū)高速公路常規(guī)橋梁建設(shè)的健康發(fā)展。