對山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中常見問題探析

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1、對山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中常見問題探析　　摘要：本文主要概述山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要問題，并結(jié)合建設(shè)特點(diǎn)、方案布置以及橋臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深入探討，最后從傳統(tǒng)橋梁的設(shè)計(jì)理念出發(fā)，更好的完善了橋梁的建設(shè)及加固。關(guān)鍵詞：橋梁；高速公路；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中圖分類號：K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：前言：近年來，我國高速公路網(wǎng)建設(shè)已由東部沿海覆蓋到中部,并以前所未有的速度向中西部山區(qū)挺進(jìn)。山區(qū)高速公路建設(shè)的一個(gè)顯著客觀條件是地形地質(zhì)條件復(fù)雜,橋隧比重居高不下。山區(qū)高速公路建設(shè)面臨周期緊張的形勢,考慮我國當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,山區(qū)公路橋梁中標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化的主梁形式占據(jù)主導(dǎo)地位。本文針對山區(qū)公路占主導(dǎo)地位的

2、單孔跨徑50m以下的常規(guī)橋梁,就筆者在湖北省十堰、恩施地區(qū)設(shè)計(jì)實(shí)踐中的一些體會(huì)進(jìn)行探討。山區(qū)橋梁建設(shè)特點(diǎn)山區(qū)公路橋梁建設(shè)面臨的外部條件主要表現(xiàn)為:地形地貌落差大,變化劇烈頻繁;地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖溶、滑坡、崩塌、陡崖、煤層以及瓦斯等不良地質(zhì)現(xiàn)象普遍存在?；谝陨显?山區(qū)高速公路彎坡橋梁多,高墩長橋多,墩臺(tái)樣式多。12彎坡橋主要受控于路線的技術(shù)指標(biāo)。山區(qū)公路頻繁地跨越、穿越和避讓障礙物,路線設(shè)計(jì)中相應(yīng)采用長大縱坡、小半徑、大橫坡、斜跨河谷道路等技術(shù)手段,而高速公路橋梁設(shè)計(jì)須服從于路線設(shè)計(jì),故彎坡斜橋分布廣泛(圖1)。高墩長橋主要取決于山區(qū)起伏劇烈的地形。山區(qū)由于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)及水流沖刷侵蝕,/U0、

3、/V0型溝谷發(fā)育,懸崖峭壁分布廣泛,橋墩呈現(xiàn)高度大且變化快的特點(diǎn)。此外,受制于高線位或者順河谷線形,橋梁勢必蜿蜒綿長。墩臺(tái)形式多主要是為了適應(yīng)地形變化、各種高度墩臺(tái)性能、路橋平順相接以及環(huán)保的需要。綜合上述特點(diǎn),山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的核心問題是因地制宜,擬定合理方案,協(xié)調(diào)好橋梁結(jié)構(gòu)形式與地形、地質(zhì)以及線內(nèi)、外結(jié)構(gòu)物之間的關(guān)系。2、橋梁總體方案布設(shè)2.1橋梁方案選取公路橋梁設(shè)計(jì)面對的首要問題是路基方案與橋梁方案的比選。山區(qū)公路橋梁一般是為跨越河流、溝谷以及道路而設(shè)置,其中因地形起伏而設(shè)置的旱橋占據(jù)較大比重。因此,確定適合設(shè)橋的填方路基高度的限值就成為核心問題。這也直接影響橋梁建設(shè)規(guī)模和投資。文獻(xiàn)[1

4、]指出:/路基中心填方高度超過20m時(shí),12宜結(jié)合路線方案與橋梁等構(gòu)造物做方案比選。0在實(shí)際設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)單位基本參照此執(zhí)行。筆者個(gè)人認(rèn)同在某些地區(qū)(如居民集中區(qū)、耕地緊張區(qū)等)即使路基填高不大也盡量設(shè)橋的觀點(diǎn)。這可大大降低高速公路的/屏障0效應(yīng)、保護(hù)耕地。但在多數(shù)山區(qū)路段,考慮土石方的調(diào)配和減少棄方,填高達(dá)30m乃至以上時(shí)采取路基方案,可大大提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2.2橋梁孔位布置橋梁總體方案布置是設(shè)計(jì)中最基本、最復(fù)雜的問題,各式各樣的條件和需求總是矛盾地交織在一起。其中起控制性作用的是經(jīng)濟(jì)因素,但經(jīng)濟(jì)性不是多一跨少一跨的問題。樹立橋梁全壽命周期成本的設(shè)計(jì)理念已逐漸為公路行業(yè)所接受。一座橋

5、梁首先應(yīng)確定其規(guī)模,或者說確定橋長。對于山區(qū)常規(guī)橋梁,確定其規(guī)模的一個(gè)重要尺度就是橋臺(tái)高度。一般情況下橋臺(tái)高度以不大于8m為宜,條件受限的臺(tái)位最大高度建議不大于12m。確定橋梁全長之后需擬定一個(gè)經(jīng)濟(jì)跨徑并分孔。一般的做法:使跨度與高度大致協(xié)調(diào),單跨孔徑值取橋梁最大高度值的0.75~1.25倍;然后通過試布,調(diào)整各墩臺(tái)位置,從而擬定出經(jīng)濟(jì)合理的方案。橋梁布孔及方案設(shè)計(jì),還應(yīng)密切結(jié)合施工。需要指出的是,為考慮施工標(biāo)準(zhǔn)化和進(jìn)度,一般橋梁的布孔宜盡量采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑等跨布置。在同一合同段中的橋梁盡量采用相同跨徑,并且在滿足結(jié)構(gòu)性能的前提下盡量統(tǒng)一下部結(jié)構(gòu)形式。122.3橋梁設(shè)計(jì)新理念2004年9月,在

6、南京“全國公路勘察設(shè)計(jì)工作會(huì)議”上,交通部提出了“六個(gè)堅(jiān)持,六個(gè)樹立”的勘察設(shè)計(jì)新理念,即:堅(jiān)持以人為本,樹立安全至上的理念;堅(jiān)持人與自然相和諧,樹立尊重自然、保護(hù)環(huán)境的理念;堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,樹立節(jié)約資源的理念;堅(jiān)持質(zhì)量第一,樹立讓公眾滿意的理念;堅(jiān)持合理選用技術(shù)指標(biāo),樹立設(shè)計(jì)創(chuàng)作的理念;堅(jiān)持系統(tǒng)論的思想,樹立全壽命周期成本的理念。上述理念的提出對勘察設(shè)計(jì)尤其是橋梁設(shè)計(jì)來說具有綱領(lǐng)性的指導(dǎo)作用。以下是在新理念指導(dǎo)下實(shí)踐中逐步為大家所接受的做法:(1)靠山橋梁應(yīng)最大限度降低對生態(tài)的破壞,盡可能減少高填深挖;靠山腹橋跨方案常采用內(nèi)短外長或左右錯(cuò)幅布置的做法。(2)橋涵設(shè)計(jì)原則上不降低河道、溝渠

7、功能,盡量不壓縮河道,不破壞原有水系,與自然相和諧。(3)對于上跨道路的橋梁,布孔不宜局限于滿足通行,而應(yīng)增強(qiáng)行車通透性。考慮地方道路的可持續(xù)發(fā)展,適當(dāng)加大跨徑、增加孔數(shù)。(4)路線穿越良田、森林覆蓋率高及水土易流失路段時(shí),為節(jié)約耕地、保護(hù)環(huán)境,采用高架橋跨越。(5)考慮山區(qū)多深谷地形的影響,采用小跨(標(biāo)準(zhǔn)跨)高墩的做法也逐步取得共識(shí)。12(6)軟基區(qū)填方高度較小的路段以及設(shè)橋后橋與橋之間有小段挖方路基的地段,為保證行車