山区高速公路桥梁特点与设计要点分析

发表时间:2020/3/3   来源:《基层建设》2019年第29期   作者:杜韩磊
[导读] 摘要:山区高速公路桥梁由于所处环境复杂,要根据其施工特点做好设计工作。
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        摘要:山区高速公路桥梁由于所处环境复杂,要根据其施工特点做好设计工作。本文通过论述山区高速公路桥梁特殊性和施工等特点,指出在进行桥梁设计中要按照山区高速公路桥梁设计原则,对于桥梁结构进行合理的设计,下部结构设计中要注意桥墩和桥台的合理布置,基础结构设计中要注意对现场勘查,做好基础设计工作,保证桥梁的安全性。
        关键词:高速公路;桥梁特点;设计要点
        我国地形中有很多的山区和丘陵,山区的复杂地形特征和地貌状况决定了桥梁的设计是一个复杂而艰巨的任务,在设计山区高速公路桥梁时遇到的最大问题就是如何规划好桥梁的各种结构设计,减少因为地形原因导致的施工困难。本文通过论述山区高速公路桥梁的特点,指出桥梁设计要点,希望对山区高速公路桥梁建设提供借鉴。
        1山区高速公路桥梁的特点
        1.1山区高速公路桥梁的特殊性
        山区公路公路桥梁的施工要兼顾地形、水文特点,由于建设中的高墩跨度大、弯坡桥距离比较长,在施工前就必须对于山区的地形进行良好的勘测,在具体设计时根据地形和地貌进行综合性的分析,处理好于挡土墙、隧道、交通设施之间的链接,考虑不同的设计细节。由于山区复杂的地形,山区桥梁施工技术要精确化和全面化,可以选择大跨度、长桥和曲线等设计理念,根据地形的变化选择不同的施工方法。
        1.2山区高速公路桥梁施工特点
        由于山区复杂的地形,在山区桥梁施工中一般施工时间比较长,如果安全保障性制度不高会导致一些安全事故的发生。一般情况下高墩混凝土浇筑的次数在五次以上,对于更高精度的桥梁浇筑次数一般会达到十次以上,而且很多山区由于受到降雨和气候的影响,高墩施工时间可以达到7个月以上。因此,山区高速公路桥梁施工的负责性和不确定性,造成了在山区修建桥梁的安全系数是比较低的,保障措施一定要科学合理。
        1.3山区高速公路桥梁设备设施投入大
        由于山区高速公路桥梁的施工周期比较长,在高墩施工中,每个墩柱都要配备固定的模板,对于模板的质量要求比较高,同时数量也要充足,对于吊车的需求同样比较严格,这些吊车要有足够的吨位,能够保证施工的连续性要求。由于施工现场的环境并不是很好,平时还要注意对机械设备做好维护和保养。因此,山区高速公路桥梁的特点就决定了在前期的桥梁设计中一定要综合考虑各个方面的影响,通过先进方法减少施工时间,保障人身的安全。
        2 山区高速公路桥梁设计原则
        2.1结构安全性原则
        山区桥梁自身的结构安全性需要在前期设计中对于桥梁的承重和作用力等进行可靠的结构计算,采取合理的结构构造措施来消除一些安全隐患。山区的自然环境和气候特征决定了在山区桥梁设计中要考虑雪承载、强风的承载、结构的冻胀力、水力等对桥梁产生的影响。
        2.2经济性原则
        山区由于复杂的地形,施工比普通桥梁施工用到的材料和设备都要多,在设计中要根据桥梁地理特征和施工条件进行多方案的对比研究,制定出性价比最高的设计方案,节约工程费用,取得良好的经济目标。在具体的设计中要鼓励设计人员创新设计思路,不一味的根据标准图进行设计,在设计中利用合理的结构方式保证桥梁既安全又经济耐用。
        2.3因地制宜原则
        在山区桥梁设计中要按照因地制宜的原则,以桥梁的功能性作为设计标准,对于上部结构、下部结构和附属结构进行良好的部署,让他们发挥出各个部分的功能性。比如在设计中对于水文条件进行检测,测定桥位处最大的水体的流速、测定桥位处最大的潮差;对于桥位出的气象条件进行观测,对于设计风速进行控制,减少有效的作业时间等。


        2.4协调性原则
        山区高速公路桥梁设计不能破坏当地的环境,在设计中要注意环保措施,与周围的环境能够协调一致,不能因为建设用土需要,对于山体进行过大规模的开采,预防不良灾害的发生。同时要减少对植被的破坏,降低对于河流的污染,让桥梁在发挥出其运输功能的同时,更是对大自然进行了有效的保护。
        3 山区高速公路桥梁设计要点分析
        前面讲述了山区高速公路桥梁的施工中的特点,面对复杂的地形条件,在进行桥梁路线的设计中桥梁的平面、纵向和横向都要受到比较大的影响,一般的表现为平曲线多、纵坡的坡度大、平面的半径小等特点。同时桥梁的比例比较高,横坡度比较陡,在设计中要协调好各个部分之间的关系。
        3.1桥梁结构设计
        在山区桥梁的类型中,特殊的大跨径桥梁的数量是有限的,一般都是常见的跨径桥梁,在设计中要对施工方案进行提前的布置,造价尽量比较经济化,采用预制的装配结构。目前常用的大、中桥标准跨径主要有16m、20m、25m、30m等几种;常见的中小桥跨径有6m、8m、10m、13m等几种类型。桥梁的横断面形式也有好几种,比如预制T型、预制的小箱梁和空心板等类型,在进行设计中要根据具体桥梁处的环境进行选择。在通常的设计任务中,一般是跨径在30m以下的桥梁可以采用选择其中任何一种横断面形式;对于跨径在35-50m的桥梁,要根据桥梁的受力特征,采用T型或者小箱梁。从桥梁造价上进行设计,对于低于20m的桥梁,采用空心板截面桥梁造价相对来说低一些,同时空心板的建筑高度不高,保证了施工的安全性,对于一些大跨径的桥梁,则选择T型梁经济性更好一些。小箱梁在施工方便性和受力上介于空心板和T型梁之间,对于一些小跨径的桥梁,可以选择小箱梁方式,但是如果一些地区的T型梁技术比较成熟,也可以选在T型梁进行代替。
        3.2下部结构设计要点
        下部结构设计主要是对桥梁的墩台进行设计,普通高度的墩台一般采用柱型墩或者Y型的薄壁墩,但是以柱状墩为主,其在施工中外观质量容易控制。Y型墩施工比较复杂,在墩位比较矮时一般不会考虑此种方法,而且其经济上也不占优势。但是Y型墩相当于独柱双肢,只需要一套模板就可以施工,在山区横坡差异比较大时,可以考虑该种墩台。在矮桥墩的设计中要以强度作为设计的标准,在桥墩比较高时就要考虑桥墩的稳定性问题。山区高速公路的公路桥台一般分为重力式U型台、肋式台和柱式台,山区桥梁的U台特点为纵横向的坡度比较陡,U型台设计中必须合理的进行台阶的设计,一般选用埋置式的肋式台,但是高度不能超过12m,另外U型台设计中对基底的承载力规定要求,如果桥台基底承载力达不到要求,可以采用加深基础、将侧墙加高等措施。
        3.3基础结构的设计
        山区高速公路桥梁设计一般分为两种类型,包括柱基础和扩大基础,如果山区的地质条件比较好,可以选用扩大基础。在采用柱基础时可以采用嵌岩结构,在遇到地质条件很差的情况时需要选择摩擦柱。山区地形和地质结构比较复杂,在进行设计时一定要亲临现场,对地质和地形进行勘察,对于基础岩石形式和结构进行测算,根据桥梁高速公路桥梁情况选择合适的基础结构。
        结语
        综上所述,山区高速公路桥梁由于所处的环境比较复杂,桥梁在设计和施工过程中要综合考虑地形和地质条件,按照山区高速公路桥梁设计原则进行设计,考虑桥梁结构的安全性、经济性、协调性,因地制宜的选择设计方案。在设计中要从桥梁结构、下部结构、基础结构等三方面对设计要点进行分析,做到综合性的考量。
        参考文献:
        [1] 李平,陈卓.探究山区高速公路桥梁设计的特点和方法[J].低碳世界,2019(6):243-244.
        [2] 李征文.山区高速公路桥梁施工技术要点及质控方式分析[J].价值工程,2019,38(16).
        [3] 肖耀东.探讨山区高速公路常规跨径桥梁上部结构设计问题[J].建材与装饰,2019(19):275-275.
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