山区高速公路桥梁设计中问题
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山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈摘要:伴随我国经济的快速发展,高速公路建设的规模也日益扩大,高速公路桥梁是高速公路系统的重要组成部分,其质量关乎着人们的生命安全。
关键词:山区;高速公路桥梁;施工难点;工程管理1 山区高速公路桥梁发展现状 1.1 施工难度大山区地势起伏变化大,陡峭,山体结构较多使得工程的阶段性分化复杂。
加之,地下水文环境影响进一步增加高速公路桥梁施工难度。
工程难度大就会延长施工工期,施工变更几率大。
山区公路桥梁设计方案通常使用曲线大纵坡、长桥,从高桥墩施工角度而言,截面积小,墩身高、墩身揉度大。
从承担压强方面分析,设计方案应在二者的中心位置才能确保施工有效性。
在实际应用过程中,受地势环境影响还需要不断的更改测量,给施工带来较大困难。
1.2 工程造价高公路桥梁工程具有资金投入密集的特点,施工困难、工期延长就会挤压大量资金使得经济投入力度大,资金运转缓慢。
因为山区公路桥梁施工多为阶段性施工,使得在资金分配方面存在滞后性。
工程建设前期项目处于建设阶段,后期工程量资金的投入就会受到影响。
如果企业长时间垫付费用在后续施工时经济负担也会越来越大,可能产生一系列连锁反应,影响后期山区公路桥梁施工。
1.3 施工复杂山区高速公路桥梁路线选址复杂,海拔快速爬升,地形狭窄陡峭、沟壑纵横、地貌类型复杂。
地质环境复杂,工程路线穿越断裂带,地震烈度高,不良地质发育。
而且气候环境差,工程穿过高海拔路线的雨、雪、冰、雾、风等恶劣气天气影响时间长,施工难度大。
工程桥隧施工多、技术困难,很多线路展布于悬崖峭壁,项目实施受制条件多。
2 山区高速公路桥梁施工难点和解决 2.1 桥梁地基施工困难山区公路桥梁施工中,桥梁地基是重要环节,关系着桥梁质量。
地基施工时需结合地基特点制定处理方案,常见处理方法是将覆盖在地表表面的表层物质清理干净,或用接触灌浆、回填灌浆等技术方法。
混凝土施工时做好防渗保护,薄弱地基需进行加固处理,岩溶地基需考虑溶蚀反应,按照其形态大小采清爆换填的方法展开处理,对岩溶水疏导处理。
山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈山区高速公路的建设和施工一直是一个备受关注的话题,而其中的桥梁施工更是充满着挑战。
山区地势复杂,气候多变,交通条件艰难,给桥梁施工带来了诸多的难点和挑战。
在这样的背景下,工程管理也显得非常重要,只有科学合理地进行工程管理,才能保障工程质量和安全。
本文将从山区高速公路桥梁施工的难点和工程管理两个方面进行浅谈。
1. 地势复杂山区地势多为崎岖,有着复杂的地质结构和地形特点。
这就给桥梁的选择和施工带来了很大的挑战。
施工人员需要根据地势的起伏,进行桥梁的设计和选择,以及施工设备和工艺的调整,这对于桥梁的施工来说是一个非常大的挑战。
2. 气候多变山区气候多变,雨水较多,气温变化大,这就给桥梁施工带来了很大的影响。
在施工过程中,需考虑到气候变化对工程质量和进度的影响,采取相应的保护和施工措施,确保工程的正常进行。
3. 交通条件艰难山区交通条件相对较差,运输困难,给原材料运输和施工人员的交通出行带来了很大的问题。
这就需要在工程管理方面加强对于运输和交通的协调和安排,确保原材料和施工人员的顺利到达施工现场,保障工程的正常进行。
1. 系统规划对于山区高速公路桥梁的施工,首先需要进行科学的规划和设计,根据山区地势和气候特点,制订合理的施工方案和计划。
在施工过程中,需要考虑到地质特点和气象条件,科学合理地选择桥梁的位置和类型,确保工程的质量和安全。
2. 招聘专业人才在山区桥梁的施工中,需要招聘一批具有丰富经验和专业知识的人员,他们应对地质、气象、交通等方面有深入的了解,能够针对山区的特殊情况,制订合理的施工方案和计划,在实际操作中保障工程的顺利进行。
3. 安全管理山区桥梁施工的安全管理显得非常重要,施工过程中需要严格按照相关法律法规和安全操作规程进行操作,加强安全教育和培训,提高施工人员的安全意识,加强对施工现场的安全检查和监督,确保施工过程的安全和稳定。
4. 设备更新在山区桥梁施工中,需要配备先进的施工设备和技术,以应对复杂的地形和气候条件。
高速公路桥梁设计中技术难点分析随着交通网络的不断完善,高速公路已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具。
然而,高速公路的建设离不开桥梁这一重要的环节。
高速公路桥梁技术是针对不同的地理环境、交通工具等,设计和建造一系列高质量、合理的桥梁工程。
这也是一个具有挑战性的领域,需要设计师克服各种技术难点才能建造出符合要求的优质桥梁。
下面,我们来看看高速公路桥梁设计中一些常见的技术难点是什么。
首先,高速公路桥梁设计中最大的难点之一是应力控制。
在建筑桥梁的过程中,主要的考虑因素是如何抵抗各种荷载和因素而不发生过度变形和破坏。
对于某些长跨度的桥梁,挠曲的稳定性和应力控制是最为重要的因素。
特别是如果桥梁中存在斜拉索或钢桁架,这些因子则很容易引起桥梁长时间使用后的疲劳和裂纹。
因此,对于这些桥梁,设计师必须在应力控制和挠曲的稳态问题之间寻求最佳平衡点,以确保桥梁能够保持其稳定性和安全性。
其次,地震有时会成为高速公路桥梁设计中的最大问题。
地震是造成桥梁破坏的主要因素之一,这是建造桥梁时必须考虑的因素之一。
在设计过程中,需要预估桥梁在不同地震等级下的破坏情况,并应对它们以减少震荡和振动。
为此,设计师要根据地震发生的区域、地质构造、震级等因素进行桥梁抗震设计,例如采用特定的结构形式和抗震材料,来保证桥梁的安全性。
另外,高速公路桥梁的建设位置也是一个重要的考虑因素。
通常,高速公路桥梁建设的区域涉及到各种地貌和气象条件,因此,需要建设工程师和设计师制定特定的桥梁设计策略来应对它们。
在制定策略时,需要对地质构造、交通流量、环境质量等的影响进行考虑。
如果桥梁的重量和位置分布不合理,就可能引起桥梁的倒塌或使桥梁无法承载荷载。
因此,设计师需要考虑各种不同的因素,以决定桥梁的合理建造位置。
最后,材料的选择和使用也是高速公路桥梁设计中的一个重要考虑。
不同的桥梁会使用不同的材料和技术。
例如,混凝土桥梁和钢桥梁会使用不同的材料和建造技术来保证耐用性、强度和抗重压性能。
关于山区高速公路的桥梁设计问题探讨摘要:目前,我国的山区高速公路建设蓬勃发展,本文以桥梁工程设计实践为研究基础,根据山区的高速公路桥梁特点,分析研究山区的高速公路桥梁设计中的要点,从而为我国山区的高速公路桥梁设计提供一定的参考经验。
关键词:山区高速公路桥梁设计公路桥梁随着我国经济的迅猛发展,高速公路的建设力度不断提升。
我国地域辽阔,但地形主要以丘陵、山区为主。
在这些地区的高速公路建设中,桥梁建设是十分重要的组成部分,故山区高速公路的桥梁设计研究的现实意义重大。
山区高速公路的地形地质复杂,具体表现为地面的高度差异大,变化较为频繁,存在着岩溶、滑坡、崩塌、煤层、不稳定斜坡、陡崖等不良的地质现象。
针对这些道路现象,路线设计的纵、横、平这三个方面都将受到约束。
山区的高速公路桥梁中高墩大跨多,弯坡桥多,墩台形式多,在进行设计时必须协调好地形地质和桥梁各构件的关系。
1 山区高速公路桥梁设计简述1.1 山区高速公路的特点分析我国山地面积很大,在高速公路的建设中,既要满足交通的需要,也要尽可能的保护山区的自然生态环境,使高速公路的桥梁建设与山区的自然环境相适应。
山区高速公路的特点见表1所示。
1.2 山区桥梁设计的原则山区高速公路沿水线路多,桥梁设计以斜弯桥较多;山区的地形变换大,致使半边桥建筑较多;高速公路为跨越沟壑,需多建造高墩大跨桥。
另外,除在大型沟壑处需建设桥梁外,在众多的小沟渠处也要建造各种小桥。
根据这些山区桥梁的特点,在进行桥梁设计中主要有如下表所示的一些设计原则(见表1)。
2 山区桥梁设计要点分析山区高速公路的地形地质较为复杂,路线的设置受纵、横、平三方面的约束。
山区桥梁有高顿大跨桥多、弯坡桥多、墩台的形式多并复杂等特点。
为协调好山区地形地质与桥梁各构件的关系,山区桥梁的设计要点主要从上部结构设计、下部结构设计和基础设计三个部分来阐明。
2.1 上部结构设计要点分析桥梁在山区高速公路中占有较大比重,常见跨径桥梁的设计原则主要是造价经济合理、施工方便的预制装配化、标准化的结构。
对山区高速公路桥梁设计的探讨与研究摘要:本文结合山区高速公路的特点,介绍山区桥梁设计过程中,最首要的问题是路桥界限的设计基础和结构体系宜采用的形式以及桥梁和路基之间的关系.可为工程设计提供参考.关键词:高速公路;桥梁设计;结构体系中图分类号:u412.36+6 文献标识码:a 文章编号:1、概述在我国经济持续发展的前提下,交通建设在经济发展中的地位越来越高。
特别是在我国的桥梁和公路的修建中,只有当高质量的桥梁和公路被修建好之后,才有可能使得经济稳步发展。
尤其在我国西部地区,经济建设必须依靠道路运输才能发展,而道路运输必须依靠桥梁和道路。
在目前,我国山区中的公路网建设越来越发达,并且公路修建的地带的地质特点越来越复杂,桥梁在公路修建过程中的比例越来越大,在某些山区中,隧道桥梁的比例占到80%以上。
所以,在山区公路的修建过程中,首先应该对于桥梁部分进行相关的设计。
2、山区高速公路的主要特点在我国山区地带,修建高速公路必须首先对于地质地貌的问题进行解决。
由于山区地带大多都有着非常复杂的地形结构,并且地质中有着多种不良地质,例如陡崖,崩塌,斜坡,滑坡,岩溶等的存在。
在这些问题的影响下,山区地带的高速公路修建必须要对于地貌的平纵横三个方面进行研究。
高挡墙多,半边桥,横陡坡,纵坡大,平面半径小,平曲面多等的特点对于公路桥梁设计的难度提高很多。
所以,在山区公路的设计过程中,一般都有着墩台形式多,高墩大跨多,弯坡桥多等的特点,从而与山区的地质地貌相适应。
3、桥梁与路基的关系3.1桥梁跨越方案与高填方路基方案的比较在我国山区修建公路桥梁的过程中,水文控制在其中所占的比例非常小,一般只用对地形进行考虑。
山区中不能采用路基来对公路进行修建,只能用高架桥的形式。
在路桥设计过程中,最首要的问题是路桥界限的设计,其与山区公路修建的成本有着很的关系。
一般在施工的过程中,由于工程期限很短,所以桥梁设计在其中应用最多,并且最为安全方便。
山区高速公路桥梁设计的关键问题优化分析随着我国交通事业的不断发展,山区高速公路的建设日益重要。
而在这些山区高速公路中,桥梁的设计显得尤为关键,因为山区的地形、地势较为复杂,要经过许多山峰、河流等自然屏障,因此需要通过桥梁来实现公路的连续通行。
但是,在桥梁设计的过程中,也存在一些问题,如何优化设计,成为设计过程中需要解决的重要问题。
首先,桥梁的类型应该根据山区的地形特点进行选择。
在山区,地势复杂,交通不便,对于基础建设的要求也非常高。
因此,桥梁的类型应该根据山区的地形特点进行选择,满足不同的地形条件下对桥梁结构的不同要求。
例如,在山区公路中,如果经过的是峡谷等陡峭的地势,可以选择斜拉桥或悬索桥;如果是通过山区山脊,可以选择梁桥、拱桥等。
其次,需要考虑山区高速公路桥梁的受力特点。
由于山区的地形和地势的独特性,桥梁的受力状况也非常特殊。
因此,开发出适合山区地形和地貌特点的桥梁施工技术和建设机械,也是优化设计的一个重要方面。
设计者应该首先明确山区高速公路桥梁的受力方向和受力类型,对桥梁的受力特点进行充分了解,确保桥梁的结构牢固,能够承受复杂的自然环境带来的极端条件下的荷载。
再次,需要考虑山区高速公路桥梁的节约成本。
在山区高速公路的设计中,节约成本也是一项非常重要的因素。
在设计中,需要考虑到材料的选择、造型的设计,以及施工和维护的成本等,从而达到节约成本的目的。
这需要设计者综合考虑材料的消耗、工程实际运作情况和长期维护费用等方面,力求在保证桥梁结构牢固的基础上,尽可能地降低投资成本。
最后,需要考虑山区高速公路桥梁的环保要求。
随着生态意识的不断提高,对于公路建设的环保要求也更加严格。
在山区高速公路的桥梁设计中也不能例外。
设计者需要考虑到桥梁的建设对环境的影响,从而在设计中确保符合环保要求,降低对自然环境的影响。
总之,山区高速公路桥梁的设计在实现公路的连续通行和加强基础设施建设等方面具有重要意义。
在优化设计的过程中,需要充分考虑山区的地形、受力特点、节约成本和环保要求等因素,使得桥梁结构更加稳固、经济、环保。
公路桥梁在勘察设计中的问题分析公路桥梁是公路工程中的重要组成部分,对于交通运输具有重要的作用。
在勘察设计过程中,会遇到一些问题,需要进行分析和解决,以确保桥梁的设计和施工质量。
公路桥梁勘察设计中存在的问题是地质地貌复杂。
由于地球表面的地质条件具有多样性和复杂性,公路桥梁建设往往需要穿越各种地质结构,包括山脉、河流、湖泊、沼泽等。
这些地质条件的不同会给桥梁的设计和施工带来困难。
在山区建设桥梁时,有可能遇到高山陡坡、岩石破碎、土质松散等问题,需要进行合理的勘察和设计。
公路桥梁勘察设计中存在的问题是水文条件复杂。
公路桥梁的建设通常需要跨越河流、湖泊等水体。
这些水体具有不同的水流速度、水位变化和泥沙运移等特点,会给桥梁的设计和施工带来一定的挑战。
在建设跨海大桥时,需要考虑海洋潮汐、海浪等因素对桥梁的影响。
公路桥梁勘察设计中存在的问题是交通流量大。
公路桥梁作为交通运输的重要通道,经常承载大量的车辆和行人流量。
在桥梁的设计和施工中,需要考虑交通流量的影响,确保桥梁具有足够的通过能力和安全性。
在设计大型高速公路桥梁时,需要考虑车辆高速行驶对桥梁结构的振动和荷载的影响。
公路桥梁勘察设计中存在的问题是环境保护要求高。
随着环境保护意识的提高,对于公路桥梁的建设和运营要求越来越高。
在建设过程中,需要进行环境影响评价,避免对生态环境和自然资源的破坏。
桥梁的设计和施工还需要考虑减少噪音和污染的问题。
公路桥梁在勘察设计中存在多个问题,包括地质地貌复杂、水文条件复杂、交通流量大和环境保护要求高等。
解决这些问题需要进行详细的勘察和设计,利用现代技术手段进行模拟和分析,确保桥梁的稳定性、安全性和环保性。
这将有助于提高公路桥梁的建设质量,满足人民群众对良好交通条件的需求。
浅谈山区高速公路桥梁设计浅谈山区高速公路桥梁设计随着我国经济建设的发展,特别是西部大开发战略的实施,我国山区高速公路越来越多,地形地质复杂,结构众多。
桥梁和隧道的总长度占线路长度的很大比例。
在一些山区高速公路中,桥梁和隧道的比例高达70%-80%。
因此,要成功设计山区高速公路,桥梁部分的设计非常重要。
1、山区公路的主要特点山区高速公路的主要特点是地形地质复杂。
地形复杂,地面高差大,变化频繁,横坡陡;地质复杂性表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、气层等不良地质。
受此影响,路线的布置受到三个方面的制约,即平曲线多、平面半径小、纵坡大、桥梁比例高、横坡陡、半桥多、挡土墙高。
山区高速公路桥梁也具有上述特点,如弯坡桥梁多,高墩大跨多,墩台形式多。
在设计中,需要协调解决桥梁各细部结构与地形、地质的关系。
2.桥梁与路基的关系2.1跨桥方案与高填方路基方案的比较山区很多公路桥梁不受水文控制,只受地形控制。
因为路基方案不合适,设置为高架桥。
道路和桥梁之间的界限设置问题一直是一个难以把握的关键问题,也影响着公路的造价。
路基规范强调“当路基中心填土高度超过20m时,最好与桥梁进行方案比选。
”在工程的实际运行中,由于工期紧或认为跨桥方案安全方便,往往直接考虑桥梁方案。
事实上,对于地质条件较好的V型峡谷,填筑中心高度30m但收敛较快,且桥梁与隧道相连的地方,为了消化隧道废物,考虑路基方案可能比桥梁方案更安全、更经济,因为这种地形桥梁多,场地局促、难度大,横纵坡陡,容易导致边坡失稳;对于宽缓段,虽然填筑高度只有20m左右,但如果需要穿越投标段借款人,且运输距离较长,填筑基地需要花费大量资金处理该段,则考虑桥梁方案可能更安全、更经济。
因此,笔者认为山区公路与桥梁的界限不能一概而论。
对于填筑高度超过20m的路段,应根据地形、地质、前后结构、前后路段垃圾量、工程造价等综合比选后决定是否架桥。
不能速战速决,省事,直接考虑桥梁方案。
山区桥梁建设中的常见问题与对策一、山区高速公路外部环境特点1、地形、地质条件极其复杂。
尤其在西部,沟壑纵横、沟深谷幽、断层发育,滑坡、泥石流分布广,不良地质灾害突出,地震烈度高。
2、自然生态脆弱,环保要求高;人口众多,耕地少,土地资源极其宝贵。
3、走廊带狭窄,运输通道相互干扰,施工干扰大。
(多条公路、铁路、管道、电站、输电线)。
4、地形狭窄,预制场地布设困难,甚至附近没有预制场地,连材料堆放都满足不了。
5、交通不便,便道条件差,运输受限,大型机具、大型构件无法进场。
6、因受地形限制和高速公路对线形的严格要求,弯坡斜桥和高墩大跨桥梁多,且许多大跨桥梁难于避免弯道及大纵坡。
7、季节气候差异大,特点明显:“雨季、冬季、风季”;大跨桥梁一般地处峡谷,风环境恶劣,风速增大,结构设计中应充分重视施工过程及运营阶段的抗风稳定性。
8、经济条件与公路建设需求的矛盾比较突出。
西部地区经济不发达,修路成本又高,交通量相对较小,投资回收期长,建设资金筹措压力非常大;而不修路,经济又发展不了。
二、山区桥梁设计中应注意的有关问题遵循安全、经济、适用、美观、环保、耐久的设计原则,在确保安全的前提下,重点考虑经济、耐久、环保及其实施的便利性。
1、尽可能采用技术成熟,标准化程度高,造价经济的桥型。
面广量大,从工程的可靠性、经济性、耐久性方面考虑,尽可能采用技术成熟,标准化程度高的桥型。
2、一般桥梁应以中小跨径为主。
场地狭窄,从占地、运输、安装、经济方面考虑,宜用中小跨径,且山区一般基岩浅,基础建设费用较省。
虽然有些桥墩较高,但仍适用中等跨径的桥梁,这点有别于平原软土地区许多桥梁处在陡斜坡地带,考虑坡面上墩台基础施工开挖及便道的影响,跨径也不宜太小。
桥面标高应合理选择,不应侵占坡面,避免又修桥,又要进行边坡防护。
桥梁一般分幅设计,单幅桥墩宜用独柱独桩或小间距墩,使同一墩柱的横向刚度趋于一致,利于受力,减少开挖高墩桥梁下部结构工程量大,造价高,施工工期长。
桥梁工程设计和施工的技术难点和解决方案桥梁工程是现代交通建设不可或缺的一部分。
它涉及到桥梁工程设计和施工,而这两个方面都存在着一些技术难点。
本文将就此进行探讨,并提出一些解决方案以应对这些问题。
一、桥梁工程设计的技术难点及解决方案1. 地质和水文条件复杂桥梁工程建设通常需要考虑地质和水文条件的影响,尤其是在建设地震区和山区时,这些条件更为复杂。
针对这种情况,工程师可以通过充分了解地质和水文条件来选择适当的建设方案。
同时,采用高质量的材料,严格控制施工质量也能有效降低风险。
2. 桥梁结构复杂桥梁工程的结构设计也是一项技术难点。
特别是在设计大型跨度、高速公路和铁路桥等工程时,结构设计的难度更大。
为了应对这种情况,工程师需要整合多种技术手段。
例如借助现代计算机分析和建模的能力,以更为精确的方式计算桥梁的承载能力和应力分布。
利用各种新材料和施工技术可以提高桥梁的结构稳定性。
3. 桥梁施工安全在桥梁施工中,工人的安全始终是非常重要的问题。
高度、风险和负荷是施工时经常面临的三个核心问题。
为此,设计师不仅要考虑施工方案,还要关注施工中的安全措施。
安全工作的重要性被提高到了设计和施工过程的所有阶段,包括了许多不同的措施,如勘察、预算、交通管理和协调、劳动力安排,而这通常需要一个复杂的系统。
二、桥梁施工的技术难点及解决方案1. 桥梁水上船运桥梁建设时,水上船运是施工过程中的一个重要环节。
然而,这种方式面临着诸多困难,如天气因素、船舶运输成本高等问题。
为了解决这些问题,可以采用多种方式,如建立现代化航运系统来简化船运物流、使用高效的船舶等。
2. 施工排水在桥梁施工中,排水处理是一项重要的任务。
施工现场通常会存在大量的土方、岩石和水泥等材料的运输,这些材料都需要在施工现场临时储存在水中,这就需要解决一系列排水问题。
为了解决这些问题,需要采用专门的排水措施。
这些办法包括开挖排水沟、使用排水泵、构建暂时性的水平板墙等。
3. 控制桥梁变形桥梁的变形问题往往伴随着工程施工。
山区高速公路桥梁设计关键要点分析摘要:本文以山区公路桥梁设计为对象,分析山区公路桥梁工程的特殊性,指出其科学的设计原则,分析工程设计过程中存在的关键问题,如设计理念偏差、施工难度大、基础设计问题及钢筋混凝土耐久性等问题。
提出了具体的应对措施,旨在为山区公路桥梁设计提供依据和参考。
关键词:山区;高速公路;桥梁设计;要点分析中国国土面积广阔,山地及丘陵地带占据很大面积,山区高速公路桥梁设计工作至关重要,山区高速公路网络建设经常会遇到特殊的地理环境和地质条件,公路桥梁工程项目设计及施工存在一些困难。
山区高速公路桥梁设计过程中,要综合考虑地形、地质条件等多种因素,把握设计的关键要点,形成规范化的设计指导,使设计方案更加合理。
设计中还要注意细节问题,保证公路桥梁工程的建设质量。
1 山区高速公路桥梁设计遵循的原则山区高速公路桥梁设计需要考虑到地形复杂多变的特点,以确保其结构安全可靠、能够顺利通过山区地形,并满足交通运输的需求。
1.1地形适应性山区地形起伏多变,桥梁设计应充分考虑地形特点,采用灵活的设计结构,以适应不同地形的变化。
例如,可以采用斜拉桥、拱桥等形式,充分利用地形起伏,减少对环境的破坏,确保桥梁与周围景观的协调。
与常规工程项目比较,山区建造高速公路存在较大的地面高差,且地形陡峭,公路建设工程容易产生崩塌或滑坡等安全事故,对线路进行布设时,要考虑地形的特殊性,在平面、纵面、断面等三个方向要强化具体设计,一般山区高速公路具有较多的平曲线和较大的纵坡。
为了保证高速公路桥梁和现场地形更加适应,需要建设较多的高架桥,设置大量的桥墩结构。
1.2结构稳定性山区地质条件复杂,常常存在地震、山体滑坡等自然灾害风险。
因此,山区高速公路桥梁设计需要具备较高的结构稳定性,能够承受地震等自然灾害的冲击和荷载的影响。
设计中应考虑使用合理的支撑结构,采用合适的基础处理措施,以增强桥梁的稳定性。
1.3施工可行性山区交通条件复杂,施工困难度较高。
山区公路桥梁设计关键问题分析摘要:因受地形地貌和地质水文条件的影响,山区公路桥梁设计需考虑的因素较多,且有自身特点。
本文以实际工程为依托,对山区公路桥梁的总体设计、上部结构选型及下部结构选型进行分析,归纳总结了山区公路桥梁设计的关键技术,明确了不同结构类型的特点和适用范围,旨在为同类型项目的设计工作提供参考。
关键词:山区桥梁;结构选型;桥梁设计山区公路是现代交通路网的重要组成部分,是促进当地社会、经济发展的重要基础设施。
经过几十年的持续发展,我国公路工程的建设进入了新阶段,建设地逐步转入到中西部及山岭重丘区。
在山区公路的建设中,桥梁工程比重较大,是路网的重要节点。
鉴于山区地形地貌及地质情况复杂多变,桥梁工程的建设难度大,造价高,桥梁工程的设计成为重中之重。
本文以实际项目为研究对象,对桥位选择,跨径布置,上下部结构选型等方面进行分析,力求在满足安全、适用、耐久的同时,实现桥梁结构经济合理。
1项目概况项目位于河北省与山西省交界处,地处山岭重丘区。
道路等级为公路二级,设计时速为60km/h,双向两车道,路线总长32.412km,全线共设置桥梁21座。
项目位于山区,地形复杂,山势陡峻,峡谷河流较密集,在山区公路的建设中具有一定的代表性。
2项目特点分析2.1路线线形山区地形复杂,地势高差大,道路横向坡度较大,路线平、纵、横设计时限制因素较多,直线设计已不满足山区地形的需要,因此曲线设计成为山区公路路线的首选。
山区公路路线曲线要素较多,道路纵坡较大,横向地势陡峭,高差较大。
复杂的路线线形为桥梁设计带来了较大的困难。
2.2地形地貌项目位于河北省东北部与山西省交界,属太行余脉,地形地貌复杂,河谷发育,沟壑纵横,地形切割剧烈,路线走廊经过地区的地貌单元为太行山地,路线布设受限较大。
地貌类型按其形态和成因应为山岭重丘区,有利于公路排水,但冲刷较大。
拟建项目海拔在400-650m之间。
2.3地质条件及水文本项目位于华北地块的太行山隆起与华北平原凹陷的过渡带上。
浅谈山区高速公路桥梁设计中的问题研究摘要:山区高速公路由于地形、地质复杂,其公路桥梁设计具有与其他地区路桥设计不同的特点。
本文对山区高速公路桥梁为背景,探讨了具有山区高速公路特点的曲线、大纵坡、高墩、长桥的设计,并提出了山区高速公路桥梁设计中的注意事项。
关键词:山区高速公路;桥梁设计;桥墩0、引言山区高速公路地形、地质复杂,地面高差大,变化频繁,横坡陡、岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡岸、煤层等不良地质现象普遍存在。
故路线布设时平纵横3个方面都受到约束,因而山区高速公路桥梁中弯坡桥多、高墩大跨多、墩台形式多,设计中必须协调好桥梁各细部构造与地形、地质之间的关系。
1、桥梁结构形式的选择桥梁体系的几何特征由桥梁的平面、立面线形构成,选择何种桥梁结构形式来适应曲线、大纵坡、高墩组合下的几何特征,使结构设计更趋合理、更具耐久性,是设计中必须首要考虑的问题。
1.1 结构体系基于运营的整体性、舒适性和耐久性的考虑,往往须设计为预应力连续结构。
预应力砼连续曲线桥与直线桥相比的一个重要特点是梁体存在弯扭耦合作用。
曲线梁在弯扭耦合作用下具有沿某一变形不动点变形的趋势。
而大纵坡桥梁在长期反复的汽车制动力作用下,梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势,对于单向行驶的高速公路长桥尤其突出。
在血线、大纵坡并存的情况下,梁体的这些变形趋势形成了上下部间的相对错动。
当桥梁上下部间以支座联系时,这种错动趋势往往造成梁体相对下部的移动及支座受力的不平衡,甚至脱空。
而采用墩梁固结的刚构体系可避免这一情况的发生。
另外,曲线、大纵坡桥的桥墩承受着较直线、平桥桥墩更大的纵横向水平力及附加弯矩,而这些力引起的桥墩变位除取决于上部构造的几何特征外,还取决于上下部间的约束条件。
较刚的约束,可使桥墩变位减小。
采用上下部固结的连续刚构体系,在避免桥梁上下部错动的同时,增加了体系对下部的约束力,桥墩的变位相对减少,压弯稳定性增加。
当今,柔性桥墩已被广泛采用。
对高墩桥而言,桥墩稳定性及变位成为桥墩结构设计的制约因素。
在曲线、大纵坡的情况下,高墩桥采用墩梁固结的刚构体系,在调整桥梁受力、改善结构的整体性能、避免梁体滑移、减少结构的总体变位、提高结构的稳定性和耐久性等方面都具有一定优势。
同时,墩梁固结可避免由于抗扭矩及抗滑移造成的支座设置麻烦以及支座损坏给桥梁结构带来的不利影响,还不用更换支座。
1.2 上部构造形式山区高速公路桥梁常采用标准化、装配化设计,其跨径有16m、20m、25m、30m、40m、50m,横断面形式有空心板、t梁和小箱梁等。
对于跨径小于30m的,有空心板、小箱梁和t梁三种结构可以选择(见表1)。
对于40m、50m跨径,根据梁的受力特点,宜采用t梁。
表1孔上部构造主要材料指标从表1可以看出,20m跨径时,t梁较为经济。
对30m以下跨径也是这样。
这是针对山区桥梁,平原地区则另当别论。
对于50m跨径t梁,在小半径平曲线上,由于内外梁梁长差别较大,跨中矢高较大,对路线的适应性要差一些。
且山区高速公路、交通运输、场地预制条件均较差,大型机具进入困难,因此一般不选用50m跨径t梁。
对于山区高速公路桥梁,宜采用的标准跨径为20m、25m、30m 和40m。
t梁之间的横向连接有铰接和刚接两种形式,采用铰接时,铰只传递剪力,车辆荷载作用在铰接缝处时,弯矩主要由现浇桥面板来承受,这样现浇桥面板的厚度就必须加厚。
否则,铰接缝处桥面板易出现通长的纵向裂缝。
现浇桥面板厚度增加,意味着恒载增加,t梁配筋和钢索必须增加,经济性下降,所以t梁横向连接采用刚接较好。
预制t形截面梁的横隔梁宜采用现浇砼整体连接,当然在斜交桥及异形桥中需要横向弱连接时,铰接也是很好的选择形式。
1.3 桥墩形式的比较连续刚构桥墩柱与梁体配置合理与否,直接关系到砼收缩徐变、温度、预应力、荷载等力在结构中的作用及分配。
合理的墩柱应该是尽可能地改善梁体的内力分布,并满足施工、运营阶段的刚度要求。
从力的分配角度考虑,应具有较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度。
从变形的角度上讲,应具有足够的稳定性,并使结构变形控制在正常使用范围内。
对于较矮的墩,墩的刚度对体系内力影响较大;但对于高墩而言,墩的刚度在力分配上的作用已不明显,而控制桥梁变位及稳定性成为突出的问题。
相对大的刚度能有效地减少桥梁水平变位,提高桥墩的稳定性。
对于大纵坡下的高墩长桥,增加纵向刚度可明显减少活载长期作用产生的累积变位。
对于曲线桥,增大桥墩的横向刚度,有利于减少弯桥扭矩造成的横向变位。
以下分别就大跨径箱梁连续刚构和中等跨径多梁式刚构桥进行桥墩形式的分析比较。
1.3.1大跨径连续刚构桥墩形式比较大跨径连续刚构箱梁桥,对于较矮的墩,双薄壁墩为较理想的墩形;而对于高墩,则以箱形空心墩为宜。
高墩采用空心墩的截面形式,除能满足抗弯刚度和抗推刚度要求及利于高墩结构的稳定性外,对于平曲线上的桥梁,还可提供较大的抗扭刚度。
1.3.2中等跨径多梁式刚构桥桥墩形式比较在地质较好的情况下,桥高50m以内以中等跨径t梁桥较为经济,而采用何种形式的桥墩与之相配,使其符合高墩、大纵坡、曲线桥的受力要求,需加以比较后确定。
双柱墩与矩形薄壁墩比较,在桥墩面积、横向宽度相等的情况下,双柱式墩的横向及纵向刚度是矩形薄壁墩的3倍以上。
因此,以双柱式墩作为中等跨径t梁桥的墩形,在曲线、大纵坡、高墩桥梁中具有变形小的优势。
另外,山区高墩桥梁一般需采用桩基,选用双柱对应桩基,可省去承台,节省工程量。
对于高速公路整体式双幅桥,一般情况下以分幅各自独立的单幅桥下部构造较合理,但也不排除设置双幅桥整体下部构造的合理性和必要性。
双幅桥分幅设置下部构造(双幅四柱)与双幅桥设置整体式下部构造(双幅两柱)比较,在桥墩截面积及横向宽度相当的情况下,整体式下部的横向及纵向刚度是分幅设置下部构造的2倍以上。
采用双幅整体下部构造,除可提高桥墩的刚度外,还能减少车辆单向行驶产生的单向累积变位,对高墩长桥较有利。
2、结构设计上的特殊考虑山区高速公路桥梁在结构设计计算上应较常规桥梁更注重曲线、大纵坡、高墩、长桥所引发的种种问题,主要从三个方面进行特殊考虑。
2.1 曲线、大纵坡长桥下的高墩变位控制高墩桥采用的是柔性墩结构,设计中应重视桥梁的稳定性和变位问题。
在曲线、大纵坡、高墩、长桥并存的情况下,这些变位除有与直桥相同的纵桥向变位、竖向压缩变位外,还包括曲线桥扭转产生的墩顶横向变位、大纵坡下的向下移动变位及施工偏位等。
这些变位在高墩长桥的情况下,尤其需要加以控制。
(1)横桥向变位控制。
对于悬臂施工的预应力砼连续箱梁曲线桥,悬臂施工时梁体产生向曲线内侧的扭转。
桥梁合龙并在二期恒载作用下,箱梁向曲线外侧扭转。
箱梁本身的扭转很小,但在高墩变形的联合作用下,扭转角却有明显增加,在产生扭转角的同时墩顶还产生较大的横向变位。
墩的刚度越小,变位的递增率越大。
因此,在高墩弯桥中,应重视桥墩在扭转变位中的影响。
这些变位可以通过墩的刚度调整或设置墩的预偏加以控制。
在刚度调整中,应综合考虑施工及运营时各种变位工况的相互关系,以达到安全、经济兼顾的目的。
(2)纵桥向总体变位控制。
对于大纵坡高墩长桥,除常规桥梁的纵桥向变位外,车辆长期单向行驶可能产生的桥梁体系不可恢复累积变位是设计中必须考虑的一个问题。
刚、柔是矛盾的两个方面,提高桥梁的刚度是减少桥梁变位较有效的措施,但刚度的增大必然增加投资,设计时应权衡利弊,合理协调整个体系配置。
(3)高墩初始偏位控制。
在高墩长桥中,预应力砼结构收缩、徐变对体系变位的长期效应很显著。
高墩桥成桥时的墩顶初始偏位在后期的徐变中将有较大发展,它将对桥墩受力及体系的变位产生不利影响。
因此,设计及施工中应对成桥时的墩顶偏位加以控制。
综上所述,高墩变位的控制是多方面的,为了保证桥梁的总变形量控制在正常的使用范围内,应考虑各种情况下的变形可能。
基于结构耐久性考虑,桥墩设计在满足承载能力的同时,应注意桥墩变位的控制。
变位控制除了调整墩的刚度外,还可以通过确定合理的施工方案、调整结构受力状态、消除施工产生的附加变位来实现。
2.2 高墩弯曲稳定性计算问题高墩桥的压弯稳定是设计中较为突出的问题。
现行桥梁规范将其作为单墩稳定性计算的一个内容,反映在考虑压杆偏心增大系数后的极限承载能力计算中。
而压杆偏心增大系数的一个关键内容是以杆件挠曲为特征的杆件计算长度的确定。
在以往的计算中,总是习惯于按自由、铰接或固结考虑墩的约束来确定杆件的计算长度。
实际上,目前墩顶多采用可弹性变形的支座,对于高墩桥一般采用墩梁固结,但不论是设置支座还是墩梁固结,墩顶实际上均处于弹性约束状态。
通过结构的整体分析可以了解到,杆件的计算长度除了取决于杆件的边界约束条件外,还取决于杆件自身的刚度。
杆件的变形是体系综合变形的结果,应综合约束条件和墩身刚度,即体系的组合刚度加以确定。
仅考虑墩的边界约束条件,忽略墩身刚度对约束及墩的变形的影响,或约束的假设与实际约束状态不符,均会造成杆件变形模拟上的差异。
就矮墩而言,这一差异对结构设计的影响不很大,但对高墩来说,却很敏感。
因此,考虑墩身刚度,对于高墩桥梁尤其必要。
值得一提的是,高墩桥除了构件本身的挠曲变形外,结构体系在各种力的作用下的变位量较大,所引起的附加力较明显。
由于墩顶变位引起的上部竖向力对桥墩的附加弯矩,在设计中应予以考虑。
2.3 陡边坡上的桥墩设计位于陡边坡上的桥墩,由于地形高差大,往往造成同一墩位横断面上两柱墩的无支高度差悬殊。
墩柱刚度差造成下部构造受力不均匀,甚至可使其中一个墩柱受力增加1倍,此问题在设计中应予以充分重视。
当墩的高差悬殊、两墩柱的受力差很大时,可采取在矮墩的地面下设置一定长度套简、增加矮墩无支高度的措施,以减少墩的刚度差。
位于陡边坡上桥墩的另一个突出问题是由于陡边坡临空面的存在,削弱了岩土体对桩基的抗力。
其削弱程度除与深度有关外,与桩基距临空面的距离密切相关。
它的确定对于陡边坡上桩的设计长度影响极大。
这一问题的分析涉及到岩土工程和结构工程,较精确的方法是采用有限元分析,但由于岩土体的特性各异,计算较复杂,目前还缺乏深入的研究。
对于这一问题,从实际工程出发,可以将其简化为关于岩土体对桩基产生足够抗力或嵌固力所需平面范围的确定,也即假想桩基起算位置的确定。
可以结合岩土工程和结构工程,通过桩基作用力在岩土体的应力分布范围分析、岩土体抗剪能力分析、岩性裂隙分析等多角度分析结果综合确定。
3、结束语以曲线、大纵坡、高墩、长桥为特点的山区高速公路桥的设计中,应充分考虑曲线、大纵坡给桥梁结构带来的附加力;注意曲线扭矩、大纵坡水平力、弯坡组合下的动态增量对结构的影响;根据其受力特点和结构特性,选择适合的构造形式;高墩长桥由于体系的刚性较小,应重视体系的稳定性和变位控制。