山区高速公路桥梁设计问题的探讨 饶胜
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山区高速公路桥梁设计的关键问题优化分析山区的高速公路建设一直是工程设计中的一大挑战。
山区地形起伏较大,气候多变,这些因素给高速公路桥梁设计带来了诸多挑战,同时也催生了大量的技术创新和解决方案。
本文将就山区高速公路桥梁设计的关键问题进行分析,并提出优化方案。
一、地形起伏对桥梁设计的影响山区的地形起伏不仅给桥梁设计带来了施工难度,还会对桥梁的稳定性和安全性造成影响。
比如在山区的沟谷地带,桥梁的支座受到地质构造和地表变形的影响较大,需要针对不同地质条件采取不同的支座形式和加固措施。
针对这一问题,首先需要加强地勘工作,充分了解地质构造和地表变形情况。
在设计桥梁时,需要根据实际地质条件,选择合适的桥梁结构形式和材料。
对支座的设置和加固措施也需要进行综合考虑,确保桥梁在不同地质条件下都能保持稳定。
二、气候条件对桥梁材料选择的影响山区气候多变,日夜温差大,降雨量大,这些都对桥梁材料的选择和使用造成了影响。
比如在寒冷地区,需要使用能够耐低温的材料,避免因温度变化导致的材料开裂和变形。
在降雨量大的地区,需要选择抗腐蚀的材料,避免因受潮而导致材料损坏。
三、交通量对桥梁承载能力的影响山区的交通量通常较大,桥梁的承载能力是考虑桥梁设计的关键问题之一。
在山区高速公路桥梁设计中,需要充分考虑车辆的类型、数量和荷载情况,确保桥梁能够安全稳定地承载交通流量。
为了优化桥梁设计,首先需要充分了解当地交通流量情况,包括车辆的类型、数量和荷载情况。
需要根据实际交通流量情况,选择合适的桥梁结构形式和材料,确保桥梁能够满足交通流量的承载需求。
对桥梁的检测和维护工作也需要加强,确保桥梁能够长期安全运行。
四、环境保护对桥梁设计的影响山区高速公路桥梁设计需要充分考虑环境保护的要求,避免对当地生态环境造成负面影响。
比如在桥梁建设过程中,需要合理利用当地资源,减少土地占用和生态破坏。
在桥梁使用过程中,还需要做好环境保护工作,避免对周边生态环境造成污染。
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快速发展,山区高速公路越来越多。
而山区高速公路建设相对较为困难,特别是在桥梁设计方面存在着一些关键问题。
本文将对山区高速公路桥梁设计的关键问题进行分析,并提出相应的优化措施。
山区高速公路桥梁设计中一个关键问题是地质条件复杂。
山区地质构造复杂,地震活动频繁,地质灾害易发。
桥梁设计必须考虑地质条件的差异性和灾害风险,采取相应的措施以增强桥梁的承载能力和抗震能力。
在设计过程中,可以通过地质勘测和监测技术,准确了解地质条件,以便制定合理的桥梁设计方案。
可以采用先进的材料和结构设计技术,提高桥梁的抗震能力,确保在地震发生时桥梁能够正常运行,保障交通安全。
山区高速公路桥梁设计中另一个关键问题是山地起伏大。
山区地形多崎岖,起伏大,桥梁长度相对较长,设计时必须考虑桥梁的坡度、曲线半径等因素,以适应山区地形特点,提高交通安全性。
在设计过程中,可以充分利用地形起伏,采用桥墩和桥面的设置,减少桥梁的长度,降低建设成本。
可以采用桥梁折迭式设计,使桥梁与地形相结合,减少对山体的破坏,保护生态环境。
山区高速公路桥梁设计中还存在一个关键问题是水源保护。
山区水源丰富,对桥梁设计提出了一定的要求,必须防止桥梁对水源的污染和破坏。
在设计过程中,必须充分考虑水源保护,采取相应的措施,如选择合适的材料和施工工艺,减少对水源的影响;设置合理的桥梁防护设施,防止桥梁的漏水和渗水;加强桥梁的维护和保养,及时处理桥梁的问题,以确保水源不受到污染和破坏。
山区高速公路桥梁设计存在着地质条件复杂、山地起伏大和水源保护等关键问题。
为了解决这些问题,设计者可以利用先进技术和经验,充分考虑地质条件,采用抗震设计,减少桥梁的长度,保护水源等措施,以优化山区高速公路桥梁设计。
这样既能满足交通运输的需求,又能保障公路工程的持续发展。
山区高速公路桥梁设计关键的探讨前言在高速公路进行建设所面对的建设环境是极其不同的,随着近年来,高速公路桥梁的建设在山区中得到了飞跃式的发展,这与在一般公路上建设的高速公路存在很大的区别。
因为,在山区建设高速公路必须要克服种种复杂的地形问题以及水文、地质等等各个方面的问题,因此造成在山区建设高速公路存在很大程度的难度。
在本文中,探讨了山区高速公路桥梁的设计问题以及相应的对策,其中阐述了关于山区高速公路桥梁的设计基本原则。
一、山區高速公路桥梁的设计原则山区由于其具有着比较特殊的地形、地质、水文以及生态环境的条件,因此造成在山区高速公路的建设中出现许多方面的问题,首先在设计的时候,就会受到平面、纵面以及横面的限制。
在对山区高速公路桥梁的设计过程中,需要运用到多种的平曲线形式,以及关于桥梁施工的比例。
为了更好的协调好设计中每个细节以及山区地形地貌的关系,应当严格遵守相关的设计基本原则,包括了以下几个方面:1、应当严格尊关于涉及桥梁上部的基本原则。
山区具有着极其复杂的地形与地貌特点,因此在山区建设高速公路的时候,务必确保公路线条的流畅,并且避免施工过高的投入成本。
在设计的过程中,桥梁作为其中的一个关键组成部分,其占据着极大的比重。
通常,在现有的山区所建设的桥梁中,其大部分类型是跨径形式的桥梁,由于特殊性的跨境桥梁比较罕见,难以适应在山区设计与建设的要求,也具有比较高的成本,为了确保施工的顺利开展,以及保证工程符合一定的经济性,常见性的跨径桥梁成为山区高速公路桥梁建设的首选。
其次,关于桥梁横断面一般以空心板以及预制梁为主要的形式,对于跨径比较小的桥梁而言,空心板与预制梁两种形式的横断面都可以考虑,对于跨径比较大的桥梁而言,一般选择与质量形式的横断面为宜。
第三,对于建设桥梁的工程,还要考虑到工程的建设成本问题,避免投入过高的成本造成资源浪费,要求工程符合一定的经济性条件,所以对于跨径比较小的桥梁工程,最好选择空心板形式的横断面。
山区高速公路桥梁设计探讨摘要:随着我们国家的改革深化,山区高速公路桥梁的建设和设计已经成为提高现在山区经济发展,促进各地区经济平衡、经济稳步提升的关键。
现在的山区高速公路桥梁设计也因为山区的特性存在许多的难题和难点,因此本文将通过分析山区高速公路桥梁设计存在的问题,并采取相应的革新策略,使现在的山区高速公路桥梁设计发展越来越好。
关键词:高速公路;桥梁设计;革新策略1、前言随着经济的发展和社会科技的进步,现在山区已经成为我们国家优先发展的重点,通过促进交通运输来提升现在的山区经济发展,也是本文的意义以及国家总体发展的方向所在。
对山区高速公路进行桥梁设计的时候,因为与一般的公路不同,需要考虑非常多的因素,来进行综合的考量,所以为了使现在的高速公路运行更加合理,就必须要通过分析设计问题和设计难点并且进行革新。
2、山区高速公路桥梁设计问题2.1山区高速公路桥梁防灾设计不系统山区高速公路与一般的高速公路不同,主要体现在山区高速公路在营运时,存在山体滑坡或者泥石流等危险灾害,所以对于山区高速公路的设计一定要进行谨慎严密的防灾设计。
而对于桥梁来说,內基的设计就显得更加重要,由于桥梁及內基对于桥梁的支撑作用很容易受到周围的腐蚀和环境的影响而造成其损坏,因此就必须要针对桥梁的內基设计进行良好的防灾系统保护。
而一般情况下,高速公路的桥梁內基是通过用缓冲层来进行保护的,然而在山体滑坡等等危险灾害的发生时,缓冲层已经无法很好的防止桥梁出现问题,因此就要采用更加先进的方式进行应对。
首先采用的就是钢化混凝土。
钢化混凝土是一种较为坚固的新型混凝土,具有非常好的承重能力和防灾能力。
应用到现在的山区高速公路桥梁设计中,也可以很好的提升桥梁的承重能力,为桥梁的长期使用打下基础。
而如果桥梁发生山体滑坡或者泥石流,也可以通过其承重能力防止桥梁出现坍塌,因此对于桥梁的防灾设计有着非常大的推进。
然而现在的山区高速公路桥梁防灾设计对于这些系统的应用都没有进行有效的投入,也就使得现在山区高速公路的桥梁防灾设计存在很大的问题,影响着桥梁的正常运行。
关于山区高速公路的桥梁设计问题探讨摘要:山区高速公路是道路建设的重要组成部分,山区高速公路桥梁设计是日后工程施工方式选择的重要性依据。
为了实现其山区高速公路建设工程的综合效益的提升,我们需要进行其公路桥梁设计环节的优化。
这就需要我们根据山区高速公路的特点,进行相关桥梁设计原则的应用,促进其相关环节的结构体系的健全。
本文对山区高速公路桥梁设计环节进行分析,对其结构体系进行了简要的探讨。
关键词:山区高速公路;桥梁设计;应用分析引言近年来,随着我国社会经济的迅猛发展,交通运输事业也可谓蒸蒸日上。
作为现代交通运输中不可或缺的重要组成部分,高速公路建设正逐步由传统的干线网路段向着省际连接段以及加密线的方向快速发展。
与此同时,高速公路建设的地形条件、水文地质环境以及施工条件等也更趋恶劣,其桥梁设计工作也因此而面临更大的挑战。
山区高速公路具有地形地质复杂的特点,受此影响,路线布设时平纵横三个方面都受到约束,一般就是平曲线多,平面半径小,纵坡大,桥梁比例高,横坡陡,半边桥和高挡墙多。
山区高速公路桥梁也相应具有上述特点,弯坡桥多,高墩大跨多,墩台形式多,设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。
随着近年来我国在山区修建的高速公路越来越多,高速公路设计部分就显得十分重要。
一、关于山区高速公路桥梁设计环节分析山区高速公路桥梁设计系统的优化,离不开我们对山区高速公路特点的分析,其具备地形复杂的特点,山区的地面的高差比较大,并且坡陡,地质方面也比较复杂,经常出现崩塌、滑坡现象。
山区的高速公路桥梁建设环节的开展受到内外因素的影响,不能实现其有效的开展。
不能实现其路线布设环节的优化,不利于保障其施工环节的质量效率的提升。
山区高速公路桥梁在设计过程中,要根据其墩台的形式及其坡桥环节的深入了解,实现对其桥梁系统内部各个环节的协调,满足山区高速公路桥梁建设环节的优化。
在山区高速公路桥梁设计过程中,我们需要进行其桥梁跨越方案的应用,有助于山区高速公路桥梁设计环节的优化。
山区高速公路桥梁设计问题的探讨饶胜摘要:山区高速公路经常穿越地形恶劣、环境条件差的山区环境,这要求在桥梁的设计过程中在做好地质勘测工作的基础上选择合理的设计方案,对桥梁位置、结构体系、上部及下部结构设计、细节问题等进行良好把控,以保证高速公路桥梁的安全性、耐久性和经济性,并且设计中与自然和谐相融,实现桥梁设计质量的提升,确保工程的安全可行。
关键词:山区高速公路桥梁;结构体系;上构设计;下构设计1山区高速公路桥梁设计的特点在高速公路桥梁的设计过程中,主要是桥梁平、立面的设计,其设计特点包括以下几点:在设计路线时应充分考虑山区的地形地貌以及地质条件,由于路线的桥隧比较高(一般在40%以上),而在对桥跨的选择时应以路线的线型特点为前提,设计出最适宜的上部结构形式,以成本低且安全性能高为基本目标。
山区一般地形起伏较大,在对路线纵断面设计时应符合这一特点,由于桥梁跨径的大小与桥梁的高度紧密相连,所以在设计时应使桥梁的上、下结构相互协调,考虑整体造价的经济可行。
若在纵坡较大(在2%~3%范围)的位置建设桥梁,应保证梁体支座体系稳固,使其能够在承受梁体自重和汽车荷载的冲击作用。
若纵坡大于3%应采用部分墩梁固结的刚构体系,这样不仅可使结构更加坚固,而且有利于降低后期投入使用过程中因支座损坏而造成的维护成本。
2 桥位的选取在选择山区桥梁建设地点时应综合考虑地质条件以及外界环境对其造成的影响,尽量避开岩溶发育强烈、滑坡、采矿区等地段。
当桥梁跨越河流时,应注意河床是否稳定,河槽是否明显,河道是否顺直,且在设计时应尽量使桥梁轴线与河流正交。
3 桥梁结构体系及设计山区线路构造物的设计必须因地制宜,协调好构造物与山区地质地形的关系,从而拟定合适的方案,并对其进行比选。
在桥梁的设计方案确定后,再进行桥梁结构体系的选择。
3.1桥梁方案方案与路基方案的比选公路桥梁建设中由于桥梁的造价较高,往往需要对桥梁与路基方案进行比选。
而山区桥梁主要是为跨越河流、沟谷等障碍而设置的,其中受地形变化的因素而设置的旱桥占的比重较大。
山区高速公路桥梁设计关键问题探讨摘要:全球一体化经济的发展给国内各行业带来了新的发展契机,但要想实现区域经济的快速发展,就必须搞好基础公路建设,尤其要做好复杂地质环境中的桥梁设计。
以山区高速公路桥梁设计为例,具体阐述我国公路桥梁设计及其相关的重点问题,剖析该项目在设计过程中应注意的内容,以期为实践提供有益的借鉴。
关键词:公路桥梁设计;山区;高速公路;地质环境对于山区高速公路桥梁设计而言,关键的问题主要有明确设计内容、了解山区高速公路工程建设的环境特点、调整好桥梁墩台的角度,同时还要遵循因地制宜的原则,解决好山区曲线预制梁、桥梁、桥板布设环节中的复杂问题。
只有将山区高速公路桥梁工程设计中的各项细节问题处理好,才能提升该项目的整体设计效果,进而保证山区高速公路桥梁工程建设的安全性,进一步提高项目建设的质量。
一、山区高速公路桥梁工程设计的重点在当前的市场经济环境下,我国各项基础设施建设日臻完善,尤其是交通建设的发展极为迅速,交通建设及其管理在经济发展中的地位日益突显。
公路桥梁设计作为交通建设的一部分,是呈现某个地区交通环境建设可行性和经济性特征的重要依据。
在山区公路桥梁工程设计环节中,最重要的是路桥界限的基础设计和结构体系的整体构建,同时,要掌握桥梁与路基之间的关系,并以山区公路建设和桥梁工程施工的实际状况为准,进一步完善设计内容。
1、山区高速公路桥梁工程概况以我国某地区复杂环境下的高速公路桥梁施工项目为例,其设计内容较为复杂,这是因为该项目需要考虑诸多地质环境状况和气候条件等影响因素。
这项大跨度高速公路桥梁施工设计项目位于山区腹地,周围地势较高,且谷深、坡陡。
从具体数据来看,拟设计桥面与峡谷最低处的高度差额约 500 m,周边地形较为复杂。
另外,该区域的桥区施工场地狭窄,属于较为封闭的场所,且交通运输条件不佳,极可能会对施工过程中物料的运载造成影响。
2、我国山区高速公路桥梁设计的特征山区高速公路桥梁的建设和设计特征都与该地区的地质环境密切相关。
山区高速公路桥梁设计存在的问题及对策分析高速公路在进行建设的时候要面临的环境是非常不同的,近年来,山区进行高速公路桥梁建设得到了很大的发展,山区进行高速公路桥梁建设同一般的高速公路建设是有着一定差异的。
在山区进行高速公路建设要面临的问题是非常多的,山区的地形通常都是非常复杂的,同时也会受到水文、地质和生态环境的影響,这样就使得山区高速公路在建设过程中难度是非常大的。
为了更好的保证山区高速公路的建设,一定要做好设计工作,对设计工作中出现的问题要及时进行解决。
在进行山区高速公路建设中,要和山区的自然环境相适应。
标签:高速公路桥梁;山区;设计在山区进行高速公路桥梁建设难度是非常大的,要克服的问题也是非常多的,要进行山区高速公路桥梁建设一定要对山区的自然地质情况进行掌握,在进行设计的时候要充分利用山区的特点,这样才能使高速公路桥梁的建设和山区环境相适应。
在进行设计的时候要面临的问题是非常多的,保证设计的质量才能更好的保证高速公路桥梁施工顺利的进行。
1 山区高速公路桥梁设计简介经济建设的不断发展,我国的很多地区都被带动了起来,为了更好的发展西部地区的经济,山区建设的高速公路工程就逐渐增多了。
我国的很多地区都是地处山区的,为了更好的发展经济,在山区修建高速公路成为了发展经济的重要途径。
在山区修建高速公路首先要克服的问题就是地形地质情况复杂的问题,在进行高速公路施工中,施工中桥梁和隧道的施工比例是非常大的,这样就使得设计工作成为了高速公路能否成功的关键。
因此,山区进行高速公路桥梁建设一定要重视设计工作,只有在进行设计的时候将可能出现的问题都进行考虑,这样才能更好的保证高速公路桥梁工程能够顺利的进行。
2 山区高速公路桥梁设计的基本原则山区高速公路在建设的过程中会遇到很多的问题,主要是复杂的地形和地质环境,在进行设计的时候,在平、纵和横面都是会受到一定的限制的。
山区高速公路桥梁设计中,会出现很多的平曲线形式,而且在整个施工中桥梁的比例也将是非常多的,在设计中也会遇到弯坡桥的设计情况。
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。
浅谈山区高速公路桥梁设计问题摘要:我国山区的地形地貌以及周围环境对于高速公路桥梁的建设都是一种考验,而且山区高速公路桥梁的建造方式以及特性都与普通地区的有着很大区别。
山区高速公路桥梁的建设需要考虑更多的因素,同时也要对公路桥梁各方面的设计建设问题进行讨论,建设出质量更好的山区高速公路桥梁。
关键词:山区;高速公路;桥梁;设计;问题1山区高速公路桥梁设计的特点及难点1.1山区高速公路桥梁建设地点的选择在进行山区高速公路桥梁的设计之前最重要就是进行建设地点的选择,所以要根据不同因素进行综合分析,选择出一个最合适的地点。
选择的位置肯定要在高速公路的总方向上,不能因为一座桥梁就改变整条高速公路的走向,然后综合分析可能会影响工程施工以及施工质量的各种因素,然后对多个方案分别进行比较,选择出最合适的。
1.2 桥梁结构体系的选择山区地区地势凹凸不平,地形地貌更是多种多样,为了保证高速公路桥梁在投入使用之后能够安全的使用,高速公路桥梁设计中要选择最合适的结构,桥梁的结构会影响桥梁在各种压力的作用下能否保持稳定,安全性问题能否得到保障。
1.3钢筋混凝土结构的问题钢筋混凝土结构的质量会直接影响到山区高速公路桥梁的质量与使用寿命。
钢筋混凝土结构是公路质量的重要保障,关系到公路桥梁的稳定性以及抗压能力。
因此,钢筋与混凝土材料的质量都不能出现问题,防止因为材料质量影响钢筋混凝土结构质量事故的发生,严格做好钢筋混凝土材料质量的检查,检查合格才能投入使用。
除此之外,建设完成的钢筋混凝土结构也可能出现问题,例如钢筋结构中的某些物质与混凝土中的个别物质发生化学反应,导致钢筋生锈。
混凝土也可能因为长时间的使用导致各方面属性下降,质量变差。
1.4 桥梁在建筑中的安全问题在进行桥梁结构设计时,不仅要考虑如何节省成本,还要考虑到最重要的安全问题,要保证桥梁设计的安全性。
进行方案设计时要考虑到桥梁各部分的建设,保证每一部分的结构都符合质量要求。
山区高速公路桥梁设计问题的探讨饶胜发表时间:2019-04-09T11:57:03.737Z 来源:《防护工程》2018年第36期作者:饶胜[导读] 山区高速公路经常穿越地形恶劣、环境条件差的山区环境,这要求在桥梁的设计过程中在做好地质勘测工作的基础上选择合理的设计方案。
中国公路工程咨询集团有限公司湖北武汉 430023摘要:山区高速公路经常穿越地形恶劣、环境条件差的山区环境,这要求在桥梁的设计过程中在做好地质勘测工作的基础上选择合理的设计方案,对桥梁位置、结构体系、上部及下部结构设计、细节问题等进行良好把控,以保证高速公路桥梁的安全性、耐久性和经济性,并且设计中与自然和谐相融,实现桥梁设计质量的提升,确保工程的安全可行。
关键词:山区高速公路桥梁;结构体系;上构设计;下构设计1山区高速公路桥梁设计的特点在高速公路桥梁的设计过程中,主要是桥梁平、立面的设计,其设计特点包括以下几点:在设计路线时应充分考虑山区的地形地貌以及地质条件,由于路线的桥隧比较高(一般在40%以上),而在对桥跨的选择时应以路线的线型特点为前提,设计出最适宜的上部结构形式,以成本低且安全性能高为基本目标。
山区一般地形起伏较大,在对路线纵断面设计时应符合这一特点,由于桥梁跨径的大小与桥梁的高度紧密相连,所以在设计时应使桥梁的上、下结构相互协调,考虑整体造价的经济可行。
若在纵坡较大(在2%~3%范围)的位置建设桥梁,应保证梁体支座体系稳固,使其能够在承受梁体自重和汽车荷载的冲击作用。
若纵坡大于3%应采用部分墩梁固结的刚构体系,这样不仅可使结构更加坚固,而且有利于降低后期投入使用过程中因支座损坏而造成的维护成本。
2 桥位的选取在选择山区桥梁建设地点时应综合考虑地质条件以及外界环境对其造成的影响,尽量避开岩溶发育强烈、滑坡、采矿区等地段。
当桥梁跨越河流时,应注意河床是否稳定,河槽是否明显,河道是否顺直,且在设计时应尽量使桥梁轴线与河流正交。
3 桥梁结构体系及设计山区线路构造物的设计必须因地制宜,协调好构造物与山区地质地形的关系,从而拟定合适的方案,并对其进行比选。
在桥梁的设计方案确定后,再进行桥梁结构体系的选择。
3.1桥梁方案方案与路基方案的比选公路桥梁建设中由于桥梁的造价较高,往往需要对桥梁与路基方案进行比选。
而山区桥梁主要是为跨越河流、沟谷等障碍而设置的,其中受地形变化的因素而设置的旱桥占的比重较大。
因此在初步设计阶段,需要对路基的填方高度进行限值的选取,这是方案设计的核心,限值大小直接影响桥梁规模,决定工程总造价。
一般在设计中对于路基填方超过20m的情况下,才会对方案进行比选,但不同的设计单位也会根据实际情况综合考虑地质、地形后进行限值拟定。
3.2桥梁体系的选择对桥梁体系的选择具有决定作用的是桥梁的承载能力和当地的施工条件。
简支体系、简支转结构连续及连续体系是在山区桥梁的设计中最常使用的体系。
3.2.1简支体系当前在山区高速公路建设中,由于简支结构伸缩缝对行车的舒适性影响较大,在实际的应用中多采用简支与桥面连续相结合的体系来代替原简支体系。
其结构体系有效的解决了原简支体系存在的问题。
下面以某简支结合桥面连续T梁为例(图1),其优势表现在:(1)不但可以横向受力,也可纵向受力,可有效减轻结构自身的重量,便于施工。
(2)在对桥面板的施工过程中,进行现场浇筑,有利于梁间距的合理控制。
(3)接缝不多,提高了行车的舒适性及平稳度,增加了使用年限,提升了整体性能。
图1 简支-桥面连续T梁3.2.2简支转连续结构体系简支转结构连续体系具有简支梁与连续梁的优点,先进行简支梁的吊装和临时支座的安装设置,在施工过程中经历一次结构体系的转换,由简支梁转换为连续梁。
3.2.2连续体系连续体系最大的优势是具有较高的承载能力,增大了桥梁跨径。
且连续体系的整体性较好,也提高了行车过程的舒适性。
一般应用在主线标准跨径布置满足不了桥梁跨越要求的路线段和互通里面小半径的匝道桥。
4山区桥梁结构设计4.1桥梁的上部结构设计要点4.1.1跨径布置在山区桥梁的设计中,跨径往往要根据项目建设所在地的地形进行综合选择,从工程成本方面来考虑,一般以标准跨径为主。
如遇墩高变化明显的情况下,则可采用不同的跨径组合以满足设计要求。
4.1.2桥梁截面形式山区高速公路桥梁的设计受到当地交通运输条件与施工现场实际条件限制,在设计时多以装配化和标准化为主。
在桥墩高度较低的情况下,一般不高于80m,其结构设计应注重装配式空心板、箱梁、T梁的使用。
若桥墩高度大于80m,可以考虑钢筋混凝土拱桥、斜拉桥或悬索桥等结构。
在山区高速公路建设中,对于跨径不大的桥梁结构设计应采用先简支后连续形式。
当跨径不大于30m时,空心板、小箱梁、T梁均可被采用,而跨径在40m,50m时,T梁的应用更加符合要求。
一般来讲跨径小于20m空心板占优势,20~35m小箱梁占优势,30~50m T梁占优势。
4.1.3桥面附属设施的设计山区桥梁桥面排水一般可以选择从桥面直排,也可以采用逐跨集中至桥墩处排水,在经过水源保护区或跨越道路时,需要考虑全桥的集中排水;由于山区地形变化剧烈,桥面与地面高差变化极大,桥梁的护栏应采用防撞等级最高的SS级加强型混凝土护栏;主线预制桥梁的伸缩缝尽量选用标准化模数式的伸缩缝,对于现浇梁桥梁或大跨度桥梁则需选择梳齿板式的伸缩缝;桥梁的支座体系的选择应该首先考虑安全性和耐久性,对于简支结构常用板式橡胶支座,对于简支转连续的结构一般多采用盆式橡胶支座和板式橡胶支座相结合布置。
4.2桥梁下部结构设计的要点4.2.1桥墩设计要点一般桥墩的设计可使用等截面圆柱墩、方柱墩、独柱墩、变截面空心薄壁墩这几种,桥墩的选择与上构的结构形式以及墩柱的高度密切相关。
①圆柱墩的施工过程方便快捷,为山区高速公路主要的桥墩截面形式,一般选取双圆柱墩,根据桥梁的宽度及上构的荷载形式的不同,有时候会采用三圆柱墩、四圆柱墩等(主线与互通分离的位置)。
②对等截面的方柱与圆柱进行分析发现,方柱的抗弯刚度以及受力性能等指标都高于圆柱。
但是方柱墩的缺点在于施工中易加大桥梁的开挖量,不利于边坡的稳定。
③独柱墩可用于地势陡峭的山区高速公路桥梁建设中,其优势在于受力较为简单,并缩小了开挖面积,易于施工,同时减小了对环境的破坏。
在斜跨河流的桥梁建设中应用独柱墩,可有效的减少在水下的施工。
但其缺点在于刚度不足,限制了其在墩高大于20m的桥梁中的应用。
④变截面空心薄壁墩可在高墩的情况下使用,这种桥墩具备优良的力学性能。
在设计时要全面分析其是否具备稳定性以及投入使用后的正常使用极限状况,并对其承载力进行充分的测算。
在对其进行稳定性能分析过程中应首选有限元法。
需特别注意的是,在墩高大于50m的情况下,应对桥墩是否稳定进行反复的推算,并选用箱形截面。
当墩高低于或等于50m的情况下,仅仅需要对其强度加以控制即可。
4.2.2基础设计要点山区高速公路桥梁在基础设计中,通常利用的基础形式有摩擦桩、嵌岩桩、扩大基础等中。
在具体设计中,摩擦桩一般用在基岩面上覆盖层厚度较厚,且地质条件较好的区域。
嵌岩桩的设计需要考虑桩基位置岩层的完整程度、倾向以及岩溶状态,通常嵌岩深度是2.5D左右(D为桩基直径);如果地面的坡度较为陡峭,则应当大于3D,并保证桩身与陡坡边缘有足够的安全范围。
当桩基所处位置岩溶发育时,桩尖需要穿过溶洞嵌入完整基岩。
扩大基础的设计中,要保证基础应力的均衡,这就要求设计人员要控制好偏心距以及准确计算基础承载力。
4.2.3桥台设计要点桥台型式在桥梁设计中有很多种,其中以下几种型式在山区高速公路桥梁设计中较为多见,并具有相应的优缺点:①扶壁式桥台:这一桥台设计可以缩减桥长距离,然而由于台后土有着很大的压力以及台体钢筋数量配置大,因此不具有经济性,实际选用中需结合现实情况进行考虑。
②薄壁式、柱式桥台:这两种桥台也具有很大的台后土压力,扩大基础和单排桩基础是其基础的主要形式,在低桥台中的适用性较强。
③肋板式桥台:其台前土压力对于台后能够起到一定的消减作用,比较适合高桥台设计中,其不足之处是会增设锥坡的高度台后填土若处理不好容易引起“桥头跳车”。
④重力式U形桥台:这一桥台适合应用在地质状况良好的工程中,然而抗震设计需求高以及地形崎岖、陡峻的条件下不适用此桥台,U 台的设计需要将高度控制在12m以内,如果超出这一高度,为了避免结构裂缝的出现,需要在设计中加入构造筋,采取倒角措施处理桥台内侧。
5山区高速公路桥梁设计问题改进的对策5.1做好地质勘测工作地质环境因素是山区高速公路桥梁设计必须要考虑的要素,由于其地质状况复杂,地形和气候条件差,所以应当在设计中加强地质勘测工作做好地质选线,从而更有针对性的、准确的把握设计细节。
5.2选择合理的设计方案结构方案是山区高速公路桥梁建设的基础,保证结构设计方案合理才能保障整体桥梁的安全耐久性。
标准跨径结构包括标准尺寸的下构是山区高度公路桥梁设计方案的首选,大跨度设计需要结合实际建造环境对相关的控制要素进行全面衡量,以提高设计方案的适用性。
5.3把控好设计中的细节针对性的细节设计在山区高速公路桥梁设计中十分关键:大纵坡桥梁设计中应当把控好纵向位移指数;高墩桥梁设计中由于对稳定性提出了严格的要求,因此桥墩位移和转角的准确把握十分重要,在桥梁设计时需要将上下构一起进行建模分析结构整体的受力特性;山区高速公路桥梁若处于地震带上,设计中需要提升结构的抗震性,如设置防震锚栓、防落梁和撞梁隔震模块结构体系、防震支座等;处于岩溶地带,需要进行全面的地质探测,地勘尽量做到“逐桩钻”;如果桥梁有通航需求,设计中需要考虑桥梁跨度对通航的影响,并加强桥墩的抗撞防撞设计;寒冷山区的高速公路桥梁设计,需要对抗冻设计加以关注。
5.4桥梁设计与自然和谐相融由于山区高速公路桥梁所处的自然环境具有特殊性,环保因素是高速公路建设中的制约因素,因此在初步设计阶段应当充分考虑自然环境要素,在借鉴先进的平原公路桥梁设计与施工技术的同时,对设计标准和具体方案进行完善,提高资源利用效率。
与此同时,还应当使设计与周边环境相协调,加大生态环境保护,使高速公路项目在建成后可以健全山区交通基础设施系统的同时,促进当地经济和社会的和谐发展。
参考文献:[1]赵清波.山区桥梁结构选型与设计分析[J].建筑技术开发,2018,45(13): 20-21.[2]张元松.山区高速公路桥梁设计要点[J].科学技术创新,2018(17):114- 115.[3]龚世康.山区高速公路桥梁设计的关键问题[J].智能城市,2018,4(10):。