吳龍偉

摘 要：在山區(qū)的公路建設(shè)的組成中，山區(qū)的橋梁建設(shè)占很大的比例，山區(qū)的橋梁的建設(shè)的設(shè)計(jì)和正式實(shí)施也因?yàn)樯絽^(qū)的橋梁具有復(fù)雜的地勢(shì)情況以及地形的條件程度，氣候的不穩(wěn)定等原因變得困難。本篇文章主要從更深一層的方面討論山區(qū)的橋梁工程設(shè)計(jì)以及實(shí)施的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：山區(qū)橋梁;設(shè)計(jì);問(wèn)題;要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

公路建設(shè)隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速的進(jìn)步以及居民們的生活質(zhì)量的提高步進(jìn)了一個(gè)新的發(fā)展階段。公路在我們國(guó)家的平原地區(qū)的各個(gè)村莊已經(jīng)基本普及，但是我們國(guó)家的大部分的地區(qū)有著復(fù)雜的地形，以及落后的經(jīng)濟(jì)能力，這些情況導(dǎo)致公路建設(shè)發(fā)展緩慢，以至于不繼續(xù)發(fā)展的情況，不過(guò)近些年公路建設(shè)的速度也在不斷地慢慢提高。橋梁的工程在山區(qū)的公路建設(shè)的組成中占有很大的比例，所以說(shuō)，確保山區(qū)橋梁的高質(zhì)量的施工的必須具備的條件便是山區(qū)橋梁的工程設(shè)計(jì)方案。

1 山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的原則

1.1 結(jié)構(gòu)安全原則

橋梁設(shè)計(jì)最重要也是最必要的前提就是安全原則，特別是在山區(qū)橋梁的建設(shè)中，山區(qū)復(fù)雜的地形條件決定了山區(qū)對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的安全以及牢靠的高標(biāo)準(zhǔn)的要求，而保證這一點(diǎn)的需求的重要方法之一就是使用合理的正確的結(jié)構(gòu)受力計(jì)算成果以及構(gòu)造設(shè)計(jì)方案。負(fù)荷計(jì)算的過(guò)程中不僅要計(jì)算施工和地震載荷等常見(jiàn)的載荷，還要注意山區(qū)的強(qiáng)烈的風(fēng)流對(duì)它的影響因素等等。不僅僅要考慮到嚴(yán)寒天氣以及雪荷載和凍脹力對(duì)橋梁的影響，要考慮到還有水流流速過(guò)快時(shí)的河段對(duì)橋梁的沖擊力。使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析。為了保證結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的正確性，目前通常采取兩種不同的程序進(jìn)行分析，并且對(duì)重要的截面內(nèi)力根據(jù)力的平衡原理采取手工核算。

1.2 使用舒適原則

山區(qū)道路相對(duì)而言路途崎嶇錯(cuò)綜復(fù)雜，在這種情況下會(huì)給司機(jī)和乘客帶來(lái)了一定的不便與困擾，也可能給駕駛?cè)藛T帶來(lái)錯(cuò)誤的判斷從而造成交通事故。這就說(shuō)明舒適的道路環(huán)境是保證交通安全，減少交通事故的一個(gè)重要因素。舒適度是對(duì)山區(qū)道路橋梁設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素。橋梁主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要考慮到構(gòu)件的剛度足夠大，為了防止車(chē)輛駕駛橋梁時(shí)因發(fā)生震動(dòng)和形變帶來(lái)的不適。

1.3 經(jīng)濟(jì)性原則

在山區(qū)中進(jìn)行公路建設(shè)時(shí)，因?yàn)楦唠y度的施工和運(yùn)輸操作等，在同一種的施工方案在山區(qū)的橋梁建設(shè)中的困難往往大于平原地區(qū)，又因?yàn)樯絽^(qū)的經(jīng)濟(jì)較為落后，所以必須要按經(jīng)濟(jì)性的原則進(jìn)行對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)。在剛開(kāi)始對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)方案是，應(yīng)該考慮這個(gè)公路的工程所處地理位置的地理?xiàng)l件以及施工的硬件設(shè)施，考慮不同的方案，對(duì)不同的方案進(jìn)行計(jì)算和考慮，在保證橋梁的高效率完成的同時(shí)選定一個(gè)性?xún)r(jià)比更高的方案，節(jié)約橋梁的工程的成本。

1.4 與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)原則

因山區(qū)橋梁的建設(shè)施工時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)有很廣的施工的范圍，所以影響橋梁的周?chē)h(huán)境是不可避免的事情。為了達(dá)到橋梁與四周環(huán)境的融洽，橋址范圍盡量避免大開(kāi)大挖，開(kāi)挖后及時(shí)防護(hù)，如有條件可在橋梁建成后進(jìn)行復(fù)綠。既保護(hù)了山體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，也保護(hù)了山區(qū)原有的生態(tài)環(huán)境。

2 山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 橋位選擇

由于山區(qū)地勢(shì)具有特殊性，因此在對(duì)設(shè)計(jì)山區(qū)橋梁以及建設(shè)山區(qū)橋梁的橋位這一選擇是個(gè)非常艱巨的任務(wù)，橋址的選擇首要考慮的是追求穩(wěn)定的河段。橋位盡量與河道軸線呈正交的狀態(tài)。另外，橋位的選擇還要考慮對(duì)地面的影響，為避免對(duì)其他設(shè)施的拆遷和破壞還需考慮施工時(shí)原材料的運(yùn)輸方式以及建設(shè)場(chǎng)地的選擇，盡可能不破壞山區(qū)地環(huán)境。山地的地勢(shì)結(jié)構(gòu)要遠(yuǎn)比平地地勢(shì)結(jié)構(gòu)特殊，深入地了解周邊環(huán)境以及地勢(shì)更有助于橋址的選擇。選擇地質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件較好的橋位，防止山體不穩(wěn)定而造成滑坡、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生。

2.2 橋型的選擇

受山區(qū)地形條件限制，在橋型的選擇上也要考慮橋址的施工環(huán)境和條件，橋型單一，跨徑統(tǒng)一的橋梁更有利于橋梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)?？鐝竭x擇需要考慮橋址周?chē)牡缆愤\(yùn)輸條件，選擇合適的跨徑更有利于運(yùn)梁和存梁。

2.3 下部結(jié)構(gòu)的選擇

山區(qū)橋梁上部的構(gòu)架使用的形式以及山谷河流的特點(diǎn)和地形條件等在很大一部分的程度上影響了山區(qū)橋梁下部和基礎(chǔ)的選擇，相比于平原地區(qū)的橋梁，水況以及通航的條件一般不影響它的橋下的凈空情況，但是，山區(qū)的地形以及地質(zhì)比平原區(qū)的復(fù)雜，所以橋墩橋臺(tái)以及基本的設(shè)計(jì)也被列為它下部結(jié)構(gòu)的考慮之中。

2.3.1 橋墩的設(shè)計(jì)

因?yàn)樘厥獾牡匦蔚闹萍s，所以山區(qū)的橋梁的橋墩一般較高，而橋墩的主要的類(lèi)型有柱式、薄壁或者重力式的橋墩等。因?yàn)橹綐蚨沼斜阌谑┕?，輕巧的結(jié)構(gòu)而被大家廣泛的關(guān)注以及使用，柱式墩適應(yīng)高度范圍一般應(yīng)該控制在30 m 以下，柱式墩的柱徑應(yīng)控制不小于80 cm，尺寸應(yīng)盡量統(tǒng)一，橋墩盡量落在旱地，減少行洪影響和水流孤石的沖擊。如不可避免落在河中，可采用獨(dú)柱墩預(yù)應(yīng)力蓋梁，降低阻水比，并適當(dāng)?shù)耐貙捄拥?。?dāng)墩高大于30 m、圓柱式墩剛度不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可選用矩形墩、Y形墩;墩高超過(guò)45 m時(shí)，考慮采用空心薄壁墩，在建造薄壁墩時(shí)應(yīng)在其上提前留多個(gè)通氣孔，這樣操作不僅可以改善橋墩的受力性，而且有利于橋墩調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差。

2.3.2 橋臺(tái)的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)橋臺(tái)時(shí)因?yàn)榻?jīng)常受到山區(qū)地勢(shì)的限制，選擇是否合理的橋臺(tái)會(huì)關(guān)系到山體兩側(cè)的開(kāi)挖和回填能否實(shí)施。橋臺(tái)的通常形式有重力式U型橋臺(tái)，樁柱式橋臺(tái)，扶壁式的橋臺(tái)等。坐落于傾斜角較大的山體上的斜坡的橋臺(tái)不適合使用臺(tái)前設(shè)置有填土錐型的橋臺(tái)，在地勢(shì)地形相對(duì)比較平緩的地段，一般會(huì)使用填土錐坡橋臺(tái)。橋梁布置時(shí)應(yīng)該注意控制橋臺(tái)填土高度，并且適當(dāng)加長(zhǎng)橋臺(tái)長(zhǎng)度，以減少山區(qū)橋梁的橋臺(tái)設(shè)計(jì)而導(dǎo)致嚴(yán)重的山體的挖掘以及一些地區(qū)以及錐坡的不穩(wěn)定性。山區(qū)公路斜坡地形較為常見(jiàn)，地質(zhì)情況普遍較好，所以U型臺(tái)較為廣泛使用，當(dāng)然在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析。

2.3.3 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

山區(qū)的橋梁和平原區(qū)的橋梁的基本的類(lèi)型相同，但是因?yàn)樯絽^(qū)地形的獨(dú)特性，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮實(shí)際情況，慎重選擇合適的基礎(chǔ)類(lèi)型?；A(chǔ)處持力層埋深小于5 m時(shí)宜采用明挖基礎(chǔ)，基礎(chǔ)處于持力層埋深大于5 m、橋向地形變化較大、沖刷強(qiáng)烈的溝（谷）底等地段時(shí)，宜采用樁基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)底面應(yīng)置于巖層上，埋置深度應(yīng)滿(mǎn)足河流沖刷及承載力的要求，即靠近河道的基礎(chǔ)需要嵌巖，并留有一定的襟邊寬度。基底位于陡坡上時(shí)，可將基礎(chǔ)做成臺(tái)階形，臺(tái)階以高度不大于1 m，寬度不小于1 m～1.5 m為宜。對(duì)于以下4種情況不適合做臺(tái)階形基礎(chǔ)：①基礎(chǔ)底面下為軟巖或風(fēng)化嚴(yán)重;②巖層存在可能引起順層滑動(dòng)的節(jié)理;③基底附近存在較寬的裂縫、斷層、溶洞等不良地質(zhì)構(gòu)造;④墩臺(tái)承受順臺(tái)階下降方向較大水平推力者，如臺(tái)后填土較高的橋臺(tái)。山區(qū)公路橋梁樁基礎(chǔ)一般多采用端承樁，嵌入中風(fēng)化巖深度一般不小于2.5倍樁徑，如位于斜坡地形，嵌巖深度應(yīng)適當(dāng)增加。地質(zhì)情況較差的采用摩擦樁，樁長(zhǎng)計(jì)算應(yīng)扣除河道的沖刷深度，同時(shí)考慮一定的安全系數(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)山區(qū)的橋梁時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件選擇合理的基礎(chǔ)形式，既要節(jié)約工程造價(jià)，又要保證結(jié)構(gòu)的安全。

3 結(jié)語(yǔ)

雖然最近我們國(guó)家對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)的技能一直在進(jìn)步，但是在這一方面我們還需要的更多的努力，還有一些問(wèn)題需要解決。這主要是表現(xiàn)在我們國(guó)家的復(fù)雜的以及不穩(wěn)定的地質(zhì)的特點(diǎn)，所以在對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)不一樣的情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改變，不可以直接使用之前的確定的方法，所以這就要求我們的這方面的工作人員繼續(xù)提高自己的專(zhuān)業(yè)的水平，以及對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)的能力。

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