山区中小跨径桥梁设计要点.doc

1、1山区中小跨径桥梁设计要点摘要：目前我国公路桥梁正处在快速发展时期，中小跨径桥梁结构相对简单，施工技术成熟，设计难度较小，是公路桥梁广泛应用的桥型。本文主要对山区中小跨径桥梁设计要点进行了简要分析。 关键词：中小跨径桥梁；桥梁工程；桥梁设计 中图分类号： TU997 文献标识码： A 引言 随着中国公路建设的大发展，山区高速公路项目越来越多，由于山区地形地质条件复杂，往往桥梁隧道总长度占路线长度的比例很大，有的山区高速公路桥隧比例高达 80%，那么要设计一条方案合理、经济可行的山区高速公路，桥梁部分就显得尤为重要。 一、总体原则 一般而言，桥梁结构形式的选择应遵照“安全、适用、美观、经济”的原

2、则，结合路线线形及桥址地形、地貌、地质、河流形态、构造物、被交线、材料状况、自然环境等因素综合考虑。对于山区高速公路桥梁而言，还应着重考虑施工难易程度、山区地质病害及环境保护等影响因素。归纳总体原则如下： 1、特大、大桥桥位在服从路线总体走向的前提下，应作为路线的控制点，与路线综合考虑；应主动从桥梁专业角度出发，提出合理的路线方案优化建议。 22、桥梁跨径选择应注重高跨比的协调，合理选择经济、美观的高跨组合形式，尊重工程与生态环境的协调统一。 3、力求形式统一，采用标准化、装配化、工厂化生产程度较高的结构形式，以方便施工、缩短工期、降低造价。 4、应根据地形、地貌、地质合理布设桥跨，避免由于跨

3、径选择不合理、墩台位置不当而造成墩台位置大开挖，诱发山体新的工程地质病害。5、一般情况下应尽量少布设斜交桥梁，特别是斜 45桥梁，可采用两幅错孔布置、加大跨径、改移水沟、机耕道等方法处理。但当桥梁与河流斜交时，为减少桥墩阻水，桥梁可采用斜桥斜做、顺弯设置。 二、中小跨径桥梁设计的思考 1、设计总结 （1）设计标准。在桥梁设计中，首先应对桥梁的荷载情况进行分析，了解桥梁的最大荷载需求。桥梁设计荷载主要包括偶然荷载、可变荷载和永久荷载三种，其中，对桥梁荷载影响最大的是可变荷载，汽车荷载是可变荷载中最重要的一种。在桥梁设计中，我国对桥梁荷载的实际情况没有进行深入的分析，导致荷载不匹配、不对应问题，造

4、成实际需求荷载超过了桥梁设计荷载的标准，桥梁的超负荷运行，对桥梁质量造成损伤。与国际相比，我国桥梁设计中，车辆荷载的安全系数较低，而与此同时，我国在计算桥梁构件的实际承载力时，材料设计强度的规定偏高，导致我国桥梁设计的承载能力偏低。 （2）设计理念。在桥梁施工过程中，预应力混凝土和钢筋混凝土的3桥梁结构应按照桥梁的实际承载力进行施工作业，但在施工过程中，施工人员往往从承载极限出发，对结构抗力情况没有进行考虑，影响了桥梁结构的整体性能。因此，在桥梁施工过程中，应从结构的承载极限出发，分析结构的使用性能，增强桥梁结构的使用性能和耐久性。 （3）设计方法。首先，在桥梁设计时，由于过分依赖于计算机软件

5、，设计细节计算工作中存在很多问题。设计过分相信标准图，即使发现标准图有问题时，也没能及时提出改进意见。其次，过分遵从设计规范，在设计中以满足规范为主要目标。桥梁结构设计只是桥梁结构的在建状态，并非桥梁寿命周期的整体设计，因此，在结构设计中，虽然符合设计标准及受力要求，但仍然存在很多问题。再次，设计的整体理念不强，缺乏系统性和整体性。由于受力路线及结构计算的不明确，导致桥梁结构的局部受力偏大。加之设计构件的单图绘制，钢筋冲突的情况经常发生，增加了施工难度，也导致钢筋错位、混凝土浇筑及密实不足等问题。最后，在桥梁设计中，没有考虑后期养护维修问题。如支座的垫石太低，为支座检查及更换增加了难度。 2、

6、设计建议 （1）对设计标准的新认识。在设计标准上，应从国家和行业规定出发，严格执行工程设计标准。由于规定的设计标准一般为最低标准，因此，在桥梁设计中，必须满足规范规定的最低标准。然后根据工程的特点，明确指定各项指标应达到的设计标准。同时，随着社会发展的变化，设计标准也会发生相应的变化，工程设计人员应及时掌握最新设计标准的相关规范，保证桥梁设计的合理性。 （2）设计应遵循“以人为本”的4理念。在桥梁设计中，设计人员应遵循“以人为本”的理念，从桥梁的整体性出发，考虑桥梁结构的受力情况，在标准图基础上，结合工程实际的特点，对桥梁结构进行整体性设计。同时，应根据工程实践的反馈信息，发现设计标准图中所存

7、在的问题，及时更新和改进设计标准图，最大限度地满足工程设计的需要。 （3）对常见结构类型的中小跨径桥梁的建议。首先，装配式空心板的设计。由于装配式空心板桥梁结构自身的缺陷，难以发挥铰的作用，因此在设计时应特别重视深铰缝的设计，以减小预制板铰缝的剥落和开裂，采用整体性能好的钢筋网以增强桥面的整体性，保证铰结构的整体性能。其次，装配式 T 梁和箱梁的设计。应加强 T 梁的横向整体性，由于扁锚负弯矩的预应力存在问题，导致该桥梁结构存在问题。因此，应以钢筋来弥补预应力不足，以圆锚体系代替扁锚体系，以保证桥梁所需的预应力。 三、中小跨径桥梁设计的应用 1、装配式空心板桥 装配式板桥的结构非常简单，且经济

8、性较好。在桥梁建造中，可以采用应力混凝土和钢筋混凝土的结构，做成空心和实心板桥，以就地现浇的方式来适应弯、斜、坡等各种形状，在建造高度有限的中小跨径桥梁时非常适用。从目前公路桥梁来看，高度低于 20m 的中小跨径桥梁一般为空心板结构。但在公路桥梁维护中，由于空心板铰缝混凝土的体积较小，混凝土质量参差不齐，加之施工条件较差，导致桥梁质量存在着很多问题，如板底裂缝、桥面开裂、混凝土剥落、铰缝开裂等。在计算5过程中，空心板的计算结构模式是成立的，但随着铰缝混凝土脱落，计算结构的模式逐渐失效，单板受力状态出现，从而导致空心板中线薄弱处开裂，影响了桥梁的质量。 2、装配式 T 桥梁 该桥梁结构主要有简支

9、结构和连续结构。简支结构以桥面的连续解决桥梁伸缩缝问题，但简支结构有很大的不足，桥梁的横向联系弱、整体刚度较小、伸缩缝较多、抗震能力弱、支座容易的受损等。因此，在现代桥梁设计中，一般采用连续结构，连续结构由于受力好、分布均匀，因而抗震性及耐久性都有了很大的提高。同时，连续结构的伸缩缝较少，车辆行驶的路况较好，减少了桥梁维护的工程量，连续结构的 T 桥梁造型的美观性也较好。 在装配式 T 桥梁设计中，也存在着一些问题，以支座设置为例，支座有双支座、单支座两种，在现行的规范中，规定在纵桥向应设置一个支座，因而导致了施工中的很多问题。如桥梁结构的整体转换中，纵向整体工序的湿接头的体积较小，钢筋连接及

10、混凝土的质量难以保证，导致桥梁质量存在问题。支座设置转换的繁琐，增加了施工工序，施工环节的质量也存在着很大的差异。 3、装配式小箱梁 该桥梁结构由于安装工艺及施工工艺简单、抗震性好及工程造价低等特点，在中小跨径桥梁中被广泛使用。该桥梁结构有以下特点：桥梁高度比跨径相同的 T 梁低，能降低填土高度，从而降低工程造价。同时，其横向整体性较好，跨越能力较强，行车舒适且后期的养护费用较低，6结构稳定。该桥梁结构也存在着一些问题：如在施工过程中，由于墩顶扁锚的预应力体系不足，导致负弯矩的预应力效应没有达到设计的要求，从而使该桥梁结构成为一种特殊的准连续结构，但负弯矩预应力没有达到要求时，增加了主梁正弯矩值，降低桥梁结构的整体安全度，影响了桥梁的质量。 四、结束语 山区高速公路通过区域往往地质复杂、地形多变，桥梁设计应本着“安全、适用、经济、美观”的原则进行。中小跨径预制装配式桥梁的广泛采用，能较好地适应山区地形复杂、施工条件差等客观因素，加之此类桥梁上下部构造造型简洁，运用得当则能与地形协调一致，形成一道美丽的风景。 参考文献 1尤文刚.中小跨径桥梁的应用分析J.北方交通,2011. 2王兴元.中小跨径桥梁加固方案探析J.黑龙江交通科技,2011. 3席路虎.碳纤维布在中小跨径桥梁上部结构加固中应用J.山西建筑,2010.