道路橋梁設計分析探討

2012-01-01 00:00:00顏景衛

建筑與文化 2012年1期

【摘要】隨著經濟的發展和建筑行業的持續進步，橋梁建設取得了良好的進步，道路橋梁也處于不斷發展和完善的過程中，通過對道路橋梁設計的工程條件進行分析，明確了道路橋梁設計中的標準和相關要素，同時通過對道路橋梁平縱橫技術指標組合以及橋面的橫向布置等具體的橋梁設計因素探討，實現了對道路橋梁設計的有效分析。

【關鍵詞】道路橋梁；設計；分析

隨著經濟的發展和建筑行業的持續發展繁榮，橋梁建筑行業無論從規模或是速度都實現了快速的發展和進步，為路橋的設計積累了豐富的經驗。“橋是跨越障礙的通道”。橋梁與人們的生活息息相關，在城市建設中，橋梁不僅僅是交通系統中的重要組成部分，同時也是城市化建設中的標志性的建筑物。

1 橋梁設計原則和條件分析

1.1 道路、橋梁設計原則

對資源利用是否經濟合理，技術先進，尊重實際，實事求是，是否科學，在很大程度上取決于設計的水平和質量。具體而言，在設計中應堅持以下原則:

1.1.1 嚴格執行國家現行的設計規范和國家批準的技術標準;

1.1.2 盡量采用標準化設計，積極推廣應用“可靠性設計方法”、“結構優化設計方法”等現代設計方法;

1.1.3 注意因地制宜，就地取材，節省建設資金。在切實滿足建設功能要求的同時，千方百計地節約投資、節約多種資源，縮短建設工期;

1.1.4 積極采用技術上更加先進、經濟上更加合理的新結構、新材料。

道路橋梁的設計者應對施工處的氣象、水文、地質、河道等基本狀況熟悉，對施工中存在疑問之處應重新調查或是勘察。從而能有效避免由于基礎資料原因造成的安全問題。

1.2 橋梁的線形安全

在以往的道路橋梁的設計中，為了便于施工，無論橋梁的長短，在橋梁的布線設計中往往布置成直線，造成了大規模的橋梁形成了超長的直線橋梁，而大量的小河以及山區的橋梁則做成了超短的直線急彎橋梁，增加了事故發生的概率性。

1.3 橋梁的安全直線長度

根據交通心理學的研究成果，橋梁的直線段長度不應超過以車輛計算形成速度70秒的長度距離。在橋梁的平面設計中，中長直線的橋梁使駕車者的反應敏感度降低，車速較高，從而引發了交通安全事故。同向平曲線之間以短直線相連，形成了所謂的“斷背曲線”，相應的車輛在行駛經過這樣的線路時，往往將直線段看做兩端曲線相反的彎曲，線形并不連接在一起，由此，同向曲線之間的最小直線長度不應小于設計車速(以Km／h)的6倍(長度以m)。綜合上述研究成果，道路橋梁的直線長度過長和過短都將影響行車的安全，根據交通安全的理論分析，可通過計算得出道路橋梁適宜長度的數值。

1.4 橋梁平曲線

根據實際調查分析的結果可知，就平曲線半徑與事故關系的研究說明，小半徑曲線段所發生的事故的可能性更大。時速為100km/h的道路橋梁，當橋梁的平曲線半徑小于2000m，發生事故的概率明顯提高，由此可作為曲線半徑的安全下限。其他道路則以設計時速按照相應的比例進行取值。與此同時，緩和曲線的設置對圓曲線上的安全特性具有明顯的影響。由此，一般而言，平曲線都應設置緩和曲線。

2 平縱線形組合以及銜接設計

2.1 平面直線與曲線的聯接

在以前的設計過程中，橋梁的設計為了適應地形，從而造成了長直線與小半徑的曲線相連，而根據道路行駛安全分析表明，長直線與小半徑的曲線銜接處往往由于車輛高速行駛的慣性容易引發安全的隱患。具體恰當的直線長度以及銜接曲線的半徑取值，應根據橋梁的設計車速以及橋位的地形，確定道路安全的設計區間范圍。

2.2 彎坡疊加橋梁

平面曲線階段有縱坡存在，形成了彎坡疊加狀況，是高速公路橋梁設計中的常見的形式。根據直觀狀況分析，這樣的設計形式并不利于行車。可通過對坡和彎的組合進行安全特性的研究和設計，利用設計指標求的DC的值，并利用經驗公式得到預測事故的值。同時對于預測事故值相對較大的區域，可采用工程改造，以增加標志等措施減少交通安全隱患。

2.3 縱坡與平曲線的銜接

道路橋梁設計過程中，較長的下坡接上下半曲線是具有危險傾向的設計，容易導致車輛在高速行駛狀況下駛入平曲線，從而造成事故隱患。縱坡在于平曲線進行銜接的過程中，坡長越長、坡度越大，其所銜接的平曲線半徑越小，發生事故的概率也將越大。根據相應的規律，在橋梁設計中通過計算由相同銜接方式的區段，并進行一定的改進。

2.4 平衡橋梁上平面曲線與豎曲線

橋梁位于小半徑如2000m以下平曲線上并且豎曲線部分或全部重疊時，應充分考慮平曲線的半徑大小平衡狀況，從而有益于交通安全，根據現有的研究結果表明，平豎曲線平衡的半徑推薦值的設置應綜合考慮安全和成本等要素。

3 橋面橫向布置

3.1 行車道數量

行車道的數量應根據現有的道路形成安全運營調查比較，高速公路的橋梁應采用四個車道，從而保證了車道數量的設置滿足了橋梁設計過程中的安全經濟原則。當車輛的速度為120km/h，交通量超過四車道的道路橋梁可采用六車道或是八車道。當車輛形成速度小于120km/h，六車道或是八車道的采用應經過相關的技術認證。我國的二級和三級公路一般采用的是雙車道，而四級公路則采用的是單車道。當二級公路的混合交通量較大時和，可采用兩快兩慢四個車道。城市的橋梁設置一本可采用六車道和八車道，只有很少的部分采用兩個快車和兩個慢車道等四個車道。根據實際的交通事故的調查表明，不應采用三車道的斷面布置形式。

3.2 行車道寬度

高速公路、一級公路橋梁采用3．75m的車道寬度，四級公路橋梁采用3．5m的車道寬。

3.3 殘疾人通道

城市橋梁的人行道設計，應專門考慮殘疾人輪椅的上下行走要求，相應的道路橋面施工則應滿足殘疾人能自主推行的寬度確定。

4 橋孔布置

4.1 通航河流的橋孔布置

通航河流上，橋下的通航孔位置以及孔的數量直接影響了橋梁的是施工規模以及設計的難度。在具體的設計過程中，應根據船運、筏運等的通航特點，充分考慮河床演變造成的航道變化，將通航孔設定在穩定的航道上，必要時還應預留通航孔。

4.2 存在流冰及漂浮物河流橋孔布置

具有封凍以及流冰現象的河段，首先應調查冰層的厚度、冰塊的最大尺寸、冰塊的密度以及流冰的速度等基本的資料。橋孔布置過程中還應充分考慮到冰塊的排泄，橋梁的墩臺應建立破冰和防撞等措施。在具有大量的漂浮物以及沖積物的河流中，橋孔的布置應保證河流中洪水和泥沙的順利宣泄。

5 結論

設計指導施工，設計過程不能隨心所欲，也不能生搬硬套，設計中盡可能考慮到施工中的環節，做到心中有數，才不至于發生施工人員比照設計圖無法順利施工或按圖施工卻出現不良效果的現象。施工到一定程度發現問題采取補救措施，整個工程造價勢必受到影響。

參考文獻：