山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及對(duì)策

【摘 要】 近年來(lái)，我國(guó)山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，山區(qū)高速公路建設(shè)也與一般高速公路建設(shè)存在一定的差異。在山區(qū)進(jìn)行高速公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，由于山區(qū)復(fù)雜、獨(dú)特的地形、地貌特征，會(huì)受到水文、地質(zhì)、生態(tài)等多種自然環(huán)境的影響，存在較大的難度。正是由于山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)中會(huì)遇到一定的困難，因此如何能夠保證山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)與山區(qū)自然環(huán)境相適應(yīng)，并保證山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)與現(xiàn)有自然地質(zhì)條件相協(xié)調(diào)也就成為山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文主要對(duì)山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)所存在的問(wèn)題進(jìn)行討論，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】 高速公路橋梁建設(shè) 自然環(huán)境 橋梁設(shè)計(jì)

一、 我國(guó)山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)概述

近十年來(lái)，伴隨著國(guó)家綜合國(guó)力的全面提升，我國(guó)陸路、航空、水路交通建設(shè)經(jīng)歷了歷史性的跨越式發(fā)展。尤其是我國(guó)的高速公路，從1988年我國(guó)大陸第一條高速公路正式通車到現(xiàn)在，我國(guó)的高速公路建設(shè)取得了舉世矚目的成就。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，特別是西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)在山區(qū)修建的高速公路越來(lái)越多，山區(qū)的高速公路地形地質(zhì)較為復(fù)雜，構(gòu)造物極多，橋梁隧道總長(zhǎng)占路線的長(zhǎng)度比例大，一條山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)的是否成功，關(guān)鍵在于橋梁部分的設(shè)計(jì)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，特別是西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的逐步實(shí)施，我國(guó)在山區(qū)修建的高速公路工程變得越來(lái)越多。但通常來(lái)講，山區(qū)高速公路工程修建過(guò)程中，大多會(huì)遇到地質(zhì)地形復(fù)雜，構(gòu)造物多，橋梁隧道總長(zhǎng)占路線的長(zhǎng)度比例大的施工問(wèn)題，有的山區(qū)高速公路，橋隧比例高達(dá)70%—80%。所以成功的設(shè)計(jì)出一條山區(qū)高速公路，將橋梁部分設(shè)計(jì)好就顯得十分重要。

二、山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的基本原則

我國(guó)高速公路在建設(shè)過(guò)程中通常會(huì)遇到各種各樣的復(fù)雜地形地質(zhì)環(huán)境，因此在路線設(shè)計(jì)過(guò)程中其平、縱、橫三方面都會(huì)受到一定的限制和影響。在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中，通常會(huì)出現(xiàn)平曲線多、橋梁比例高、橫坡陡等情況。山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，還會(huì)遇到彎坡橋多等特點(diǎn)。在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要首先協(xié)調(diào)好橋梁各個(gè)細(xì)節(jié)部分之間的構(gòu)造與地區(qū)地質(zhì)地貌之間的關(guān)系。從以上分析來(lái)看，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)基本上要從三方面遵循基本的設(shè)計(jì)原則：

（一） 從橋梁上部結(jié)構(gòu)來(lái)看

基于山區(qū)較復(fù)雜的地質(zhì)地貌特點(diǎn)，因此在山區(qū)建筑高速公路時(shí)，確保線路的通暢與經(jīng)濟(jì)性，一般情況下會(huì)在高速公路路線設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中引進(jìn)很多橋梁作為輔助。通常山區(qū)高速公路中的橋梁會(huì)占有比較大的比重。而對(duì)于這些橋梁來(lái)講，主要以常見(jiàn)跨徑橋梁為主，而一般情況下通常較少選用特殊的跨徑橋梁。對(duì)于常見(jiàn)的跨徑橋梁來(lái)看，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，要遵循施工便捷、建設(shè)施工造價(jià)經(jīng)濟(jì)性的原則。一般來(lái)講，較常使用的大、中橋的標(biāo)準(zhǔn)跨徑有七類：50m、40m、35m、30m、20m、16m；而較常使用的中、小橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑主要有四類：16m、13m、10m、6m。對(duì)于橋梁橫斷面形式來(lái)看，主要包括空心板、預(yù)制T梁等。對(duì)于跨徑小于30米的橋梁來(lái)說(shuō)，一般情況下空心板、預(yù)制T梁都可以使用；而對(duì)于跨徑大于30m的橋梁來(lái)說(shuō)，一般情況下要根據(jù)梁的受力的特點(diǎn)，選擇采用T梁或者小箱梁。從建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看，20m跨徑以下的橋梁若采用空心板截面則造價(jià)相對(duì)經(jīng)濟(jì)，并且空心板也具有一定的優(yōu)勢(shì)。空心板的角度最低，因此對(duì)于一些跨徑較小，并且橋梁凈空不高時(shí)，空心板截面是最適合的選擇。從受力角度來(lái)看，對(duì)于一些加大跨徑的橋梁來(lái)說(shuō)，則選用T梁截面最好。小箱梁與空心板截面或T梁截面相比較來(lái)看，在經(jīng)濟(jì)型、施工便捷性以及受力等多角度都是介于兩種截面之間的一種選擇。對(duì)于跨徑在25m—35m范圍內(nèi)的橋梁來(lái)說(shuō)，最常采用的則是小箱梁的結(jié)構(gòu)形式。

（二）從橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)看

下部構(gòu)造設(shè)計(jì)主要指橋梁墩臺(tái)的設(shè)計(jì)。對(duì)于常見(jiàn)高度的橋墩，即墩高小于40m的橋墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圓柱和方柱。圓柱施工時(shí)外觀質(zhì)量易控制，且與樁基銜接方便，平原地區(qū)使用較多。但從美觀角度來(lái)說(shuō)，方柱棱角分明，與上構(gòu)梁體協(xié)調(diào)，有一定的視線誘導(dǎo)性，較美觀。從受力上看，截面積相等的圓柱和方柱，方柱的抗彎剛度要大于圓柱，受力優(yōu)于圓柱，當(dāng)體系為連續(xù)剛構(gòu)時(shí)，方柱可以方便的調(diào)節(jié)兩個(gè)方向的尺度來(lái)調(diào)整墩柱的剛度，從而達(dá)到調(diào)整墩的目的。

三、山區(qū)高速公路橋梁在設(shè)計(jì)中存在的安全問(wèn)題

（一）橋梁設(shè)計(jì)的理念和構(gòu)造體系不夠完善

在橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，首要的任務(wù)就是要選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對(duì)構(gòu)件和連接進(jìn)行分析。但是在實(shí)際的工作中往往都是存在很多的問(wèn)題，首先就是設(shè)計(jì)人員只是滿足于計(jì)算中的需要，而忽視了結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料的需要。其次就是在橋梁從設(shè)計(jì)到施工中，會(huì)出現(xiàn)很多的人為的因素，比較常見(jiàn)的就是：對(duì)橋梁的整體結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不足，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的圖式表達(dá)不明確，對(duì)橋梁建筑中混凝土的要求等級(jí)過(guò)于低級(jí)，存在的這些問(wèn)題都將會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全性。

（二）施工和管理水平有限

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)橋梁事例的研究分析，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)事故的主要原因就是施工的不合法性和管理的疏忽。施工和管理的水平?jīng)]有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，這就給橋梁的安全使用留下的隱患，施工的問(wèn)題主要就是存在在偷工減料、以次充好的問(wèn)題，性質(zhì)是非常嚴(yán)重的，在建筑完成后的危害也是較大的。

四、山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題改進(jìn)的對(duì)策

（一）選擇合理的設(shè)計(jì)方案

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，就可以有效的提高橋梁的安全性和耐久性。橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要就是分為大跨度的橋梁和標(biāo)準(zhǔn)的跨徑橋。由于各個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素各不相同就會(huì)使得各個(gè)方案也有所差別，有較大的特征。在實(shí)際的橋梁設(shè)計(jì)中很少有采用大跨徑橋梁的設(shè)計(jì)方案，而是采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑的設(shè)計(jì)方案，為施工方便和造價(jià)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)化等等一些優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用也是比較廣泛的。

（二）選擇科學(xué)的材料

橋梁設(shè)計(jì)與建造中，鋼筋混凝土的質(zhì)量對(duì)橋梁的建造具有一定的安全性保障。鋼筋混凝土的質(zhì)量直接的能夠影響橋梁結(jié)構(gòu)的適用性、安全性和耐久性。除了要按照規(guī)范來(lái)控制正常的使用狀態(tài)之外，更為重要的就是要采取構(gòu)造的措施，從根本上控制混凝土施工對(duì)其橋梁建筑的影響。

（三） 提高對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視程度

無(wú)論是在橋梁的建造過(guò)程中，還是在使用的過(guò)程中，都會(huì)受到很多自然環(huán)境的影響，如化學(xué)物質(zhì)的侵蝕、一些外來(lái)的因素如車輛、風(fēng)沙、地震、人為等等一些因素的影響。并且橋梁本身使用的材料在使用過(guò)程中也會(huì)不斷的退化，這些內(nèi)外在的因素的影響都有可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，導(dǎo)致橋梁的結(jié)構(gòu)和性能在不同的程度受到損傷。尤其是大跨徑的橋梁設(shè)計(jì)，不僅能夠影響橋梁的正常設(shè)計(jì)，更是造成了一個(gè)不小的損失。因此只有不斷改正橋梁在設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題，才能有效的避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，提高橋梁的使用壽命。

（四）嚴(yán)格禁止橋梁超載

要嚴(yán)格禁止橋梁超負(fù)荷的運(yùn)載，這對(duì)橋梁的危害性是相當(dāng)?shù)拇螅紫染褪菚?huì)引起橋梁的疲勞，是橋梁的應(yīng)力的幅度加大，損傷加劇，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞；其次就是由于超載會(huì)造成橋梁內(nèi)部受到不同程度的損傷，并且不能夠恢復(fù)，最終危害到橋梁的安全性和使用的壽命。

五、結(jié)論

以大曲線、大縱坡、高墩、長(zhǎng)橋等特點(diǎn)的山區(qū)高速公路的設(shè)計(jì)，無(wú)論從哪個(gè)角度都應(yīng)該充分的考慮到曲線和縱坡的給橋梁帶來(lái)的附加力。注意曲線和縱坡對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，根據(jù)不同的受力特點(diǎn)，選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。確保橋梁主體的安全性。在橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，根據(jù)橋梁存在的缺點(diǎn)，采取一系列的解決措施，根據(jù)一些成功的案例來(lái)加強(qiáng)橋梁設(shè)計(jì)的理念、結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)和對(duì)橋梁耐久性的設(shè)計(jì)。

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