工程地質信息在橋梁設計中的應用研究

肖　鵬，楊　萌

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽　550081)

?

工程地質信息在橋梁設計中的應用研究

肖鵬，楊萌

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽550081)

摘要：首先介紹了工程地質信息的基本內容，然后分析了橋梁設計對工程地質信息的需求，最后具體闡述了工程地質信息在橋梁設計中的應用，以期促進橋梁設計的發展進步。

關鍵詞：工程地質信息；橋梁設計；應用

1項目概況

石清大道起于石巖街道羅租社區南部，與寶石路連接，沿機荷高速由西向東布線，終于五和大道，終點與布瀾路對接，沿線經過石巖、大浪、觀瀾、龍華4個接到，道路全場14.971 km。

鑒于石清大道石巖、龍華段建設條件已成熟，本項目設計分二期進行，其中一期工程石巖段起于寶石路，終于光僑布龍連接線，道路長度為4.468 km；龍華段其與龍觀東路，終于布瀾路，道路長度為2.817 km。一期工程道路總長度為7.285 km。本次施工規模如表1所示。

表1　石清大道一期道路工程施工規模

2橋梁設計對工程地質信息的需求

2.1工程地質信息的重要性

通常情況下，在橋梁設計工作中，需要將橋梁設計分為上部結構設計以及下部結構設計兩部分。其中，橋梁上部結構設計指的是對于橋梁的梁以及上部構件進行外形設計和結構受力分析；橋梁下部結構設計指的是對于橋梁的基礎和墩臺進行外形設計和結構受力分析。一般橋梁下部結構受力會直接影響橋梁上部結構受力，由此可見橋梁下部基礎設計的科學性對于橋梁設計具有十分重要的作用。橋梁基礎屬于地面以下結構，因此，基礎受力很容易受到地基巖性的影響，而地基巖性在工程地質信息資源中十分重要，由此可見工程地質信息與整個橋梁設計密切相關。

2.2工程地質信息主要類型

(1)試驗獲得

采集橋梁施工地區的土壤樣本，并通過實驗室設備和化學試劑進行檢測，準確獲得巖土的強度、含水量等數據。

(2)勘探獲得

在橋梁設計工作開始前，首先應該查閱橋梁建設周邊的地質情況和水文情況，如果資料不全，則需要對施工現場進行仔細勘探，獲得所有的與工程建設相關的信息數據。

(3)人為總結

通過經驗豐富的設計人員以及地質勘測人員，對橋梁建設區域地質情況進行科學分析總結。

3工程地質信息在橋梁設計中的應用

3.1工程設計中所涉及的工程地質信息

在橋梁設計工作中所涉及的工程地質信息屬于描述性，是對橋梁建設區域地質勘探所得信息的總結。這些工程地質信息對于橋梁設計不會產生直接的影響，但是其具有一定的參考價值，所以橋梁設計人員可以以這些數據作為參考，并將其融入橋梁設計理念。

3.2工程設計中對于工程地質信息資源的應用

(1)工程地質總體信息

對于橋梁建設所在地的地質情況的綜述即工程地質總體信息，通過這些信息可以明確橋梁的位置、鉆孔深度和數量、地層巖性、地震參數以及水文特征等等。

在整個橋梁設計中，工程地質總體信息不可以直接應用于橋梁設計中，設計人員通過這些信息可以得到對于橋梁地層巖性的總體概念，在設計過程中也可以充分參考這些信息數據，然后制定出科學合理的橋梁設計方案。

(2)鉆孔信息

在整個橋梁設計中，鉆孔信息至關重要。通過地質鉆孔，可以總結得到鉆孔信息，在橋墩設計處進行鉆孔可以明確橋梁基礎的巖層分布、土質情況以及其他巖性特征，而這些對于橋梁設計至關重要。對于鉆孔信息，首先要在工作中總結獲得，其次通過地質柱狀圖形式，標注鉆孔的位置、深度、編號、水深等信息，然后再與鉆孔的巖性一一對應，最后通過數據的形式描述出來。在橋梁設計中，設計人員需要根據巖性特征計算出橋梁設計所需的參數信息。另外，通過鉆孔，還可以獲得基礎設計階段所需要的承載力要求。在對橋梁基礎進行設計時，還應該充分考慮到水浮力的作用，對此必須都會水位深度進行精確勘測。通過上文分析可以發現，鉆孔數據至關重要，對于橋梁基礎設計會產生直接或間接的影響。但是，由于鉆孔數量較多，獲得的信息量較大，因此對于信息的管理難度也比較大，對此，可以采用先進的信息技術和計算機技術進行匯總和管理，有利于橋梁設計人員隨時使用。

(3)水質信息

水質信息可以反映出地下水的成分信息，通過水質信息，可以判斷出地下水對于混凝土是否會產生侵蝕作用。

(4)土工試驗信息

通過土工試驗可以對鉆孔進行理論分析，最終得出橋梁建設地層的巖性信息，土工試驗信息主要以報告的形式進行記錄。土工試驗信息內容很多，包括橋梁地層巖性特征、含水量、壓縮模量、液性指數、黏聚力等等，通過對土壤進行壓縮模量測試，可以得出壓縮曲線圖表信息。但是土工試驗信息的收集工作量巨大，因此可以采用計算機軟件進行分析處理。由于土工試驗信息會直接影響橋梁設計中的參數的合理選定，因此，土工試驗必須確保科學合理，這樣才能保證所獲得的信息具有較強的參考價值。

(5)工程地質斷面圖

通過地質斷面圖，橋梁設計人員可以更加全面的、深入的掌握地下巖層的具體分布情況，有利于準確判斷橋梁基礎形式特征以及所在位置。工程地質斷面的信息量較大，包括鉆孔位置、承載力等等，而且所有的信息都屬于只管信息。工程地質斷面中的地層連線至關重要，通過地層連線，可以準確判斷地層的走向和范圍。因此，對于這些價值較高的信息，可以采用先進的信息技術以及計算機技術，對橋梁設計實現智能化應用，提高橋梁設計的高效性和準確性。

4信息化、智能化的應用

橋梁設計工作量巨大，設計周期長，復雜程度高、綜合性較強，因此，設計系統的智能化和自動化至關重要。對此，應該積極開發相關軟件，簡化各個工序，爭取在錄入工程地質信息的同時自動處理好所有的信息，實現對于橋梁設計參數的快速確認。與此同時，還應該保證接口良好，有利于數據維護和軟件升級。

參考文獻：

[1]冷彪，仇文革，王剛，等.數字圖像處理在隧道工程地質分析中的應用研究[J].鐵道標準設計，2013，(11)：77-81.

[2]費歆.試析工程地質信息在橋梁設計中的應用[J].城市道橋與防洪，2014，(5)：121-123.

[3]林少忠.綜合物探方法在某巖溶區橋梁工程地質勘察中的應用[J].廣東公路勘察設計，2014，(4)：41-44.

收稿日期：2016-01-21

作者簡介：肖鵬(1988-)，男，貴州人，助理工程師，主要從事橋梁設計研究。

中圖分類號：U445

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0141-02