山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計問題的探討

趙 彥 亮

(山西路恒交通勘察設(shè)計咨詢有限公司，山西 太原 030006)

0 引言

道路橋梁是公路交通基礎(chǔ)設(shè)施中非常重要的組成部分，但是很多地區(qū)的地形條件異常復(fù)雜，地質(zhì)條件也非常的異常，在公路設(shè)計中應(yīng)該提出更高的要求。設(shè)計方案的合理性對于整個工程的造價和性能都產(chǎn)生極大的影響。因此，山區(qū)高速公路的設(shè)計要求非常高，只有在設(shè)計過程中全面的考慮到所存在的一系列問題，從而可以保證高速公路橋梁順利實施。

1 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的基本原則

1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

目前我國的山區(qū)高速公路的橋梁所占比例非常大，對于這些橋梁來說，大部分都是跨徑橋梁，但是通常情況下不會選擇使用特殊跨徑橋梁。對于常見的橋梁結(jié)構(gòu)形式來說，在設(shè)計過程中，應(yīng)該確保施工的方便快捷、工程造價也較低的特性。通常情況下，目前最為常用的跨徑尺寸為50 m，40 m，35 m，30 m，20 m，16 m；而其中的小橋標(biāo)準(zhǔn)主要有16 m，13 m，10 m，6 m四種形式。橫斷面的結(jié)構(gòu)構(gòu)成中主要包含有空心板、預(yù)制T梁等等。對于跨徑尺寸在3 m以下的橋梁工程來說，基本都選擇使用跨徑與預(yù)制T梁的結(jié)構(gòu)形式；而對于跨徑尺寸超過3 m的橋梁工程來說，通常要充分的考慮到橋梁的受力結(jié)構(gòu)特點，從而選擇使用T梁或者是小箱梁的結(jié)構(gòu)形式。從施工成本來分析，20 m跨徑及以下的橋梁結(jié)構(gòu)形式通常會選擇使用空心截面的形式造價比較低，而選擇空心板的形式也具有明顯的優(yōu)勢。空心板的角度一般比較小，但是卻可以應(yīng)用在跨徑較小的工程中，在橋梁凈空較高時，空心截面是最為合適的施工方案[1]。

1.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

橋梁下部的結(jié)構(gòu)主要指的是橋墩結(jié)構(gòu)部分，目前大部分的橋墩都選擇使用高墩的性能，也就是墩高在40 m以下的橋墩選擇使用柱式墩或者是Y型薄壁墩，前者應(yīng)用比較多。柱式墩一般可以分為圓墩和方柱兩種基本形式。圓柱在施工中外觀質(zhì)量可以有效的控制，并且樁基的銜接方面更加方便，所以多應(yīng)用在平原地區(qū)中。但是從美學(xué)角度分析，方柱結(jié)構(gòu)形式的墩體棱角分明，可以與上部橋梁結(jié)構(gòu)形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式，美觀性強，在橋梁選擇使用連續(xù)鋼構(gòu)時，方柱的結(jié)構(gòu)形式可以實現(xiàn)上下剛度的調(diào)節(jié)，從而可以提升其承載性能。

2 橋梁設(shè)計中存在的問題

2.1 設(shè)計理念陳舊以及構(gòu)造體系匱乏

橋梁在進行設(shè)計方案確定的時候，首先要考慮的因素就是經(jīng)濟性，綜合分析橋梁的結(jié)構(gòu)形式，還應(yīng)該對構(gòu)件和連接部分全面的考慮。但是在具體工作中還有很多的實際問題沒有解決，首先就是設(shè)計人員在設(shè)計過程中只是考慮到了達到計算的要求，并沒有考慮整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及所使用材料等問題；其次，在橋梁設(shè)計到施工階段，存在很多的人為原因影響，最為常見的就是人們對于橋梁整體性的認識較低，并且沒有充分的了解設(shè)計圖紙，并沒有根據(jù)實際的需要選擇使用高強度混凝土材料，所以造成了整個工程部分出現(xiàn)了安全性不足的情況存在[2]。

2.2 橋梁安全和耐久性無法保證

當(dāng)前世界上出現(xiàn)了數(shù)量龐大的橋梁坍塌事故，因此，橋梁的安全性一直以來都是人們所關(guān)注和重視的。目前橋梁的安全問題主要的導(dǎo)致因素就是技術(shù)水平較低且管理不善等等方面，通常情況下，橋梁在長期的使用過程中，就難免會存在很多的安全問題。有些橋梁在投入運營之后的幾年時間內(nèi)就出現(xiàn)了嚴重的質(zhì)量問題而影響使用壽命，再有就是因為材料質(zhì)量不達標(biāo)、缺乏鋼筋保護層等等問題造成的開裂問題，從而造成了嚴重安全事故的發(fā)生。

2.3 橋梁設(shè)計排水不夠完善

橋梁結(jié)構(gòu)中的排水系統(tǒng)設(shè)計是當(dāng)前所存在的主要問題，很多橋梁所設(shè)計的排水系統(tǒng)都比較不完善，導(dǎo)致了在雨季邊梁被嚴重沖毀，該部分結(jié)構(gòu)損壞嚴重。 有些橋梁所設(shè)計的泄水口較之橋梁鋪裝層的表面還要高，這種結(jié)構(gòu)形式就會造成在雨季根本無法排出積水，從而導(dǎo)致了瀝青表層被沖毀，加速了橋梁的損壞，給橋梁的耐久性造成嚴重的影響。雖然一些橋梁在設(shè)計中采用了防水設(shè)計理念并且應(yīng)用了一些結(jié)構(gòu)設(shè)計，但是選擇使用的防水材料質(zhì)量不達標(biāo)，這樣也會造成橋梁的耐久性無法滿足使用的要求。有些橋梁的人行道等等附屬結(jié)構(gòu)部分設(shè)計的美觀性不足，協(xié)調(diào)性差，就會導(dǎo)致了雨水容易滲透到橋臺面中，會嚴重的侵蝕橋梁結(jié)構(gòu)。

3 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計問題改進的對策

3.1 選擇合理的設(shè)計方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是橋梁施工的基礎(chǔ)，同時也是提升安全性和耐久性的關(guān)鍵。橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計就需要選擇大跨度與標(biāo)準(zhǔn)跨徑的結(jié)構(gòu)形式。因為每種結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要控制的因素相差較大，所以每個設(shè)計方案也需要考慮全面。在具體橋梁設(shè)計中，一般都不會選擇使用大跨徑橋梁的設(shè)計方案，而基本上選擇標(biāo)準(zhǔn)跨徑的方案，從而可以確保建設(shè)施工方案更加的科學(xué)與合理。

3.2 采用高耐久性結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

設(shè)計師在進行橋梁設(shè)計的過程中，必須要充分的考慮到風(fēng)、雨、車輛載荷以及化學(xué)物質(zhì)對橋梁結(jié)構(gòu)性能所產(chǎn)生的影響，要不斷的提升設(shè)計水平，選擇更加符合要求的整體設(shè)計方案，從而實施全面的設(shè)計。當(dāng)前，我國很多橋梁都是因為耐久性不足而造成的大量維修，從而導(dǎo)致了安全性下降，給國家造成巨大的損失。

在充分的認識到耐久性所具備的重要性，就要在設(shè)計的過程中加強該部分的設(shè)計，從而可以全面提升橋梁的安全性。在設(shè)計的過程中要選擇使用性能優(yōu)越的施工材料，還要采用更加完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，加大細節(jié)處理，避免產(chǎn)生較大的維修費用，確保橋梁可以正常的應(yīng)用，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益和社會效益[3]。

3.3 全面重視橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

橋梁在建設(shè)施工以及投入運營的過程中，不可避免的會受到外部自然因素的影響，比如化學(xué)腐蝕、車輛載荷、惡劣自然條件的影響等等，同時橋梁所選擇使用的材料在使用中也會逐漸出現(xiàn)性能下降的問題，使得整個橋梁部門出現(xiàn)性能不足的問題。所以在實際工作中需要采取更加完善的設(shè)計方案，以防止出現(xiàn)這些問題，從而可以全面提升橋梁的使用壽命。

3.4 嚴格禁止橋梁超載

車輛超載是目前造成橋梁損壞的重要因素，同時也會給橋梁的性能產(chǎn)生巨大的影響，首先會造成橋梁出現(xiàn)嚴重的疲勞問題，從而使得應(yīng)力幅度增大，嚴重的損壞結(jié)構(gòu)；其次，車輛超載使得橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題且無法正常的恢復(fù)，最終導(dǎo)致使用壽命的縮短，甚至還會出現(xiàn)嚴重的交通事故。

4 結(jié)語

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的過程中一般都會存在有大曲線、大縱坡以及長橋高墩的現(xiàn)象，這是因為我國地形條件復(fù)雜所造成的，也是不可避免的，所以在設(shè)計的過程中應(yīng)該從各個方面來深入的考慮這些問題，采取更加合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而使得高速公路橋梁安全性得以提升。