道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

楊永慶

摘 要： 道路橋梁作為我國最為基礎(chǔ)性的設(shè)施，其在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展過程中發(fā)揮著非常重要的作用。在道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要與設(shè)計(jì)原理相符，同時(shí)還要與實(shí)際情況有效結(jié)合。由于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到道路橋梁整體工程的質(zhì)量，因此要提高道路橋梁設(shè)計(jì)的水平，確保道路橋梁工程的的安全性和耐久性。

關(guān)鍵詞： 道路橋梁；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；主梁、橋臺(tái)；橋墩；上部結(jié)構(gòu)

道路橋梁作為重要的交通設(shè)施，其在建筑和使用過程中會(huì)受到環(huán)境、有害物質(zhì)的侵蝕，同時(shí)還是承受各種外來作用，因此道路橋梁在安全性和耐久性方面會(huì)出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致這些問題發(fā)生即有施工方面的因素，也有設(shè)計(jì)方面的問題。因此在當(dāng)前道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)具體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以此來確保道路橋梁整體工程的質(zhì)量，確保其使用過程中的安全。

1道路橋梁設(shè)計(jì)的基本要求

在道路橋梁設(shè)計(jì)中會(huì)涉及到較多的內(nèi)容，因此在具體設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方法以可靠性設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法較為理想。在設(shè)計(jì)過程中不寧注意因地制宜，就地取材，即注意設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，即在滿足施工要求的基礎(chǔ)上，盡可能的減少投入，縮短工期。同時(shí)還要選擇技術(shù)先進(jìn)及經(jīng)濟(jì)合理的材料。在設(shè)計(jì)時(shí)剛度配置和截面形式在保證科學(xué)性和合理性，合理分布位移和內(nèi)力，材料的剛度配置也要與規(guī)范要求相符。設(shè)計(jì)時(shí)要做到力的傳遞路線的簡(jiǎn)單化，這樣外荷載才能達(dá)到有效的平衡，有利于減輕結(jié)構(gòu)的重量，在具體施工過程中能夠?qū)崿F(xiàn)材料的節(jié)約。設(shè)計(jì)還要符合連續(xù)性要求，即橋梁結(jié)構(gòu)各部分要形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，以此來增大結(jié)構(gòu)的受力范圍，確保結(jié)構(gòu)受到的整體內(nèi)力得以降低，實(shí)現(xiàn)材料用量的最小化，節(jié)約成本。而且在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中還要對(duì)各種材料的組合進(jìn)行考慮，并與結(jié)構(gòu)的幾何形狀和受力特征相結(jié)合，確保各種材料性能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化組合，減輕結(jié)構(gòu)的整體重理。針對(duì)不同施工要求采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，確保受力桿在各種情況下能夠充分的發(fā)揮出作用，以此來實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約，實(shí)現(xiàn)各受力構(gòu)件的綜合運(yùn)用。

2道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1主梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)可以分為裝配式和整體式。裝配式簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)可以將主梁配件分開運(yùn)頭，在施工時(shí)再進(jìn)行裝配成梁。在進(jìn)行簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用自動(dòng)化和機(jī)械化的工程技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)材料的節(jié)約，有利于提高施工效率，這也是人們選擇裝配式簡(jiǎn)支梁的主要原因。由于橋梁上部需要具有較好的承重性，因此主梁結(jié)構(gòu)通常會(huì)選擇T形或是箱型結(jié)構(gòu)。在混凝土結(jié)構(gòu)主梁中通常會(huì)選擇箱型，在具體進(jìn)行主梁設(shè)計(jì)時(shí)，要保持一定的間距和片數(shù)，即間距和片數(shù)之間呈反函數(shù)關(guān)系。需要通過一定的荷載計(jì)算來確定梁高和細(xì)部尺寸。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于呈對(duì)稱形式分布的主梁，荷載分布也會(huì)呈對(duì)稱形式，主梁荷載量宜選用杠桿法來進(jìn)行計(jì)算，反之則會(huì)選擇偏心受壓法計(jì)算。

2.2橋臺(tái)設(shè)計(jì)

橋梁設(shè)計(jì)中要注意選擇型式合適的橋臺(tái)。裝配式簡(jiǎn)支橋梁有三種常用橋臺(tái)，輕型橋臺(tái)和鋼筋混凝土澆筑的薄壁橋臺(tái)以及埋置式橋臺(tái)。輕型橋臺(tái)在結(jié)構(gòu)上的特別之處體積小，它的設(shè)計(jì)原理可以被視作具備擋土功能的翼墻。鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)臺(tái)身可被掩藏在橋梁護(hù)坡內(nèi)部，僅以設(shè)計(jì)的視角看，既能消弱橋臺(tái)處的荷載力，又能在橋臺(tái)處留下充足的空間。但是，混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁護(hù)坡主要作用是保護(hù)橋梁表面，因此其一旦被洪水沖垮將導(dǎo)致橋臺(tái)外露。因此，設(shè)計(jì)橋梁護(hù)坡時(shí)務(wù)必要檢測(cè)其強(qiáng)度以及穩(wěn)定性能。

2.3選用合適的橋墩

2.3.1分聯(lián)墩蓋梁防水設(shè)計(jì)

分聯(lián)墩位于伸縮縫的設(shè)計(jì)下部，所以橋體表面積水經(jīng)常順著伸縮縫這一防水弱點(diǎn)流至分聯(lián)墩蓋梁，在使用除冰鹽的地方，鹽水長時(shí)間對(duì)分聯(lián)墩蓋梁進(jìn)行侵蝕。所以，在設(shè)計(jì)分聯(lián)墩蓋梁的頂層時(shí)要注意有一定的坡度以便對(duì)橋面滲漏的積水進(jìn)行排放，此外，還要在蓋梁的上部設(shè)置防護(hù)層避免鹽水侵蝕。蓋梁在設(shè)計(jì)時(shí)可以增加一條滴水槽，這樣可以避免鹽水流至橋墩，侵蝕墩身以及樁基。

2.3.2樁頂

為了保證橋梁的安全，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意保障橋梁樁基的質(zhì)量。樁基頂部的應(yīng)力較集中，因其是連接承臺(tái)以及墩身的地方，有截面突變情況出現(xiàn)。樁頂在橋梁設(shè)計(jì)中通常處于地面線處，地表水和地下水以及冬季橋下排出的加了除冰鹽的冰水、含有鹽分以及有機(jī)物的地面土等會(huì)對(duì)其造成影響，使其長期出現(xiàn)干濕變換以及受侵蝕狀態(tài)，長此以往將會(huì)大大減少樁基頂處鋼筋混凝土的使用期限。所以，在設(shè)計(jì)樁基特別是樁頂時(shí)一定要科學(xué)鑒定周圍的環(huán)境情況，重點(diǎn)是周圍的土質(zhì)以及樁頂位置的水位，以此作為使用期限的設(shè)計(jì)依據(jù)，選用合適的保護(hù)層厚度。

2.4定線原則

根據(jù)給定的起終點(diǎn)，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點(diǎn)。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進(jìn)行比較確定），然后進(jìn)行紙上定線。（1）在 1：10000 的小比例尺地形圖上在起，終控制點(diǎn)間研究路線的總體布局，找出中間控制點(diǎn)。根據(jù)相鄰控制點(diǎn)間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢(shì)平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。（2）對(duì)于山嶺重丘地形，定線時(shí)應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對(duì)于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點(diǎn)）。

2.5上部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行橋體表面鋪設(shè)時(shí)，由于橋面直接觸碰車輛，同時(shí)橋面也是第一道橋體排水線，因此要對(duì)橋面鋪設(shè)工作給予充分重視。汽車沖擊、碾壓、剪切、主梁傳來的反復(fù)應(yīng)力及撓變等都會(huì)作用于橋體表面，因此橋體表面容易損壞，從而對(duì)橋體的防水功能帶來影響，導(dǎo)致主梁主筋受到侵蝕，混凝土極易從主梁上掉下來，使其受力功能減弱，影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全和使用期限。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好二道防水層的設(shè)計(jì)，二道防水層主要設(shè)置在橋體表面與結(jié)構(gòu)主梁之間，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)采用混凝土進(jìn)行隔水，但由混凝土打造的防水層抗拉強(qiáng)度較低，容易出現(xiàn)裂縫，從而影響防水功能。在橋體表面伸縮縫設(shè)計(jì)時(shí)，需要在橋體主梁設(shè)計(jì)時(shí)要就對(duì)其進(jìn)行具體考慮，使伸縮縫與主梁橫縱伸縮要求相符，同時(shí)還要注意其防水功能。在橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免采用直線式設(shè)計(jì)方式，橋體兩端要注意選擇有翹頭的，將橋體伸縮縫整合在一起最后成為具有閉合功能的U型槽，這樣分聯(lián)梁端及分聯(lián)墩蓋梁上不會(huì)有積水侵入到伸縮縫中來。

3結(jié)束語

道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有繁雜性和系統(tǒng)性，需要依托于豐富的基礎(chǔ)理論知識(shí)來展開具體的設(shè)計(jì)，同時(shí)還要減少一些主觀因素的影響，因此要不斷對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行更新，并針對(duì)具體情況進(jìn)行分析，全面提升道路橋梁設(shè)計(jì)的水平，確保我國道路橋梁整體質(zhì)量的提升。

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