浅谈山区高速公路桥梁设计

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浅析高速公路桥梁设计

浅析高速公路桥梁设计

浅析高速公路桥梁设计山区高速公路具有地形复杂、构造物多、桥隧比大等特点,桥梁在山区高速公路建设中起着举足轻重的作用,所以要设计安全系数高、经久耐用的高速公路桥梁,对山区高速公路的桥梁设计将是桥梁工程选择施工方式的重要依据。

本文结合山区高速公路桥梁建设的特点及设计要点的研究,来具体分析山区高速公路桥梁建设的设计方法。

标签:高速公路桥梁设计随着我国经济建设的高速发展,交通也变得越来越便利,公路工程建设规模也在不断发展和壮大。

我国修建的高速公路也在不断从平原地区不断向山区延伸,山区高速公路的地质、地形复杂,构造物多,桥梁隧道在线路中所占比例大,山区高速公路设计的成功与否,桥梁部分的设计就显得十分重要。

因此,对山区高等级公路桥梁设计的研究具有重要的现实意义。

一、山区高速公路的特点山区高速公路地形复杂、地质不良、水文多变,其建设的最大特点是平曲线多,半径小,纵坡大,横坡陡,桥隧比例高,而且还往往存在着填挖方大,视距不良等情况影响交通安全和管理。

山区高速公路在施工中,容易对环境造成严重破坏,如果没有处理好,会诱发各种地质灾害,不仅增加建设投资,还会给运营带来安全隐患。

基于山区高速公路存在以上特殊情况,为适应路线线形的布设,设计时一般采用高墩、曲线、长桥、大纵坡等,并要根据山区的实际情况在不同阶段采取不同的方法和手段。

二、山区高速公路桥梁设计要点1.与平原地区的高速公路相比,山区高速公路在地形、地质、水文条件等方面有着很大的差别,因此我们在设计桥梁时必须高度重视这些差别,尤其是在地形、地质方面。

有时同一座桥在纵桥向的地质变化很大,在横桥向的地形变化很大,如不重视,很容易出现差错,因此在设计前一定要认真收集设计资料,做到心中有数,有条件时设计人员最好到实地调查一下,再保证施工质量的同时,尽量使设计的方案能给施工带来方便。

2.由于山区高速公路的地面高差变化较大,地势变化明显,起伏不均,运输材料、机械比较困难,给施工带来很大的不便。

浅谈对我国山区高速公路桥梁设计的探讨

浅谈对我国山区高速公路桥梁设计的探讨

浅谈对我国山区高速公路桥梁设计的探讨发表时间:2018-06-11T17:12:17.737Z 来源:《基层建设》2018年第10期作者:叶龙[导读] 摘要:随着社会经济的快速发展,我国的交通事业获得了迅猛发展。

上海市政工程设计研究总院集团佛山斯美设计院有限公司摘要:随着社会经济的快速发展,我国的交通事业获得了迅猛发展。

然而,我国的地质地形比较复杂,山区占了相当大的比重,因此,如何在山区有效开展高速公路的设计和建设是一个重大的研究课题。

桥梁设计是山区高速公路的建设的重要环节,其质量直接关系到山区高速公路的安全与稳定。

本文山区高速公路桥梁为背景,探讨了具有山区高速公路特点的曲线、大纵坡、高墩、长桥的设计,并提出了山区高速公路桥梁设计中的注意事项。

关键词:桥梁} 山区;高速公路;桥墩设计山区高速公路地形、地质复杂,地面高差大,变化频繁,横坡陡、岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡岸、煤层等不良地质现象普遍存在。

故路线布设时平纵横3 个方面都受到约束,因而山区高速公路桥梁中弯坡桥多、高墩大跨多、墩台形式多,设计中必须协调好桥梁各细部构造与地形、地质之间的关系。

1. 桥梁结构形式的选择1.1 结构体系基于运营的整体性、舒适性和耐久性的考虑,往往须设计为预应力连续结构。

预应力砼连续曲线桥与直线桥相比的一个重要特点是梁体存在弯扭耦合作用。

曲线梁在弯扭耦合作用下具有沿某一变形不动点变形的趋势。

而大纵坡桥梁在长期反复的汽车制动力作用下,梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势,对于单向行驶的高速公路长桥尤其突出。

在血线、大纵坡并存的情况下,梁体的这些变形趋势形成了上下部间的相对错动。

当桥梁上下部间以支座联系时,这种错动趋势往往造成梁体相对下部的移动及支座受力的不平衡,甚至脱空。

而采用墩梁固结的刚构体系可避免这一情况的发生。

另外,曲线、大纵坡桥的桥墩承受着较直线、平桥桥墩更大的纵横向水平力及附加弯矩,而这些力引起的桥墩变位除取决于上部构造的几何特征外,还取决于上下部间的约束条件。

浅谈公路桥梁设计

浅谈公路桥梁设计

浅谈公路桥梁设计摘要:公路桥梁作为重要的交通设施,其质量关乎人们的出行安全和便利。

公路桥梁工程是我国现代经济发展和人民生活水平提高的重要保障,确保桥梁使用安全、提高桥梁承载能力、延长桥梁使用寿命、控制桥梁建设成本等具有重要的现实意义。

本文主要对公路桥梁设计关键技术进行归纳总结,并在此基础上提出多角度的优化解决措施。

关键词:公路桥梁;设计引言在新的社会发展环境下,人们对桥梁工程建设提出了越来越高的要求,既希望桥梁能够安全、经济、快速的建成,也希望桥梁建成后能够具备较为良好的使用性能且方便养护,这些要求的提出对桥梁的设计、施工具有一定的挑战。

本文站在设计的角度对公路桥梁设计要点进行简单的阐述。

1公路桥梁设计和使用现状在桥梁施工之前,需要对桥梁进行详细、全面的设计,设计工作完成后需对设计图纸进行审查和修改完善,并取得行业主管部门的批复后,才可以进行施工。

在设计阶段会根据桥梁所在道路的等级、交通组成特征和桥梁的使用性能要求来选定合理的桥型方案,在此基础上进行桥梁结构设计和配套的交通工程设计。

为了保证运营期桥梁结构的安全和交通参与者的安全,一般都会在桥头设置限高、限速、限重等标识,如果车辆超过了桥梁的最大承载能力,将会对桥梁产生不利影响甚至造成严重破坏。

部分驾驶员由于缺乏安全意识,没有充分考虑桥梁的最大承载能力,在无监管或监管不到位的路段随意超载。

此外,部分公路桥梁养护部门监管不到位,没有对来往车辆采取有效的监督管控措施,导致不符合规定的车辆在桥梁上行驶,长此以往会对桥梁造成一定的损伤,缩短桥梁的使用寿命。

2公路桥梁设计要点2.1精细化设计公路桥梁精细化设计一般体现在以下方面:1)桥梁结构形式尽量采用预制装配式结构,并尽可能统一跨径和结构类型,以方便施工。

2)上跨等级公路的桥梁,在方案拟定时应与被交路主管部门充分沟通,收集区域路网改扩建相关规划,设计时预留改扩建所需的净空。

3)跨线桥的桥跨布置应考虑被交路的视距要求,不宜在被交路中央分隔带设置桥墩;当在被交路中央分隔带设置桥墩时,桥墩两侧必须设置刚性防撞护栏,并确保桥墩不侵入被交路的建筑限界。

山区高速公路桥梁设计问题的探讨 饶胜

山区高速公路桥梁设计问题的探讨 饶胜

山区高速公路桥梁设计问题的探讨饶胜摘要:山区高速公路经常穿越地形恶劣、环境条件差的山区环境,这要求在桥梁的设计过程中在做好地质勘测工作的基础上选择合理的设计方案,对桥梁位置、结构体系、上部及下部结构设计、细节问题等进行良好把控,以保证高速公路桥梁的安全性、耐久性和经济性,并且设计中与自然和谐相融,实现桥梁设计质量的提升,确保工程的安全可行。

关键词:山区高速公路桥梁;结构体系;上构设计;下构设计1山区高速公路桥梁设计的特点在高速公路桥梁的设计过程中,主要是桥梁平、立面的设计,其设计特点包括以下几点:在设计路线时应充分考虑山区的地形地貌以及地质条件,由于路线的桥隧比较高(一般在40%以上),而在对桥跨的选择时应以路线的线型特点为前提,设计出最适宜的上部结构形式,以成本低且安全性能高为基本目标。

山区一般地形起伏较大,在对路线纵断面设计时应符合这一特点,由于桥梁跨径的大小与桥梁的高度紧密相连,所以在设计时应使桥梁的上、下结构相互协调,考虑整体造价的经济可行。

若在纵坡较大(在2%~3%范围)的位置建设桥梁,应保证梁体支座体系稳固,使其能够在承受梁体自重和汽车荷载的冲击作用。

若纵坡大于3%应采用部分墩梁固结的刚构体系,这样不仅可使结构更加坚固,而且有利于降低后期投入使用过程中因支座损坏而造成的维护成本。

2 桥位的选取在选择山区桥梁建设地点时应综合考虑地质条件以及外界环境对其造成的影响,尽量避开岩溶发育强烈、滑坡、采矿区等地段。

当桥梁跨越河流时,应注意河床是否稳定,河槽是否明显,河道是否顺直,且在设计时应尽量使桥梁轴线与河流正交。

3 桥梁结构体系及设计山区线路构造物的设计必须因地制宜,协调好构造物与山区地质地形的关系,从而拟定合适的方案,并对其进行比选。

在桥梁的设计方案确定后,再进行桥梁结构体系的选择。

3.1桥梁方案方案与路基方案的比选公路桥梁建设中由于桥梁的造价较高,往往需要对桥梁与路基方案进行比选。

而山区桥梁主要是为跨越河流、沟谷等障碍而设置的,其中受地形变化的因素而设置的旱桥占的比重较大。

山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈

山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈

山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈1. 地质条件复杂:山区地质条件复杂,地质灾害较多,如滑坡、泥石流等。

这对桥梁基础施工造成了困难,需要采取相应的地质灾害预防和处理措施。

2. 施工条件恶劣:山区气候多变,温差大,雨水多。

这对施工影响较大,需要合理安排施工进度,做好现场排水和防雨措施。

3. 交通运输困难:山区交通运输条件相对较差,道路狭窄且坡陡弯急,运输材料和设备困难。

需要合理安排运输计划,选择合适的运输方式,确保材料和设备供应。

4. 施工工艺复杂:山区桥梁施工工艺相对复杂,需要考虑地形、水流等因素的影响。

对于特殊地质条件下的桥梁施工,还需要采取特殊的施工工艺,如悬索桥、斜拉桥等。

5. 安全保障困难:山区施工条件复杂,对施工安全提出了更高的要求。

施工期间需要加强安全管理,制定相应的安全预案,并加强对施工人员的安全教育培训。

在山区高速公路桥梁施工中,需要做好以下几个方面的工程管理:1. 前期准备工作:在施工前,要进行详细的勘察设计,对地质情况进行充分了解,并提前做好相应的处理措施。

要制定详细的施工方案和施工计划,确保施工的顺利进行。

2. 人员管理:要选择合适的施工队伍,并做好施工人员的培训工作,提高他们对施工技术和安全管理的认识。

在施工过程中,要加强对施工人员的管理,确保施工质量和安全。

3. 设备管理:要合理配置施工设备,并注意设备的维护和保养。

及时进行设备检修和更换,确保施工设备的正常运行。

4. 质量管理:要严格按照施工规范和要求进行施工,加强施工质量的检查和监控。

及时发现和处理施工中的质量问题,确保施工质量达到要求。

5. 安全管理:要重视施工安全,建立健全的安全管理体系。

加强对施工过程中可能存在的安全隐患的排查和整改,提高施工人员的安全意识。

山区高速公路桥梁施工难点主要包括地质条件复杂、施工条件恶劣、交通运输困难、施工工艺复杂和安全保障困难等方面。

在施工过程中,需要做好前期准备工作、人员管理、设备管理、质量管理和安全管理等方面的工程管理,确保施工的顺利进行。

试论山区高速公路桥梁设计

试论山区高速公路桥梁设计

试论山区高速公路桥梁设计摘要:在当下高速公路建设工程中,桥梁的设计合理性对整个高速公路项目成本起着重要的作用,本文主要对山区高速公路的桥梁设计进行了相关阐述,详细的介绍了山区高速公路桥梁设计方案以及结构设计要点,结合自身工作经验,提出相关问题及解决方法,希望可以通过本文可以给广大同行提供借鉴参考。

关键词:山区;高速公路;桥梁;结构设计中图分类号: u412.36+6 文献标识码: a 文章编号:一、山区高速公路桥梁设计方案分析(一)山区高速公路桥梁方案设计1.跨越山谷的高架桥。

首先,通常情况下,此类型的桥梁都处于远离市区的地域,对桥梁美观的关注度不高,所以,在设计时主要关注的是施工的便利性。

此类桥梁上部结构常会选择t型梁或空心板,主要原因在于这两种桥梁结构受力较为合理,工程成本造价不高。

实践中,跨径为25米、3o米、35米和40米的t型梁以及跨径为8米、lo米、l3米、l6米以及2o米的空心板使用范围较为广泛;其次,处于行车便利性的考虑,一般规模较大的桥梁会选用连续梁或者钢构体系,而规模相对较小的桥梁出于工程造价的考虑,会选用空心板简支体系。

从施工角度来分析,如果在同一合同段存在不同跨径,将会给预制模板周转使用造成较大的不利影响,因此需要尽可能的防止此种状况的出现;最后,如果山区高速公路桥梁需要横跨v型谷,大跨连续钢构方案是最佳选择,采取这一方案,桥墩数量较少,从而在一定程度上降低施工难度,如果当地地质条件允许还可以选择拱桥方案。

2.跨河桥梁。

对于此种类型的山区高速公路桥梁的施工设计方案要综合考虑当地水文情况。

如果所跨河流是非通航河流,就可以选用施工较为简单、项目造价不高的方案。

如果河流的通航等级较高,一般会选用大跨刚构箱梁或者是连续箱梁,如果河流的通航等级相对较低,跨径较大的t型梁方案则是最佳选择。

此外还需要注意依据河流主航道准确位置以及河流流向安排桥梁桥孔的布置。

3.跨线桥。

根据高速公路桥梁与等级路和等外路之间的位置关系,跨线桥又可以分为主线上跨桥和主线下跨桥两种,对于跨线桥而言,设计之前充分了解被跨路的等级及净空要求十分必要,被交叉路的等级不同,所对应的桥型方案也有所区别。

山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈

山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈

山区高速公路桥梁施工难点和工程管理浅谈山区高速公路的建设和施工一直是一个备受关注的话题,而其中的桥梁施工更是充满着挑战。

山区地势复杂,气候多变,交通条件艰难,给桥梁施工带来了诸多的难点和挑战。

在这样的背景下,工程管理也显得非常重要,只有科学合理地进行工程管理,才能保障工程质量和安全。

本文将从山区高速公路桥梁施工的难点和工程管理两个方面进行浅谈。

1. 地势复杂山区地势多为崎岖,有着复杂的地质结构和地形特点。

这就给桥梁的选择和施工带来了很大的挑战。

施工人员需要根据地势的起伏,进行桥梁的设计和选择,以及施工设备和工艺的调整,这对于桥梁的施工来说是一个非常大的挑战。

2. 气候多变山区气候多变,雨水较多,气温变化大,这就给桥梁施工带来了很大的影响。

在施工过程中,需考虑到气候变化对工程质量和进度的影响,采取相应的保护和施工措施,确保工程的正常进行。

3. 交通条件艰难山区交通条件相对较差,运输困难,给原材料运输和施工人员的交通出行带来了很大的问题。

这就需要在工程管理方面加强对于运输和交通的协调和安排,确保原材料和施工人员的顺利到达施工现场,保障工程的正常进行。

1. 系统规划对于山区高速公路桥梁的施工,首先需要进行科学的规划和设计,根据山区地势和气候特点,制订合理的施工方案和计划。

在施工过程中,需要考虑到地质特点和气象条件,科学合理地选择桥梁的位置和类型,确保工程的质量和安全。

2. 招聘专业人才在山区桥梁的施工中,需要招聘一批具有丰富经验和专业知识的人员,他们应对地质、气象、交通等方面有深入的了解,能够针对山区的特殊情况,制订合理的施工方案和计划,在实际操作中保障工程的顺利进行。

3. 安全管理山区桥梁施工的安全管理显得非常重要,施工过程中需要严格按照相关法律法规和安全操作规程进行操作,加强安全教育和培训,提高施工人员的安全意识,加强对施工现场的安全检查和监督,确保施工过程的安全和稳定。

4. 设备更新在山区桥梁施工中,需要配备先进的施工设备和技术,以应对复杂的地形和气候条件。

论山区高速公路中的桥梁安全性设计

论山区高速公路中的桥梁安全性设计

论山区高速公路中的桥梁安全性设计摘要:桥梁安全性设计是山区工程的重中之重,因此本文将从山区桥梁的特性,分析山区高速公路桥梁设计的现状,从而进一步提出桥梁安全性设计的建议。

关键词:山区桥梁;安全性设计;因地制宜随着我国经济建设的发展,需要修建的高速公路越来越多,很多地质复杂、构造物比较多、桥梁隧道的地方也要建造高速公路,所以要设计安全系数高、经久耐用的高速公路桥梁,由此可见桥梁的安全性设计十分的重要。

1.山区桥梁的特性山区高速公路的主要特点是地形、地质、水文条件复杂。

受此影响,路线布设时平纵横三个方面都受到约束,造成平曲线多,平面半径小,纵坡较大等特点。

在此基础上,山区高速公路桥梁也有其自身的特点。

山区高速公路往往是沿溪展线,路线反复沿河岸交替设线,因此斜弯桥众多;由于山区地形多变,地面线横坡陡,导致半边桥和高挡墙多;路线跨越众多沟壑,高墩大跨桥多,墩台形式复杂多样;地质条件复杂,导致桥梁基础设计繁杂。

2.桥梁安全性设计现状(1)受自然条件的制约由于受地形、地质、水文的影响,山区高速公路往往是沿溪展线,路线布设时平纵横三个方面普遍都受到约束,造成平曲线多,平面半径较小,纵坡较大,超高多。

因此整条线的斜、弯桥多;桥梁结构形式多横坡陡,半幅桥和半幅路基多;由于路线跨越众多沟壑,造成高墩大跨多,墩台形式复杂,给桥梁设计造成了一定的困难。

(2)桥梁设计的理念和构造体系不够完善在桥梁设计的时候,首要的任务就是要选择一个经济合理的结构方案,对桥梁的结构进行分析,对构件和连接进行分析。

但是在实际的工作中往往都是存在很多的问题,首先就是设计人员只是满足于计算中的需要,而忽视了结构体系、结构构造、结构材料的需要。

其次就是在桥梁从设计到施工中,会出现很多的人为的因素,比较常见的就是:对桥梁的整体结构认识不足,对桥梁设计的图式表达不明确,对桥梁建筑中混凝土的要求等级过于低级,存在的这些问题都将会影响结构的安全性。

(3)施工和管理没有得到应有的水平通过对国内外多个桥梁事例的研究分析,导致桥梁出现事故的主要原因就是施工的不合法性和管理的疏忽。

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浅谈山区高速公路桥梁设计、山区高速公路的主要特点山区高速公路的主要特点是地形地质复杂。

地形复杂,表现为地面高差大,变化频繁,横坡陡;地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、煤气地层等不良地质。

受此影响,路线布设时平纵横三个方面都受到约束,一般就是平曲线多,平面半径小,纵坡大,桥梁比例高,横坡陡,半边桥和高挡墙多。

山区高速公路桥梁也相应具有上述特点,弯坡桥多,高墩大跨多,墩台形式多,设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。

2、桥梁与路基的关系2.1桥梁跨越方案与高填方路基方案的比较山区高速公路桥梁很多不受水文控制而只受地形控制,因不宜采用路基方案而设置为高架桥,路桥设置界限问题,一直是难以把握的关键问题,也是影响公路造价的问题。

路基规范强调,路基中心填方高度超过20m时,宜和桥梁做方案比选。

,项目实际运作中,往往由于工期紧,或认为桥梁跨越方案安全省事,就直接考虑桥梁方案。

实际上,对于地质情况较好,虽然填方中心高度为30m,但收敛较快的v型峡谷,且桥隧相连地段,为消化隧道废方,考虑路基方案可能比桥梁方案更安全更经济,因为这样的地形架桥,场地局促,难度大,横纵坡陡,极易引发边坡不稳;而对于宽而平缓地段,虽然填方高度只是20m左右,但如果需跨标段借方,且运距远,填方基底还需花大量资金处理的路段,反而考虑桥梁方案可能更安全更经济。

所以笔者认为,山区高速公路路桥界限,不能一概而论,对于填土高度超过20m的路段,应根据地形、地质、前后构造物、前后路段的废方量、工程造价等进行综合比选后决定是否设置桥梁。

不能图快图省事,直接考虑桥梁方案。

2.2半边桥与挡墙的关系山区高速公路地形横坡陡峭,虽然可以通过设计为左右幅路基不一样高的错台路基来处理,但有时由于左右幅路基横向交通要求,需要设置转向车道,错台式路基方案不易实现,这时就不可避免地会出现半边桥。

当最低一侧填土高度15m左右时,应综合地形、地质将加筋挡墙,锚杆挡墙、弃土方案与半边桥做综合比较后决定是否设置桥梁。

3、结构体系特性为了保证行车舒适,结构耐久适用,山区高速公路标准跨径大中桥一般均采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系。

全刚构体系由于一座桥梁墩高相差较大,需通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力,这样一来,桥墩尺寸种类就比较多,美观性降低,施工相对麻烦一些。

全连续结构联长不能太长,舒适性差,墩台水平位移较大,墩柱尺寸需设计的相对大一些,材料较费。

根据地形,将中间墩高较高,刚度相差不大的相邻几个桥墩固结起来,利用其柔性适应桥墩所受的水平力,较矮的边墩设置滑板支座或橡胶支座,形成连续梁。

这样的刚构一连续体系,高墩、矮墩的受力性能都得到了改善,且适应地形特点。

山区高速公路桥梁多为弯、坡桥,曲线梁桥在弯扭耦合作用下,具有沿某一不动点变形的趋势,单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下,梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势,如果采用全连续结构,即上下构之间为橡胶支座连接时,这种滑移趋势往往造成梁体受力不平衡,支座脱空甚至破坏,从而导致梁体开裂。

因此山区高速公路桥梁宜采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系,既适应平面线形,又适应桥梁受力特点。

4、桥梁上部构造设计4.1一般设计原则山区高速公路,桥梁所占比重大,但一般来讲,大跨径桥梁方案毕竟是少数,绝大部分还是采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。

大跨径桥梁一般是控制因素不同,方案也各不相同,具有较强的个性特征,而标准跨径桥则更多的是具有共性特征,所以本文重点探讨标准化、装配化桥梁的设计。

山区高速公路桥梁常用标准化、装配化跨径有16、20、25、30、40、50m,横断面形式有空心板、t梁、小箱梁等。

对于跨径小于30m的,有空心板、小箱梁、t梁等三种结构可以选择,对于40、50m跨径,根据梁的受力特点,宜采用t梁。

30m以下,同一种跨径,究竟应当采用哪一种横断面形式,通过表1,就可以作出选择。

一孔上部构造主要材料指标表表1梁高跨径横断面形式桥宽(cm)工作面积(㎡)混凝土(m3/㎡)纲绞线(kg/㎡)普通钢筋(kg/㎡)数据来源90c㎡0空心板122400.54712.8484.49(赣粤高速)100c㎡0小箱梁122400.3809.08267.85(京珠北)120c㎡0t梁122400.3698.11285.24(三福线)从表1可以看出,小箱梁是介于空心板和t梁之间的一种横断面形式。

20米跨径时,t梁较为经济。

30m跨径以下,三种横断面比较,基本也是上述规律。

当然,这是山区的情况,平原地区则另当别论。

平原地区受净空和桥台填土高度的限制,桥梁上构要求尽可能降低建筑高度,这样可以减小纵坡,降低路基填土高度,减少占地及降低路基处理难度,对土源缺乏,软基较多的平原地区有显著的经济性。

20m空心板建筑高度最低,与路基综合起来比较具有优势,平原地区路网发达,分离式立交较多,空心板在美观方面优于另外两种断面,所以平原地区较多采用空心板。

山区高速公路桥梁一般净空无严格限制,另外,山区高速公路平面半径较小,超高缓和路段不可避免会出现在桥上,如果选用空心板和小箱梁,架梁时一片梁四个支点不易调平,易造成支座脱空,受力不均匀的情况,所以山区高速公路桥梁标准横断面宜优先采用t梁。

对于50m跨径t梁,在小半径平曲线上,由于内外梁梁长差较大,跨中矢高较大,对路线的适应性要差一些。

另外山区高速公路,交通运输、场地预制条件均较差,大型机具进入困难,50mt梁单片重150多吨,架设设备要求较高,运输及安装过程中变形不易控制,因此一般情况下不选用50m跨径t梁,所以山区高速公路桥梁,宜采用的常用标准跨径为20、25、30、40m.t梁之间的横向连接有铰结和刚接两种形式,采用铰联结时,铰只传递剪力,车辆荷载作用在铰缝处时,弯矩主要由现浇桥面来承受,这样一来,现浇桥面的厚度就必须加厚,否则,铰缝处桥面板易出现通长的纵向裂缝。

现浇桥面板厚度增加,意味着恒载增加,t梁配筋和钢索必须增加,经济性下降,所以t梁横向连接采用刚接较好。

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(jtgd622004)9.3.16条也有相应规定:预制t形截面梁的横隔梁连接,宜采用现浇混凝土整体连接,当然在斜交桥及异形桥中需要横向弱联结时,铰结也是很好的选择形式。

4.2具体桥梁设计具体到一座桥设计时,上部构造设计要处理好两个关系。

第一,处理好跨径与墩高的关系。

跨径与墩高的关系按桥梁美学原则,一般应选择比值为0.618-1之间,通过经济比较,往往又是经济的,也就是说20m跨径t梁适应的墩高一般为1220m,30m跨径适应的墩高一般为18-30m,40m跨径适应的墩高一般为24m-40m。

山区高速公路地形起伏变化频繁,通常应根据地形选择一种跨径,不宜根据墩高频繁变化跨径,墩柱高度变化很大时,可以采用20m与30m或者30m与40m 的组合跨径。

当一座桥梁,有几种跨径方案可选择时,应结合上下构做造价分析比较再做选择。

第二,处理好上部构造(板或梁)与平面曲线半径的关系。

桥位处平面曲线半径对桥梁跨径的选择及平面布置影响较大,主要表现为两个方面,第一是内外弧差,第二是中矢高。

墩台径向布置时,由于曲率半径的影响,内外梁梁长不等,半径越小,内外梁梁长差越大。

解决此问题一般两种途径,一种是根据平面半径变化梁长,另一种是不变梁长通过加大帽梁,加大封锚端或加长现浇连续段处理。

第一种方法变化梁长,设计简单,帽梁尺寸较小、规格统一,但一个标段,如果有几座桥处于不同的曲线半径上时,预制梁长度种类就较多,频繁调整模板虽不算很难,但每片梁都需要编号,堆放预制梁需要很大场地,这对地无百米平的山区确实是难以解决的问题,因此一般不采用变梁长方案。

采用等梁长方案时,如果半径较大,内外梁梁长差不大,可以采用内弧长等于标准跨径布置,如果半径较小,可以采用半幅桥中线弧长等于标准跨径布置,这样连续段长度一端比标准长度增加,一端减小。

内外弧差的问题解决后,还有中矢高的问题,一般中矢高10cm以内,可以通过调整护墙内缘使之适应平面线形;半径较小,中矢高大于10cm时,由于护墙一般为50cm宽,护墙调整太大外观不美,护墙功能亦削减。

此时亦有两种解决办法,一种是预制梁外缘按实际曲线预制,另一种是预制t梁边梁时,将边梁多预制一段长度,让现浇桥面板和护墙来适应平面线形。

边梁按实际曲线预制时,边梁翼缘板由于两侧不等宽,刚度不等,施加预应力时可能出现侧向翘曲,且不同半径外边梁形状不一样,种类多施工较麻烦。

第二种办法虽然材料稍有浪费,美观性稍差,仍优于前一种。

5、桥梁下部构造设计5.1桥墩高度较矮的桥墩(h<40m)多采用柱式墩,y型薄壁墩,其中又以柱式墩最常用。

柱式墩分圆柱和方柱。

圆柱施工中外观质量易控制,且与桩基衔接方便,平原地区用的较多。

但从美观上来说,方柱有棱有角,与上构梁体协调,有一定的视线诱导性,较美观。

从受力上看,截面积相等的方柱和圆柱,方柱抗弯刚度大于圆柱,受力优于圆柱,当体系为连续刚构时,方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的刚度,从而达到调整墩柱受力的目的。

圆柱为各向同性,调整起来效果差一些。

方柱的缺点是墩柱与桩基之间需通过桩帽连接,增加了工程数量,并且山区桥梁地面横坡都较陡,增加柱帽构造还会增加挖方工程量,引起边坡不稳,设计中应根据地形、上构结构形式、墩高综合考虑选用方柱或是圆柱。

y型墩薄壁是独柱双支座的一种墩型,美观性较好,但施工稍显复杂。

墩高较矮时,其施工既复杂又不美观所以少采用。

当墩高较高时y 型薄壁墩施工只需一套模板,只需搭一个支架,对于地面横坡较陡,搭支架困难,模板需求量大的山区桥梁,y型薄壁墩具有显著的优势。

从预算定额中也可以看出,同高度的柱式墩与y型薄壁墩相比,y型薄壁墩的基价低。

另外采用双柱墩时,由于地面横坡较陡,两个墩柱高度经常相差较大,由于线刚度ei/l差距大,导致一个墩两个墩柱受力差异较大,采用y型薄壁墩,只一个墩柱,就避免了上述缺陷。

也有人认为,上部的y型承托节约材料并不多,却施工麻烦,宜设计为实体,权衡施工进度和质量、安全和节省材料及美观之间的关系,也未尝不可。

不管外形如何,墩高较高时,采用独柱双支座外部形状y型的薄壁墩较为适宜。

5.2高墩一般矮桥墩的设计由强度控制,但当墩高较高时,就必须得考虑桥墩的稳定问题。

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(jtgd622004)关于偏心受压柱条文说明5.3.10条指出,当l0/h>30时,构件已由材料破坏变为失稳破坏。

l0为受压柱的有效长度,在0.5~2倍墩高之间变化,究竟取值多少,与施工状态、上构重量、上构和墩柱的连接方式即墩柱的支承刚度有关。

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