針對山區(qū)峽谷橋梁設(shè)計的研究
2015-08-04
在我國公路、鐵路交通建設(shè)中，山區(qū)V型U型峽谷的跨越是關(guān)系到路線設(shè)計以及行車安全的關(guān)鍵。針對我國現(xiàn)代公路鐵路建設(shè)發(fā)展的需求，山區(qū)大跨度、高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁近年來得到了廣泛的應(yīng)用。利用高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的技術(shù)特點有效解決山區(qū)峽谷跨越面臨的技術(shù)問題，為促進(jìn)我國公路鐵路建設(shè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在現(xiàn)代公路鐵路建設(shè)快速發(fā)展的今天，山區(qū)橋高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用能夠為山區(qū)交通基礎(chǔ)建設(shè)提供技術(shù)支持，促進(jìn)交通基礎(chǔ)建設(shè)中科學(xué)的應(yīng)對山區(qū)地形條件。
1 高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁技術(shù)概述
高墩連續(xù)梁鋼構(gòu)橋梁技術(shù)是現(xiàn)代橋梁技術(shù)綜合應(yīng)用的典型技術(shù)。利用高墩技術(shù)提高橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定，利用連續(xù)梁技術(shù)的變形和內(nèi)力小特點提高工程結(jié)構(gòu)的受力結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、提高連續(xù)梁的穩(wěn)定性。在現(xiàn)代橋梁設(shè)計與建設(shè)中，高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。利用高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁技術(shù)特點以及其使用壽命長、受力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點促進(jìn)我國基礎(chǔ)交通建設(shè)的發(fā)展。在現(xiàn)代山區(qū)公路、鐵路的建設(shè)過程中，高墩連續(xù)梁鋼構(gòu)橋結(jié)構(gòu)式跨越山澗、峽谷的主要結(jié)構(gòu)，其在我國路橋建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。筆者從自身的實際工作經(jīng)驗出發(fā)，結(jié)合一部分橋梁的實際案例對山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計進(jìn)行了簡要論述。
2 山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計分析
2.1針對山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計需求，強化地質(zhì)勘探與地形勘測的分析
由于山區(qū)地形、地質(zhì)情況復(fù)雜，因此在進(jìn)行山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計前需要對地質(zhì)勘探以及地形勘測報告進(jìn)行細(xì)致的分析與探討。通過詳細(xì)的分析與探討使設(shè)計人員能夠了解山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的實際情況，同時為后期針對地質(zhì)情況、地形條件進(jìn)行設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
2.2了解氣候條件， 針對氣候條件進(jìn)行橋梁設(shè)計
了解山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁所在地的氣候條件能夠為設(shè)計人員風(fēng)荷載計算、使用壽命與使用安全性相關(guān)計算工作奠定基礎(chǔ)。另外，通過山區(qū)氣候條件的分析還能夠了解山區(qū)氣候條件對高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的影響，為科學(xué)的設(shè)計橋梁壽命與荷載奠定基礎(chǔ)。
2.3以橋梁設(shè)計基本原則與規(guī)范為基礎(chǔ)進(jìn)行山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計
在山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計中，要以橋梁設(shè)計的基本原則與規(guī)范作為基礎(chǔ)，以此實現(xiàn)橋梁設(shè)備使用需求、實現(xiàn)經(jīng)濟安全和美觀的目的。山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計過程中首先要對設(shè)計要求以及橋梁的需求進(jìn)行論證。以論證結(jié)果以及設(shè)計要求作為基礎(chǔ)開展荷載等計算工作。在此基礎(chǔ)上依照橋梁設(shè)計的基本原則進(jìn)行山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計，并在此技術(shù)上實現(xiàn)橋梁承載力、使用壽命等要求。針對現(xiàn)代路橋建設(shè)的需求，設(shè)計過程中應(yīng)以設(shè)計的基本原則作為基礎(chǔ)，綜合考慮橋梁技術(shù)性、經(jīng)濟性以及后期使用維護便捷性以及成本等問題。針對山區(qū)橋梁建設(shè)的特點，現(xiàn)代橋梁設(shè)計過程中必須從橋梁設(shè)計的基本原則入手，根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求進(jìn)行高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計工作。以基本原則以及規(guī)范的遵守確保山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計能夠滿足設(shè)計、施工要求，滿足信貸路橋建設(shè)的需求。
2.4山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計的注意事項
連續(xù)鋼構(gòu)橋梁雖然應(yīng)用時間較長、已不是新興橋梁結(jié)構(gòu)型式，但在全國范圍內(nèi)仍屬復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)形式之一，其設(shè)計和施工仍存在許多不確定因素，特別是橋墩高度在40m以上的高敦連續(xù)鋼構(gòu)橋梁，在設(shè)計和施工過程中許多方面仍值得關(guān)注和研究。這在很大程度上影響了山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用以及相關(guān)質(zhì)量工作的開展。針對這樣的情況，山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計過程中應(yīng)從高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)特點入手，針對實際情況進(jìn)行設(shè)計與計算。針對山區(qū)氣候特點，山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的設(shè)計中需要對其結(jié)構(gòu)使用性能、工程建設(shè)情況等進(jìn)行分析。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁易受環(huán)境侵蝕、車輛荷載以及人為因素等作用造成的性能退化進(jìn)行承載力以及荷載計算。按照設(shè)計使用壽命進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計以此保障橋梁的使用安全。
2 . 5分析與探討
針對山區(qū)特殊地形，一大橋工程設(shè)計荷載為公路-Ⅱ級，主橋上部結(jié)構(gòu)為46+80+46m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)鋼構(gòu)箱梁結(jié)構(gòu)。鋼構(gòu)墩頂處梁高4.8m，跨中梁高2.3m。引橋上部結(jié)構(gòu)為單孔簡支的25m裝配式預(yù)應(yīng)力砼組合小箱梁。下部結(jié)構(gòu)主橋主墩采用空心薄壁墩，挖孔灌注樁基礎(chǔ)，邊墩采用樁柱式橋墩，挖孔灌注樁基礎(chǔ)。引橋橋臺均為重力式U臺，擴大基礎(chǔ)。從該橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中可以看出，本橋設(shè)計過程中充分考慮了大橋設(shè)計與使用需求、考慮了環(huán)境以及地形的影響。運用將現(xiàn)代橋梁設(shè)計技巧以及不同的結(jié)構(gòu)形式滿足橋梁建設(shè)與使用的需求。為了實現(xiàn)橋梁風(fēng)荷載、使用壽命、結(jié)構(gòu)強度的需求，該橋橋墩內(nèi)沿豎向每隔15米間距設(shè)置一道橫隔板。通風(fēng)孔設(shè)在每個分箱室的中間，泄水孔直徑8cm，設(shè)在墩低最低處。通過設(shè)計的注意事項以及設(shè)計方式的運用有效的保障了橋墩主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、同時充分考慮山區(qū)降水量大、時間短等特點。以針對實際情況的設(shè)計保障了橋體的安全、保障了橋體結(jié)構(gòu)的使用壽命。
3 預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計探討
預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)具有高強度、高剛度的優(yōu)勢在山區(qū)橋梁設(shè)計中有著重要的應(yīng)用。在山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計中，應(yīng)針對預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)的特點進(jìn)行設(shè)計。針對預(yù)應(yīng)力箱梁設(shè)計與應(yīng)用的特點，設(shè)計過程中需要注重箱梁結(jié)構(gòu)與高墩結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，注重箱梁結(jié)構(gòu)耐久性與安全性。根據(jù)山區(qū)氣候條件進(jìn)行箱梁結(jié)構(gòu)受風(fēng)荷載以及超載等因素的影響，同時注重使用過程中使用年限對箱梁結(jié)構(gòu)的影響。針對山區(qū)橋梁建設(shè)的實際情況進(jìn)行預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計，以此保障橋梁使用安全。
4 結(jié)論
綜上所述，現(xiàn)代公路交通以及鐵路發(fā)展過程中山區(qū)橋梁建設(shè)關(guān)系到我國交通運輸行業(yè)的發(fā)展、關(guān)系到經(jīng)濟的發(fā)展。在現(xiàn)代交通基礎(chǔ)建設(shè)中，應(yīng)針對山區(qū)地形特點選用合理的結(jié)構(gòu)以滿足建設(shè)設(shè)計需求。以橋梁設(shè)計基本原則以及規(guī)范作為指導(dǎo)進(jìn)行山區(qū)高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁設(shè)計，通過科學(xué)的設(shè)計保障設(shè)計質(zhì)量、滿足橋梁建設(shè)與使用需求，保障橋梁的使用安全。
