橋梁總體設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析

1、城市建設(shè)CONSTRUCTION隨著我國(guó)橋梁事業(yè)的飛速發(fā)展解決橋面鋪裝設(shè)計(jì)的問(wèn)題日益受到廣大設(shè)計(jì)者及施工管理部門的關(guān)注。橋梁作為城市交通工程中的重要組成部分其總體設(shè)計(jì)必須將滿足通行使用功能置于最優(yōu)先的地位。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出的要求是適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀，這些要求基本上包含了人們關(guān)心的所有重要問(wèn)題。具體的設(shè)計(jì)過(guò)程按承載能力和正常使兩種極限狀態(tài)來(lái)進(jìn)行。一、工程概況該橋梁位于廣東雷州市，根據(jù)湛江市發(fā)展和改革局組織召開(kāi)了補(bǔ)充初步設(shè)計(jì)審

2、查會(huì)議，原則同意補(bǔ)充初步設(shè)計(jì)推薦方案，對(duì)會(huì)議提出的有關(guān)事項(xiàng)形成了補(bǔ)充初步設(shè)計(jì)會(huì)審會(huì)議紀(jì)要。橋梁總體施工圖設(shè)計(jì)根據(jù)會(huì)議紀(jì)要中的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化、細(xì)化設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指標(biāo)為：(1)設(shè)計(jì)荷載。公路II級(jí)；設(shè)計(jì)速度2Okmh。(2)橋面寬。0.5m(防撞護(hù)欄)6m(行車道)十0.5m(防撞護(hù)欄)。(3)橋面縱坡。橋梁縱坡為單向一2.0%，坡長(zhǎng)195m。(4)控制水位。皎口水庫(kù)汛期基本控制水位64m，非汛期基本控制水位69m。(5)地震動(dòng)

3、峰加速度0.05g，簡(jiǎn)易設(shè)防。(6)橋梁設(shè)計(jì)安全等級(jí)二級(jí)。(7)橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。(8)混凝土耐久性按II類環(huán)境設(shè)計(jì)。二、地質(zhì)概況橋梁所處場(chǎng)地地層以侏羅系上統(tǒng)高塢組晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r為主體，上覆厚度不一的第四系松散層。松散層主要分布于橋梁中部及北段，坡洪積成因，鉆探揭露厚度l1.8～14.1m，巖性為含粘性土碎塊石：稍密、中密狀態(tài)，極不均勻。場(chǎng)地地下水主要補(bǔ)給形式為大氣降水，水位隨季節(jié)、氣候變化較大。地下水對(duì)砼一般無(wú)腐蝕性。三、

4、方案比選1.橋位初步設(shè)計(jì)階段對(duì)橋位提出了兩個(gè)方案進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致地比選。方案一。在原址重建施工，優(yōu)點(diǎn)是交通通行方便，可以直接連接原村里和老路，也可利用原基礎(chǔ)施工節(jié)省造價(jià)。方案二。新橋位設(shè)于老橋位上游約300m處。此處山體突出，水面較窄，兩岸地勢(shì)較好，兩岸距離約180m，其中庫(kù)區(qū)水面寬140m，灘地寬40m，橋位附近有一約l500m2的梯田可作施工場(chǎng)地。經(jīng)實(shí)地考察，對(duì)橋位和施工條件進(jìn)行了多方探討后認(rèn)為：老橋總長(zhǎng)250m，左右，橋位處水庫(kù)水面

5、較寬，原橋垮塌造成橋位下存在垮塌物，影響對(duì)基礎(chǔ)的施工。兩岸延伸出較長(zhǎng)堤壩，存在工程隱患，不利原址重建施工。鑒于老橋大部分垮塌，且剩余幾孔也存在嚴(yán)重隱患，僅南岸引橋尚好，不好修復(fù)，建議選擇方案二。2.橋型在初步設(shè)計(jì)階段作了以下三個(gè)同等深度的橋型方案進(jìn)行比選。方案一。9孔20m跨徑預(yù)應(yīng)力砼空心板簡(jiǎn)支梁橋，橋面多跨連續(xù)，橋長(zhǎng)為181m；下部構(gòu)造采用雙柱式墩，2根鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.5m，橋臺(tái)為埋置式肋板型。優(yōu)點(diǎn)是橋型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，便

6、于機(jī)械化流水作業(yè)，施工工期短，缺點(diǎn)是橋型單調(diào)，下部結(jié)構(gòu)施工量較大，造價(jià)較高等。方案二。主橋橋型為44m70m44m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，左側(cè)邊跨為13m后張預(yù)應(yīng)力混凝土空心板?？鐝綖?3m44m70m十44m，全長(zhǎng)171m。下部構(gòu)造采用雙柱式墩，直徑1.50m。優(yōu)點(diǎn)是橋墩總阻水面積最小，泄洪能力最大；下部結(jié)構(gòu)水下施工量小，水中橋墩施工較易；上、下部結(jié)構(gòu)工程量最小，施工工期最短。缺點(diǎn)是上部構(gòu)造施工需要設(shè)備復(fù)雜，雙導(dǎo)粱安裝簡(jiǎn)支箱梁，施

7、工工藝要求嚴(yán)格。方案三。選用2孔跨懸索線石砌板肋拱橋，凈跨75m，除中間橋臺(tái)外，兩側(cè)均奠基在兩岸巖壁上，利用兩岸的巖體承受該橋主拱的推力，可節(jié)省橋臺(tái)的圬工體積，矢跨比18。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)美觀。風(fēng)景區(qū)，旅游事業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)交通運(yùn)輸事業(yè)的興旺，石砌板肋拱橋具有民族特色，與風(fēng)景區(qū)協(xié)調(diào)。另外根據(jù)因地制宜，就地取材的原則，該橋附近龍山石灰?guī)r藏量豐富，料場(chǎng)經(jīng)取料試壓，強(qiáng)度達(dá)到80MPa，料場(chǎng)方便，選用該橋型經(jīng)濟(jì)合算，造價(jià)最低。缺點(diǎn)是現(xiàn)在單幅橋梁施工，考

8、慮到遠(yuǎn)期發(fā)展橋梁須拼寬施工較難，也讓設(shè)計(jì)以及管理單位對(duì)這種橋型質(zhì)量控制頗為擔(dān)心。根據(jù)論證比較，考慮地形、地質(zhì)、通航、經(jīng)濟(jì)、施工等各種因素及因地制宜的方針，考慮到盡量降低施工難度，縮短工期，減少工程造價(jià)，橋梁美觀等因素，以及為今后航道變遷留有余地，通過(guò)方案公開(kāi)招標(biāo)，經(jīng)專家評(píng)定后決定選用方案二簡(jiǎn)支箱梁的推薦方案作為設(shè)計(jì)方案。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要點(diǎn)1.主橋箱梁構(gòu)造主橋采用單箱單室變截面箱梁，雙向預(yù)應(yīng)力，中支點(diǎn)梁高35m，跨中及邊跨梁端高1.8m，

9、梁高按二次拋物線變化。單箱寬度7m，兩側(cè)懸臂外挑1.75m，箱底寬3.5m。頂板厚25cm，中支點(diǎn)處腹板厚60cm，通過(guò)1號(hào)節(jié)段過(guò)渡到45cm，底板厚按二次拋物線變化。底板底面拋物線方程：Y=(1／9.853)χ一(1／660.147)x2，底板頂面拋物線方程：y=(1／11.964)χ一(1／801.607)x2，跨中厚30cm，根部厚50cm，l號(hào)節(jié)段為54.9～100cm變化加強(qiáng)。主墩頂橫梁寬2.4m邊墩頂橫梁寬1.0m。橋面橫坡

10、1.5％，由箱梁頂板變厚形成。2.預(yù)應(yīng)力體系主橋箱梁按雙向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)，縱向預(yù)應(yīng)力分為頂板束、腹板束、底板束，采用GBT5224～2003標(biāo)準(zhǔn)中的Φ15.20鋼絞線，縱向預(yù)應(yīng)橋梁總體設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析徐其福湛江市公路勘察設(shè)計(jì)院廣東湛江524000摘要：在經(jīng)濟(jì)是益發(fā)展的今天，我國(guó)橋梁工程方面的建設(shè)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的好壞已成為人們關(guān)注的話題。然而橋梁設(shè)計(jì)中存在的很大的一個(gè)問(wèn)題就是橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性能，基于對(duì)比現(xiàn)行規(guī)范對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出的

11、適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的要求，本文對(duì)橋梁總體設(shè)計(jì)因素進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)要點(diǎn)公路橋梁385萬(wàn)方數(shù)據(jù)城市建設(shè)CONSTRUCTION力鋼束采用12Φ15.20、9Φ15.20及5Φ15.20鋼絞線，錨具采用YMI512、YMI59、BMI5—5成套錨，張拉噸位分別為2343.6、1757.7及976.5kN。3.下部構(gòu)造主橋主墩采用實(shí)體墩，直徑150cm鉆孔灌注樁；主橋與邊跨交接墩采用實(shí)體墩，墩頂蓋梁形式為高低墩。

12、直徑120cm鉆孔灌注樁，樁基按支承樁設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)以第23層中風(fēng)化晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r層作為樁端持力層，直徑150cm和直徑I2Ocm樁端進(jìn)入該層要求各不小于3.5m和2.0m。橋臺(tái)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，4號(hào)臺(tái)臺(tái)后設(shè)6m長(zhǎng)的直線型搭板。五、設(shè)計(jì)特點(diǎn)方案二經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后具有以下特點(diǎn)：1.體現(xiàn)了因地布孔，跨徑逐漸過(guò)渡。在全河床斷面上布設(shè)44m70m44m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，使高低水位均能通航，充分利用了水資源。本橋橋墩較高，且尺寸較小，橋墩總阻水

13、面積最小，泄洪能力最大，總體布置協(xié)調(diào)、合理。2.本橋33m高墩(墩至河床面間距)在我省設(shè)計(jì)比較少見(jiàn)。全橋橋墩受力均采用集成剛度法分配水平力，計(jì)人了制動(dòng)力、溫度影響力、主梁砼收縮徐變影響力和船舶撞擊力的作用。3.全橋樁基均按彈性嵌固計(jì)算，樁基均嵌人弱風(fēng)化巖層。根據(jù)巖性風(fēng)化程度及覆蓋層情況不同而設(shè)計(jì)不同的樁底高程。4.全橋僅設(shè)三道大變位組合式伸縮縫裝置，以使行車平穩(wěn)、舒適。5.箱梁0、1號(hào)塊及邊跨平衡段采用拖架、支架現(xiàn)澆，其余采用掛籃平衡懸

14、臂澆筑施工，掛籃和現(xiàn)澆支架除了應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定要求外，施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行模擬壓重試驗(yàn)，以減小非彈性變形，并獲得彈性變形值，供實(shí)際施工時(shí)參考。0號(hào)塊澆筑時(shí)應(yīng)采取有效措施降低水化熱。成橋后表面光滑，線形圓順，棱角分明，做到內(nèi)實(shí)外美。六、結(jié)束語(yǔ)總之，橋梁設(shè)計(jì)要堅(jiān)持“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工及養(yǎng)護(hù)”的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行多方案比選；重視橋梁方案和施工方案相結(jié)合，綜合考慮橋位選擇、橋型方案、孔跨布置、技術(shù)施工的可實(shí)施性及環(huán)境協(xié)調(diào)性等方面因素，從設(shè)

15、計(jì)源頭控制工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益“雙贏”。參考文獻(xiàn)：[1]鐘健聰，二廣高速公路粵境連州至懷集段橋梁總體設(shè)計(jì)[J].廣東公路交通，2010，03[2]黃琛，樞紐立交內(nèi)橋梁總體設(shè)計(jì)[J].廣東公路交通，2009，02[3]蘇高裕，廣梧高速公路雙鳳至平臺(tái)段橋梁總體設(shè)計(jì)[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，04[4]劉金福，大型互通立交橋梁總體設(shè)計(jì)實(shí)例剖析[J].中國(guó)市政工程，2005，05一、路線平面線形的選擇路線平面線形，通

16、常是直線、圓曲線和緩和曲線(通常為回旋線)3種基本線形要素的組合。直線是采用較多的線形，它具有最直接、方向最明確、易于布設(shè)等特點(diǎn)，然而直線線形缺乏靈活性，難以適應(yīng)地形、地物，不易與周圍景觀相協(xié)調(diào)，因而在應(yīng)用上自然受到限制。而且，直線過(guò)長(zhǎng)，易使駕駛者感到疲勞犯困，易造成車速過(guò)快，并使駕駛者目測(cè)車距容易產(chǎn)生誤差而引發(fā)事故；因此，直線設(shè)計(jì)應(yīng)該慎重。但是，對(duì)于長(zhǎng)大橋、長(zhǎng)隧道及其連接線區(qū)間，考慮到施工方便、經(jīng)濟(jì)以及安全因素，還是應(yīng)適當(dāng)靈活的采用直

17、線。以曲線為主的道路，要求駕駛者必須經(jīng)常移動(dòng)注意點(diǎn)來(lái)進(jìn)行駕駛操作，同時(shí)，車輛在沿著彎道行駛時(shí)，展現(xiàn)在駕駛者前面的是經(jīng)常變化著的自然景色，顯得更加有趣和多樣化。國(guó)外如日本、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，強(qiáng)調(diào)高速公路平面線形以曲線為主的理念。例如：日本的九州高速公路全部為曲線，東名線96％為曲線；德國(guó)的規(guī)范規(guī)定，直線長(zhǎng)度不得超過(guò)20倍設(shè)計(jì)速度的值。從廣東近年來(lái)設(shè)計(jì)的幾條高速公路來(lái)看，以曲線為主的設(shè)計(jì)方法也正在更多地被采用。在山區(qū)地區(qū)，以曲線為主的平面

18、設(shè)計(jì)是較為理想的，也易于做到。如廣東某某全程65%都是以曲線為主，在平原地區(qū)以曲線為主的平面設(shè)計(jì)亦應(yīng)是方向，但在平原地區(qū)，一般都有規(guī)劃整齊的農(nóng)田水利網(wǎng)和道路網(wǎng)，在這些地區(qū)，適當(dāng)?shù)夭捎弥本€，避免對(duì)原有的和規(guī)劃的農(nóng)田水利網(wǎng)及道路網(wǎng)進(jìn)行不必要的切割和破壞，影響其使用功能。直線和曲線都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，很難單一的評(píng)述其優(yōu)劣。采用何種線形，主要取決于路線與地形及周圍環(huán)境相適應(yīng)的程度，以及平縱線形配合的情況，至于直線或曲線究竟占多大比例，我認(rèn)為則居次

19、要。一條與地形地物相協(xié)調(diào)的或直或彎的舒順流暢的路線，無(wú)論在保證行車安全、縮短行車時(shí)間、節(jié)省工程投資、增加自然美感等方面，無(wú)疑比硬性地、人為地敷設(shè)彎道或不顧地形地物而強(qiáng)拉直線要好很多。高速公路線形設(shè)計(jì)，還要特別注意平面與縱面線形的配合。在平面設(shè)計(jì)時(shí)，就要為縱面線形設(shè)計(jì)考慮，為平、縱線形的組合設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。二、平面線形指標(biāo)的掌握和應(yīng)用1直線直線的設(shè)計(jì)，通常分為長(zhǎng)直線設(shè)計(jì)和最小直線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)。平面線形設(shè)計(jì)時(shí)，即使在以曲線為主的線形設(shè)計(jì)中，直線都

20、占有一定的比例，因此在路線平面線形設(shè)計(jì)中，要重視直線的設(shè)計(jì)。（1）長(zhǎng)直線設(shè)計(jì)長(zhǎng)直線主要出現(xiàn)在平原地區(qū)的線形設(shè)計(jì)中。在這類地區(qū)，受農(nóng)田水利網(wǎng)和道路網(wǎng)的影響，采用一些適當(dāng)長(zhǎng)度的直線是可行的，但要避免過(guò)長(zhǎng)的直線，以減少枯燥感、單調(diào)感和不安全因素。如果高速公路外面的景觀也是單調(diào)的，那么給駕駛者總的感覺(jué)是厭煩和瞌睡，甚至?xí)?lái)災(zāi)難性的后果。廣東地區(qū)村鎮(zhèn)密集，公路網(wǎng)縱橫，因此立交、通道、跨河橋密集，導(dǎo)致縱面變化頻繁，過(guò)長(zhǎng)的直線使得平縱難以配合，對(duì)高