山区高速公路桥梁设计特点与方法

发表时间:2020/5/27   来源:《建筑实践》2020年1月第3期   作者:姜健
[导读] 针对山区高速公路桥梁设计中存在的主要问题,
        摘要:针对山区高速公路桥梁设计中存在的主要问题,简要介绍做好山区高速公路桥梁设计工作的现实意义、山区高速公路桥梁设计需要考虑的主要因素,如加强地质勘察、全面考虑公路桥梁结构附加力等等,提出桥梁设计特点与方法,希望能够为相关人员提供帮助。
        关键词:山区高速公路桥梁;公路桥梁设计方法
        引言
        如今,为满足公路线形布置要求,山区高速公路地形特殊,加之山区高速公路不断延伸,所跨越的地形越来越复杂,这使得桥梁墩身高度增加,甚至达到超高墩的水平,这就对施工技术提出了很大的考验。
        1高速公路桥梁施工的特点
        1.1施工时间长
        高墩长度一般在30m以上,而混凝土拌和每次只能填充3m高度。因此,高墩施工需要耗费较长时间,通常要经过十多次搅拌才能完成混凝土填充任务。此外,高墩施工受机械设备性能、周围环境、施工人员素质等因素影响,其施工时间可能更长。
        1.2地形崎岖不平
        中国幅员辽阔,地形类型多样,主要地形特征是山地、高原和丘陵,且山区地形具有一定的特殊性,表现为地势崎岖,多为高地,山路狭窄,以滚石为主,多为碎石,斜坡和断层等地方居多,各部分与地形密切相关
        1.3水质的特殊性
        山区水质以雨水和泉水为主。雨水对山区有双重的影响,雨水在山区灌溉里面起着重要的作用,同时对地质环境有一定的危害性。当雨水侵蚀太强的时候,会导致山体滑坡和泥石流。这类地质灾害对公路建设和桥梁选择都有一定的挑战,所以桥梁选择需要从多方面考虑。
        2高速公路桥梁高墩施工技术类
        2.1墩柱浇筑的技术
        因为山区公路桥梁桥墩普遍较高,不可能同时用混凝土浇筑桥墩,为保证尽快成型,使桥墩之间的混凝土能够分开进行建设,必须根据混凝土的种类和混凝土类型进行光滑结合,减少施工量。尽量使各部位浇筑时间一致,以免混凝土凝结时间过长。另外,混凝土浇筑的时候,混凝土输送泵必须安装牢固,当距离时间比较长的时候,可利用二级泵站进行输送。为使模板周围的混凝土饱满光滑,可以加强基本的强度设计。
        2.2桥梁模板施工技术的分析
        在公路桥梁施工里面,桥梁模板的施工起到了极其重要的作用。在桥梁施工的时候,一定要严格按照原结构设计施工。桥墩结构一定要加工安装大量优质钢板,每段模板高1.5m,由2个半圆模板拼装而成。在工厂加工制造的时候,应注意满足布局平整、尺寸精度高、拆卸方便、接头紧密、重复使用不易变形等要求。在模板安装前,要仔细检查模板尺寸是否正确,并按原设计要求确定安装位置。桥梁混凝土振捣的时候,一定要安装牢固,保证模板不落、泥浆不漏,进而保障桥梁建设工程的顺利进行。
        2.3路桥地基处理技术
        在山区高速公路建设中,公路桥梁地基的处理也十分重要。在不同的区域进行施工的时候,必须要根据区域的环境特点来进行区别施工,在进行全面基础面积的覆盖时,必须要采用科学合理的施工技术。首先要采用回荡式的灌溉工具处理,利用这种工艺可以很好地解决问题。同时还可以采用混凝土防渗漏技术,防治地下水渗漏,通过混凝土防渗漏技术,可以针对目前桥梁施工的薄弱点进行针对保护,加强桥梁的稳定性。
        3山区高速公路设计要点
        3.1山区高速公路桥梁支座设计要点
        在设计山区高速公路桥梁支座时,设计人员要明确桥梁支座的重要作用,桥梁支座需要具备良好的竖向承载能力,能够承载桥梁上部结构水平应力。想要避免桥梁支座出现变形,针对多跨连续桥梁工程,设计人员可以在中间的桥墩位置设置好固定支座,而且在桥台,包括周围的桥墩部位,设置纵向滑动支座,保证桥梁变形能够均匀的分布在桥梁跨内。针对独柱墩支座,设计人员要全面考虑桥梁倾覆现象,如果是曲线梁桥中间墩,可以将其进行横向偏移,有效抵抗公路桥梁运行中车辆偏载应力。
        另外,设计人员还要做好桥台设计工作,通常来说,山区高速公路桥梁设计当中采用的桥台形式主要分为三种,分别是桩柱式桥台、肋板式桥台、重力U形桥台。

应用效果比较好的是重力U形桥台。结合有关规定标准要求得知,重力式U形桥台高度不宜超过10m,能够更好的满足公路桥梁桥台填土压力需求。
        桥台作为公路和桥梁的衔接位置,通过做好桥台设计工作,能够保证桥梁的稳定性得到不断高。设计人员在设计山区高速公路桥梁的桥台时,要特别注意以下问题。
        第一,明确桥台高度和桥梁上部结构之间的关系,在桥台设计环节,尽可能降低桥台的高度,保证高速公路桥梁上部结构长度得到更好延伸,满足工程项目建设需求。第二,为了避免桥台的台身发生竖向开裂与剪切破坏,可采取换填片石混凝土方法,对基底进行高效的处理,针对高度比较大的重力式桥台,可以在墙身的外露部位设置一定量钢筋网,防止桥台出现大面积的裂缝。
        3.2做好山区公路边坡治理工作
        山区公路的边坡也是事故多发的区域,做好山区公路的边坡治理工作能有效的提高公路的安全性与稳定性。山区公路通常建在山体的附近,当自然条件较为恶劣时,公路的运行质量会受到较大的影响。加强对边坡的治理强度可以有效的预防公路运行过程中可能出现的安全隐患。相反,若边坡的治理效果不佳,则可能导致公路在投入使用后产生各种问题和故障,例如车辆无法正常的行驶,乘车的安全性下降,公路的使用寿命变短,自然环境受到严重破坏等。山区公路中常见的边坡危害包括边坡塌陷、路基位移、沉降等。这些问题通常是由于边坡的高度设计不合理、路堤压实程度不符合要求等因素导致的。
        3.3钢筋施工
        3.3.1钢筋加工
        钢筋统一在加工棚制作,然后运输到现场进行绑扎。钢筋加工精度应有保证,加强进料与出库的管理,将钢筋加工好以后分类存放,挂设相应的标牌,在标牌上应写上钢筋类型、规格及安装位置,未经检验和检验不合格的钢筋,禁止使用。
        3.3.2钢筋运输
        钢筋在加工棚中加工好后,随车吊运到施工现场。
        3.3.3钢筋安装
        钢筋通过现场绑扎安装,在承台处的混凝土实际强度满足实际要求后进行。按照设计图纸,主筋的接长需使用机械接头进行,也可进行搭接焊接。对于连接套筒,其刚度、强度以及和钢筋之间的连接强度都必须达到标准。在钢筋焊接的过程中,应使用不低于T502的焊条。使用机械接头前应进行破坏试验,使用焊接接头前则要进行工艺试验。如果钢筋沿竖直方向的长度在6m以上,则要把它临时固定于支架上,避免发生倾斜,导致不垂直。另外,为了使钢筋有足够的保护层厚度,可使用强度等级相同的混凝土制作垫块,并按照1m2/个的要求布置。
        3.4进行墩柱结构防震加固
        在山区高速桥梁施工过程中,要求注意避免由于间距过大以及横向约束箍筋数量不足而导致墩柱发生开裂,此时难以防止纵向受压钢筋屈曲的问题,为此在设计时要求严格控制箍筋的配置,结合实际情况,在必要情况下可以通过螺旋式箍筋进行约束。
        在进行抗震设计时,要在桥墩端部位置处设置减震阻尼装置,这够减少下部墩柱二次弯矩效应过大而可能出现的弯曲失效等问题,运用过程中能够有效控制高墩位移,以此达到良好的抗震加固效果。有效设计墩柱延性,避免高速公路桥梁设计中出现支撑力不足而整体垮塌的现象,因此在设计过程中要加强山区高速公路桥梁的延性设计,避免桥梁运行过程中出现突然的脆性破坏,给桥梁问题的发现与补救留出一定的时间。
        结语
        因为山路的特殊性,其地质、水质也具有一定的特殊性,所以在桥梁施工的时候,一定要考虑到桥型是否符合地质、地形要求。山区施工环境差,建设条件差,在桥梁施工中要注意环境因素的影响。在选材和运输机械的时候,要因地制宜。山区高速公路桥梁建设投入使用后,应注意定期检查和养护,对高速公路各阶段定期进行故障排除和检测,确保车辆安全行驶。山桥的建设与美景的和谐是一个有机的整体,在桥梁建设的过程中,要对桥梁的路线、桥型等外观的选择进行检查,桥梁的建设不应影响山景,而应增加山景的光彩。
        参考文献
        [1]黄郑文.山区高速公路桥梁空心薄壁高墩液压自爬模设计与施工[J].世界桥梁,2019(3).
        [2]高志强.全套管钻孔桩成套技术及其在复杂地层环境中的应用[J].长江工程职业技术学院学报,2018(2):22-24.
       
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