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【摘 要】交通是人们出行的基本保障也是国家经济发展的依靠,公路桥梁作为最主要的交通方式,近年来得到了迅速的发展。随着公路桥梁建设规模的不断扩大,建设经验的不断积累,人们对于公路桥梁的质量安全问题也有了全新的认识,公路桥梁的下部结构日益成为施工建设的核心。文章将就公路桥梁的下部结构设计的现存若干问题着手分析具体的处理方案。
【关键词】公路桥梁;下部结构;结构形式;设计;问题处理
0.引言
公路桥梁的下部结构是公路桥梁的主体部分,其建设质量的好坏直接关系到公路桥梁的安全性;同时公路桥梁的下部结构也是建设施工的主体部分,施工量比较大,如果能够进行合理的设计和科学的施工,就能够大大的缩减建设施工过程中的经费开支,缩减工期,更利于施工单位的经济效益的提升。此外,公路桥梁的下部结构是地表上的一种建设施工,其外观的整体形象直接关系到人们对于桥梁公路的整体审美评价。
1.桥台结构型式选用
1.1钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.2轻型桥台
轻型桥台的特点是台身体积较小, 台身为直立的薄壁墙, 台身两侧设有翼墙(用于挡土), 可以将侧墙做成斜坡。
1.3埋置式桥台
埋置式桥台又可分为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。因为台身埋在锥形护坡中, 桥台所受的土压力大为减小, 所以桥台的体积也就得到相应减小。
2.桥墩结构型式选用
2.1钢筋混凝土薄壁墩
它主要有单肢和双肢两种形式。单肢的设计比较简单,材料使用也相对较少,主要应有与地质条件相对较差的桥梁结构;而双肢结构主要适用于城市的立交桥建设施工。
2.2重力式桥墩
该种桥墩主要利用自身的重量来平衡外界对它的影响,该桥墩在施工中建议选用天然的石材节约成本,保证桥墩的自身重量。
3.下部结构内力计算
为了保证桥梁结构的安全,整个工程的计算工作主要集中于下部结构,故下部结构内力计算方法的选用是否正确,考虑因素是否全面,直接关系到工程的安危,为此做以下几点分析。
3.1墩台盖梁内力计算
常用的计算方式,首先按照图纸的设计对各个横截面的受力点进行分析,在根据不同受力点的受力数据进行数学公式计算,最终确定相应的内力变化范围。而最近人们则采用一种更加便捷的计算方式,该方式主要是将原有的计算模式进行简化,按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算。
3.2桥墩内力计算
桥墩在使用的过程中受到外界力量的不断挤压必然会发生不同程度的变型,这种变型是缓慢的,但是如果不对其受力变型进行事前分析和处理,可能造成桥梁的坍塌事故。桥墩内力计算具有特定的标准和流程,需要按照规定进行计算。
3.3桥台内力计算
桥墩的结构比较密实,因此压力计算比较稳定,相比较而言,桥台的内力计算更加困难,环节也比较多,下面将对其进行具体的分析和介绍:
3.3.1钢筋混凝土薄壁台土压力计算
软土地基的稳定性较差,是施工中的难点,因此测量出其压力数值成为一个核心的工作,软土地基的钢筋混凝土薄壁台的压力计算具体的应该由以下几个方面:
3.3.2埋置式桥台土压力计算
土压力的系数值通常是参考施工前的地质条件,而在建设施工的过程中,会出现地基的浇筑以及渗水等情况,这样土压力的数值会受到影响,施工的安全性会降低,为了防止在建设的过程中出现坍塌,同时也为了保障桥梁的基本质量,应该注意以下几点的改良:
a)通过提高桥梁的长度来减少桥台的高度,这样高度的降低就会减少土地受到的压力,桥墩的稳定性随之加强。
b)从物理学的角度分析,加大压力的受力面积从而减少压力的数值。通常采用铺设竹筏等材料的办法扩大面积,这种施工方式还能够有效的节约经济成本。
c)减轻台背荷载法,该种方法最为简单,选用质量较轻的施工材料,或者是在内部填充空箱,以此来减轻桥台的压力。
d)平衡压重填土法,先在台前填土压重,然后再进行台背填土。
3.3.3地震土压力计算
地震土压力随着桥梁等级的提高而加大,计算时不考虑活载作用。通洋高速公路大部分路段地震烈度为Ⅶ,地震组合力对桥台影响不如对桥墩的影响大。
3.3.4搭板对土压力影响
设置搭板的桥台应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利的影响。
3.3.5桥头路基沉降、滑动验算
桥头路基沉降、滑动危害。
受到地质条件的潜在影响,以及当地资源矿产开发等因素的影响,桥头的路基可能出现沉降,一旦发生沉降,桥梁和公路的结合处就成为了事故的高发地段,为此,出去不可预计的客观因素之外,要对主观因素带来的桥头路基沉降问题防患于未然,具体做到以下几点:
a)提高材料的质量,引进优良材料,杜绝不合格的材料流入进施工现场。
b)在桥头的路基缝隙中填补大量的木屑和碎石等,加大路基的密度,提高其稳定性的同时也就降低了滑动的危害。
c)超载预压法。简言之就是在投入使用之前运用超出桥梁和公路本身的适当承载压力,强行使路基发生沉降,这样能够减少后期的沉降,也可以便利于在施工的过程中对发生的沉降进行弥补。
d)塑料排水板法。该种施工方式的实际效果最明显,同时还能够有效的缩短工期,同时施工的经济费用开支小,是比较常用的一种方式。
根据建设施工的差异性,施工方可以与设计人员共同参与设计,根据施工的实际情况,优先选择节约经费开支、实用的处理方式。当然还有其他的处理办法,未来人们也可以根据需要研发新的方式方法。
4.施工中下部结构技术问题的处理
4.1桩长变更
桥梁的设计图纸很大一部分是参考原有地质数据而设计的,但是地质数据也存在不稳定性和不确定性,在施工的过程中难免会遇到岩石层,桥桩无法正常施工,此时需要加长原有的桥桩。对此施工单位不能擅自更改,需要與设计人员和技术人员共同分析,确定确实需要加长原有桥桩长度的,必须进行明确的记录,并制定实施的方案。
4.2断桩处理
桥梁下部结构的一个突出隐患就是断桩,断桩具有十分高的安全隐患,同时还能够造成桥梁的整体损毁,其经济损失也是不可估量的。目前采用的混凝土建筑材料的桥墩其底层断桩的情况较少发生,中层断桩是比较常见的问题,对于此,应该在施工中加强管理混凝土的配比和搅拌,即时监控测量,发现问题及时解决掉。
4.3横系梁、承台功能讨论横系梁顾名思义是横在公路桥梁下部结构的一种设计,该设计主要是针对桥墩较高的情况而设计的。桥墩较高的桥梁它的稳定性就会相对的降低,而横系梁的施工就是提升其稳定性。通常来说,横系梁在必须施工的时候需要建在水位之上,因为水位下的横系梁对建筑材料的要求相对较高,经济费用投入较大。当然,对于一些桥墩不高的桥梁而言可以不使用横系梁。
5.结束语
综上所述,公路桥梁的下部结构是公路桥梁建设施工的核心,既影响公路桥梁施工的经济费用又影响公路桥梁建设施工的外观,因此必须切实的提高设计人员的设计能力和施工人员的施工水平。设计人员不仅对桥梁公路的设计具有专业的评判能力,同时还要具备一定的美学基础和地质学基础,而设计施工人员则要具备一定的施工经验。只有这样才能提高公路桥梁的下部结构的施工水平,更好的服务于社会和人民。 [科]
【参考文献】
[1]JTG/TB02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S].
[2]马尔立.公路桥梁墩台设计与施工[M].北京:人民交通出版,2003.
[3]丁志清.桥梁下部结构事故分析及防治措施.科技资讯,2010.
[4]邵容光.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,1986.
【关键词】公路桥梁;下部结构;结构形式;设计;问题处理
0.引言
公路桥梁的下部结构是公路桥梁的主体部分,其建设质量的好坏直接关系到公路桥梁的安全性;同时公路桥梁的下部结构也是建设施工的主体部分,施工量比较大,如果能够进行合理的设计和科学的施工,就能够大大的缩减建设施工过程中的经费开支,缩减工期,更利于施工单位的经济效益的提升。此外,公路桥梁的下部结构是地表上的一种建设施工,其外观的整体形象直接关系到人们对于桥梁公路的整体审美评价。
1.桥台结构型式选用
1.1钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.2轻型桥台
轻型桥台的特点是台身体积较小, 台身为直立的薄壁墙, 台身两侧设有翼墙(用于挡土), 可以将侧墙做成斜坡。
1.3埋置式桥台
埋置式桥台又可分为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。因为台身埋在锥形护坡中, 桥台所受的土压力大为减小, 所以桥台的体积也就得到相应减小。
2.桥墩结构型式选用
2.1钢筋混凝土薄壁墩
它主要有单肢和双肢两种形式。单肢的设计比较简单,材料使用也相对较少,主要应有与地质条件相对较差的桥梁结构;而双肢结构主要适用于城市的立交桥建设施工。
2.2重力式桥墩
该种桥墩主要利用自身的重量来平衡外界对它的影响,该桥墩在施工中建议选用天然的石材节约成本,保证桥墩的自身重量。
3.下部结构内力计算
为了保证桥梁结构的安全,整个工程的计算工作主要集中于下部结构,故下部结构内力计算方法的选用是否正确,考虑因素是否全面,直接关系到工程的安危,为此做以下几点分析。
3.1墩台盖梁内力计算
常用的计算方式,首先按照图纸的设计对各个横截面的受力点进行分析,在根据不同受力点的受力数据进行数学公式计算,最终确定相应的内力变化范围。而最近人们则采用一种更加便捷的计算方式,该方式主要是将原有的计算模式进行简化,按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算。
3.2桥墩内力计算
桥墩在使用的过程中受到外界力量的不断挤压必然会发生不同程度的变型,这种变型是缓慢的,但是如果不对其受力变型进行事前分析和处理,可能造成桥梁的坍塌事故。桥墩内力计算具有特定的标准和流程,需要按照规定进行计算。
3.3桥台内力计算
桥墩的结构比较密实,因此压力计算比较稳定,相比较而言,桥台的内力计算更加困难,环节也比较多,下面将对其进行具体的分析和介绍:
3.3.1钢筋混凝土薄壁台土压力计算
软土地基的稳定性较差,是施工中的难点,因此测量出其压力数值成为一个核心的工作,软土地基的钢筋混凝土薄壁台的压力计算具体的应该由以下几个方面:
3.3.2埋置式桥台土压力计算
土压力的系数值通常是参考施工前的地质条件,而在建设施工的过程中,会出现地基的浇筑以及渗水等情况,这样土压力的数值会受到影响,施工的安全性会降低,为了防止在建设的过程中出现坍塌,同时也为了保障桥梁的基本质量,应该注意以下几点的改良:
a)通过提高桥梁的长度来减少桥台的高度,这样高度的降低就会减少土地受到的压力,桥墩的稳定性随之加强。
b)从物理学的角度分析,加大压力的受力面积从而减少压力的数值。通常采用铺设竹筏等材料的办法扩大面积,这种施工方式还能够有效的节约经济成本。
c)减轻台背荷载法,该种方法最为简单,选用质量较轻的施工材料,或者是在内部填充空箱,以此来减轻桥台的压力。
d)平衡压重填土法,先在台前填土压重,然后再进行台背填土。
3.3.3地震土压力计算
地震土压力随着桥梁等级的提高而加大,计算时不考虑活载作用。通洋高速公路大部分路段地震烈度为Ⅶ,地震组合力对桥台影响不如对桥墩的影响大。
3.3.4搭板对土压力影响
设置搭板的桥台应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利的影响。
3.3.5桥头路基沉降、滑动验算
桥头路基沉降、滑动危害。
受到地质条件的潜在影响,以及当地资源矿产开发等因素的影响,桥头的路基可能出现沉降,一旦发生沉降,桥梁和公路的结合处就成为了事故的高发地段,为此,出去不可预计的客观因素之外,要对主观因素带来的桥头路基沉降问题防患于未然,具体做到以下几点:
a)提高材料的质量,引进优良材料,杜绝不合格的材料流入进施工现场。
b)在桥头的路基缝隙中填补大量的木屑和碎石等,加大路基的密度,提高其稳定性的同时也就降低了滑动的危害。
c)超载预压法。简言之就是在投入使用之前运用超出桥梁和公路本身的适当承载压力,强行使路基发生沉降,这样能够减少后期的沉降,也可以便利于在施工的过程中对发生的沉降进行弥补。
d)塑料排水板法。该种施工方式的实际效果最明显,同时还能够有效的缩短工期,同时施工的经济费用开支小,是比较常用的一种方式。
根据建设施工的差异性,施工方可以与设计人员共同参与设计,根据施工的实际情况,优先选择节约经费开支、实用的处理方式。当然还有其他的处理办法,未来人们也可以根据需要研发新的方式方法。
4.施工中下部结构技术问题的处理
4.1桩长变更
桥梁的设计图纸很大一部分是参考原有地质数据而设计的,但是地质数据也存在不稳定性和不确定性,在施工的过程中难免会遇到岩石层,桥桩无法正常施工,此时需要加长原有的桥桩。对此施工单位不能擅自更改,需要與设计人员和技术人员共同分析,确定确实需要加长原有桥桩长度的,必须进行明确的记录,并制定实施的方案。
4.2断桩处理
桥梁下部结构的一个突出隐患就是断桩,断桩具有十分高的安全隐患,同时还能够造成桥梁的整体损毁,其经济损失也是不可估量的。目前采用的混凝土建筑材料的桥墩其底层断桩的情况较少发生,中层断桩是比较常见的问题,对于此,应该在施工中加强管理混凝土的配比和搅拌,即时监控测量,发现问题及时解决掉。
4.3横系梁、承台功能讨论横系梁顾名思义是横在公路桥梁下部结构的一种设计,该设计主要是针对桥墩较高的情况而设计的。桥墩较高的桥梁它的稳定性就会相对的降低,而横系梁的施工就是提升其稳定性。通常来说,横系梁在必须施工的时候需要建在水位之上,因为水位下的横系梁对建筑材料的要求相对较高,经济费用投入较大。当然,对于一些桥墩不高的桥梁而言可以不使用横系梁。
5.结束语
综上所述,公路桥梁的下部结构是公路桥梁建设施工的核心,既影响公路桥梁施工的经济费用又影响公路桥梁建设施工的外观,因此必须切实的提高设计人员的设计能力和施工人员的施工水平。设计人员不仅对桥梁公路的设计具有专业的评判能力,同时还要具备一定的美学基础和地质学基础,而设计施工人员则要具备一定的施工经验。只有这样才能提高公路桥梁的下部结构的施工水平,更好的服务于社会和人民。 [科]
【参考文献】
[1]JTG/TB02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S].
[2]马尔立.公路桥梁墩台设计与施工[M].北京:人民交通出版,2003.
[3]丁志清.桥梁下部结构事故分析及防治措施.科技资讯,2010.
[4]邵容光.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,1986.