山区路桥设计的策略

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  随着我国经济的快速发展,对道路要求越来越高,而且山区公路的地形复杂,这就增加了桥梁设计的难度。因此,桥梁设计人员需要从桥梁所处地段的实际情况出发,进行周密、详尽的考查,在保证质量安全的前提下,规划出经济、合理的设计方案。
  路桥 山区
  一、山区公路桥梁设计概述
  1、山区公路的特点
  山区公路主要有以下两个特点:一是山区公路的地形比较复杂。山区地面的高差非常大,横坡比较陡峭,坡面变化也极为频繁,为山区公路建设带来了极大的不便。二是山区公路的地质结构比较复杂。山区的地质由于存在着大量的不稳定斜坡、陡坡、滑坡,因此很容易造成崩塌、泥石流等地质灾害。
  2\山区公路桥梁特点
  由于山区公路的地形陡峭、地质结构复杂,而且其地表地貌多为季节性冲沟,这些地貌多数都不是受水文控制的,而是受地形影响较多。因此,山区公路桥梁在设计的过程中,需要采用高墩桥设计,而非路基设计。这是由于采用高墩桥设计,能够有效防范季节性洪水所带来的一系列问题,同时对周边环境的破坏力也比较小,经济、安全也更为实用。相反,如果采用了路基设计,桥梁施工的工程量非常大,而且高填土分层错层高,极不稳定,容易引发安全事故。
  二、山区路桥设计的原则
  1、合理考虑地形
  在设计山区高速公路的时候,应充分考虑山区地形条件的影响,长考虑设计成高架公路桥等。在设计山区路桥时,应合理利用地形、周围已有建筑物的位置分布情况、地质条件、挖填方量、排水条件、已有交通通行条件、工程施工条件以及工程建设的工期以及工程造价等因素。
  2、合理设计路桥衔接形式
  山区地形条件的特点为地形纵横交错、坡度大、坡度起伏大,在设计路桥时,桥梁的桥头不应高于三米;地势平缓的地区以及路线纵坡比较小的桥梁在设计时应考虑增加桥梁长度以减缓坡度;当长度不易减少时,可以适当增加桥头的填土高度来达到降低工程造价的目的。考虑路桥衔接段时对于高大U形桥台的使用要慎重考虑,便面出现这种桥台与高挡墙的链接情况。同时要合理控制基础开挖情况,不能破坏周围山体,以防止边坡失稳情况的出现,这样容易导致桥台基础失稳,山区地质退化,生态环境也会受到一定的破坏。
  3、建设成本最低原则
  建设成本最低原则是指在山区公路桥梁建设的时候,首先要确保工程质量,桥梁的使用安全的前提下,尽可能的降低工程成本。降低桥梁造价的办法可以通过改变桥梁的设计结构,根据现场情况,实际可利用的材料等,选择合理的桥梁建筑材料等来降低造价,选择合理的桥梁结构形式,通过最佳的施工方案尽可能的降低工程成本。
  三、山区路桥设计的策略
  1、不同地方桥墩的选择
  桥墩的选择应该满足桥梁结构安全的要求,而且要结合地形实际情况。对于高度较矮的桥墩多采用柱式墩,而且柱式墩分为方柱和圆柱,方柱和圆柱各有优缺点,圆柱各向同性,调整效果会差一些,对于方柱,增加了桩帽,增加了工程量,应该根据山区的实际地形,桥梁的上部结构,合理的选择是采用方形还是圆形的柱式墩。对于高度较高的桥墩,多采用Y型薄壁墩较为普遍。因为Y型薄壁墩只需要一套模板,对于山区地段,模板的运输和支架的架设都比较麻烦,难度较大,因此在对于模板需求量大的山区桥梁,采用Y型薄壁墩施工较为方便,具有显著的优势。
  2、桥梁上部结构设计的控制要点
  山区公路桥梁设计首先要考虑的问题就是根据山区地形、地质、地貌来选择桥梁的结构体系,从而确保桥梁的结构设计能够达到科学、合理、经济、耐用的目标。通常情况下,一些平缓地势的中、小型桥梁建筑比较倾向于使用简支空心板结构,这一结构桥型的桥梁比较高大,跨径较小,而且施工便捷、技术成熟。但是由于跨径较小,所以在跨越深沟时,其桥梁高跨容易造成比例失调,从而影响桥梁的整体美观。同时简支空心板结构桥面存在着许多伸缩缝,这就为车辆的行驶带来诸多不便。中等跨径桥梁多使用预制拼装多梁式T梁,这种结构的造价低廉,施工方便。但这种结构的T梁为开口断面,所以平衡受力能力、抗扭曲能力较差。因此,在设计过程中,需要我们从桥梁所在地区的实际情况出发,对结构体系进行选择,这样才能够保证设计的科学性、严谨性。
  3、桥台和基础的设计要点
  在山区的桥梁上设计中,桥台的设计会受到山区地形的限制。在桥梁的施工中,桥梁两侧山体的动工和台前填土工作能否正常的进行和桥台的选型有着直接的关系。桥梁的建设中桥台的选型方案一般有倒T式、柱式台和重力式U台三种,在进行桥台的选型时,在保证桥梁建设的安全性和可靠性的基础上,我们应该选择最便于施工的桥台样式。当进行作业的山体斜坡的倾角比较大时,我们不应该选用带有锥坡的桥台类型,因为选用此种桥台会造成山体大面积的开挖,给施工带来了一定的难度,造成工程成本的增加,在山区桥梁的建设中一般使用倒T式、重力式U台的桥台。倒T式、重力式U台的桥台能够解决在桥台建设在山区施工困难和稳定性差的问题。
  山区的土壤里一般含有大量的石块,其地质条件一般比较好。在进行桥梁基础的设计时,可以将基础扩大的问题加以解决。选用扩大基础的形式进行桥梁的基础的设计,一般是桥梁建设地的地面横坡比较小。当桥梁需要跨越深沟时,其建设地的地面横坡会比较的陡,此时扩大基础的啥耳机方案就显得有些不适用,因为在此种情况下,采用扩大基础的建设方案使两侧基础的埋深有很大差异,造成基底受力的不均匀。扩大基础的设计方案对环境也会造成较大的危害,施工时会进行大面积的挖掘,造成山体的严重破坏,直接影响着植被的生长。基于施工的难易、经济性和环保性的组多方面的考虑,我认为在山区桥梁的建设中其基础的设计方案宜采用人工挖孔短桩基础与扩大基础相结合的方式。在进行基础设计方案的选择时,我们应该对相关的地质地形进行综合的考虑,不同的地址条件我们应该采用不同的设计方案和施工方案,最大程度上保障桥梁建设的安全性和可靠性。
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