公路装配式桥梁设计及优化策略分析

公路装配式桥梁设计及优化策略分析

李岩

中铁十局集团第五工程有限公司 江苏 苏州 215011

摘要：面对我国经济发展步伐的加快，交通事业在这一过程中承载着艰巨任务，但同时也对其工程建设质量更加严格，以确保社会的安全稳定发展。基于此，结合实际，在分析装配式桥梁的特点的基础上，对桥梁设计原则讨论，同时详细的探讨了装配式桥梁设计要点。实践可知，在公路桥梁装配式桥梁设计过程中，对整体结构进行详细设计，对提升装配式桥梁设计水平有积极作用。

关键词：公路；装配式桥梁；设计要点

引言

随着我国交通事业的稳步发展，大量的桥梁工程项目开始实施，许多工程企业在施工建设中积累了丰富的经验，他们在原有的桥梁工程基础上，应用了一些新的工艺和技术，比如，装配式桥梁的出现，不仅提高了施工的便捷性，也降低了施工难度，特别是在很多交通不便的，装配式桥梁的设计可使得施工作业顺利进行。但装配式桥梁的设计中，为保障设计质量，需根据的地形地质与水文，遵循相应的设计标准，克服不利的条件限制。

1装配式桥梁的特点

从20世纪90年代起，装配式建筑在我国开始大力发展应用，针对建设难度较大的，桥梁建设首选施工方便，施工质量高，耐久性好，受环境影响较小，利于可持续发展的预制装配式桥梁设计。将预制厂预制完成的桥梁板运输至现场进行安装连接即可，从而大大提高了施工质量和施工效率，同时，也降低了施工过程中的环境污染。装配式桥梁的优点主要体现在，质量可靠、可标准化施工，建设速度快，有利于缩短工程进度及现场施工工期；安全系数高，减少了高空作业的工人数量；性价比高，降低粉尘污染、噪声污染和木材消耗等，因此，装配式桥梁逐渐成为我国桥梁建设中的典型结构形式。

2基本要求

公路桥梁设计过程中，受地形、地质等环境的影响，很难保证设计结构能完全适应具体地形。为保证公路桥梁设计方案的精确性，务必综合考虑设计过程所涉及的材料和结构问题，制定合理的计划方案，保证公路桥梁安全性和耐久性。桥梁建设环节中应注意桥梁布置和地形地貌，保证整体设计效果，考虑到周边住户或其他环境对桥梁建设产生的影响。在公路桥梁设计过程中，明确使用地基结构的方式，挑选节省财力物力的工程施工方案，保证后续工程施工对应的结构施工全面性和易用性，强化附属设施铺装安装特殊效应。值得注意的是，环境因素具备难以控制的特征，因而施工队伍应灵活应用先进的施工技术，在做好安全防护的基础上能积极应对恶劣环境产生的不良影响。此外，可以搭配应用有利于运输的机器设备，提升公路桥梁工程质量和设计科学性。

3装配式桥梁设计要点

3.1科学计算车辆荷载

公路桥梁安全性指标主要通过结构能够承受荷载的能力来衡量，着重考虑由荷载变化引起的结构内力变化，所以在进行安全性设计时，必须全面准确计算桥梁结构可能承受的荷载大小。车辆荷载是主要的可变荷载，其取值大小直接关系到桥梁的安全性。虽然相关设计规范明确了车辆荷载标准值，但是随着交通运输模式和特点的不断变化，交通量增长迅猛，车辆重型化趋势越来越明显，许多桥梁垮塌事故都是由于车辆超载导致的，除了加大管理力度外，还应该提高车辆荷载计算的可靠度，完善桥梁安全性设计方法。基于可靠度设计方法，建立符合实际交通状况的不同车道类型车辆荷载概率模型，针对不同跨径公路桥梁的车辆荷载敏感性，采用考虑跨径影响的车辆荷载分项系数计算公式，针对公路桥梁车辆横向和纵向随机分布的特点，确定多车道荷载横向折减系数，使多车道桥梁构件的可靠指标基本一致，从而提高公路桥梁车辆荷载计算的可靠性，保证桥梁结构的安全性。

3.2墩台形式设计

在桥梁工程中，墩台是桥梁的重要结构，为上部结构的支撑结构，在实施装配式桥梁的设计中，也需根据桥梁现场的情况，来进行墩台形式的选择。的地形条件是墩台设计中需考虑的重点因素，就现阶段装配式桥梁的设计来看，其桥台大多都设置在山坡部位，这种位置选择，使桥台的承载力、横向坡度尺寸都相对较大，可选择重力Ｕ形、肋板台与柱式台。如果桥梁现场的坡度相对缓和，更适宜选择肋板台和柱台式；如果现场的地势较为陡峭，或者地质条件相对恶劣，Ｕ形台更为合适。桥梁设计的过程中，有关设计人员要做好对台后土压数据的掌握和计算，如果标准填土高度达到了相应的要求，Ｕ形台的高度应≤８ｍ，而肋板台、柱式台分别应在１２ｍ、５ｍ以内［。为实现设计优化，具体的设计工作中要加大对现场地形条件的利用，对Ｕ形台部分的加固处理，可采用台阶方式，通过这种处理方式，可大大降低现场施工的成本消耗；而对于基础处理的部分，则可通过碎石土或者片石回填的方式来提高基础的稳定性。从装配式桥梁的结构性能和特点来看，其稳定和安全的目标能否达到，必须保障桥墩的设计质量，特别要注意桥墩高度的控制。如果桥墩高度≤２０ｍ，为矮桥墩，可选择圆形的桥墩形式；当桥墩高度在２０～４０ｍ时，一般可选择薄壁墩，这种桥墩单重小且成本低；如果墩身高度＞４０ｍ，由于桥梁对结构稳定性和安全性有更高的要求，就需要选择矩形薄壁或者全幅双柱式大挑臂墩。

3.3支座设置

根据高速公路桥梁工程经验，多数情况下桥墩较高。由于公路纵坡较大，加之温度等因素的影响，伴随使用时间的延长，上部构造稳定性下降，表现出向下坡移动的趋势，此时需采取主梁纵向限位措施解决该问题，如墩梁固结等方式。分联墩上增设支座，此处考虑的因素较多，如扭矩产生的支反力、变位方向差异等，针对此类问题，可使用盆式支座，相比于板式支座而言其耐久性更为良好，还可降低维护难度。

3.4与高路基、陡边坡的处理设计

在地势较陡的，如果填方高度过大，需要进行高路基与桥梁方案的比较再进行选择。在两处较近的隧道处，如果峡谷不深，可以用过高路基处理，以消化隧道中的废方，如果填土运距较远，考虑到土方数量及边坡稳定性，此时可采用架桥方案。基于公路地形复杂、地形起伏变化大的特点，在进行路基填筑时往往一侧填方高另一侧低，在处理桥梁与路基的衔接处，需要综合来处理，如采用半幅桥梁半幅路基的形式，而路基部分则需要设置挡土墙，进行边坡的加固处理。

3.5桥梁耐久性设计

完美的公路桥梁设计算得上是确保可靠性和耐久性的一个重要的方式。因而，在具体公路桥梁设计环节中，需要综合考虑各种影响因素，保证各设计阶段切合实际状况，从而确保道路安全性。伴随着社会的进步，桥梁工程施工常用材料的选择愈来愈多元化，但实际上桥梁工程施工常用材料不可避免会有形变和特性衰退问题，特别是行车压力与日俱增，导致公路桥梁耐久性慢慢降低。因而要想增加公路桥梁使用寿命，设计时应该注意材料的耐久性。依据常用材料的特性设计科学合理的桥梁结构。如公路桥梁建设过程中应用数量最多的就是混凝土结构，为了防止其形变所引起的桥梁结构问题，必须在设计前期对材料进行全方位检测。挑选质量过关的建筑材料，能够从源头上为公路桥梁安全性和耐久性打下基础。

结语

装配式桥梁施工，可以很好的应对不同复杂地形施工条件，施工难度大大降低，虽然我国在装配式桥梁施工方面还未达到足够完善的技术水平，但通过施工经验的积累，科技的发展，必然会逐渐成熟，满足各类复杂地形施工的条件。

参考文献

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