郑伏龙
(贵州省公路勘察设计院)
(1)地表高差较大,在进行场地的平整时经常会出现半挖半填的地基,给施工带来严重的不变,而且还加大了工程造价。
(2)地质的不均匀性,山区的地质呈现不均匀的分布,建筑物的地基在正常的压缩范围内经常会遇到倾斜、大块的孤石,土质的软硬和厚度也分布不够均匀。
(3)大量的石芽、溶沟、溶槽间填充着性质不同的土层形成岩溶地基,这些地基地基经常会出现塌方现象。
(4)山体较高较陡,两个山体之间有较长的深沟,有的山体多为坚硬的岩石,在施工时要进行大量的山体开凿。
(1)工程规模较大
在山区之间修筑高速公路时,由于山区之间的地形复杂、山体较陡,在修筑时必须采用大规模的桥梁群跨越河谷和深沟,为了克服两地之间或者是深沟的高差,桥梁就成为连接两地的重要建筑构件。据不完全统计,山区高速公路桥梁的里程约占公路总里程的一半左右,根据地势的不同,在设计时有常规桥梁(跨度较小,或者是连续几跨之间的距离不超过1 000 m)和特殊桥梁(桥梁单跨的距离较大,单跨间距在150 m 左右,桥柱与桥墩在设计时又高又粗)。
(2)桥址的选择
受到地形的影响以及山脉的走向,山区的桥梁大多位于深山峡谷,在建筑施工时,要修筑较长的施工便道,方便材料的运输,对于比较狭窄的地区,施工场地的布置比较困难,位于山腰中间的桥梁,施工材料需要垂直运输,为了方便交通,桥梁的选址经常位于地形的复杂处。
(3)施工方案的影响
桥梁在进行选址后,施工队伍与设计人员要制定合理的施工方案,根据选址处的地形对于施工材料运输或者是施工机械的影响,合理的设计桥梁的结构,地质、地形等外界条件是决定桥型的关键因素,尤其是主桥的桥型的设计。
(1)安全、适用是桥梁设计的基本功能,同时也是建筑物最为重要的功能。在施工时,要根据桥梁的技术指标和指定执行有关章程、规范。例如,桥面宽度、荷载等级、安全系数、强度、刚度、抗震、抗风、防撞、防腐蚀等这些最基本的功能,各项桥梁都要满足这些因素。
(2)耐久性,由于山区的地势、地形复杂,因此,桥梁在第一次建筑时要严格的确保施工质量,要设置相应维修措施,针对桥梁的关键部位要经常性的进行维修与保养,例如支座、拉索处,这些构件都是确保桥梁正常使用的关键部位,经常性的对桥梁进行维修保养能够有效的提高桥梁的耐久性。
(3)美观性,桥型的选择在满足建筑施工要求之外,还要具有一定的美观性,桥梁的美观不能只比较立面,要注意桥上的人斜向看桥的效果。
(1)上部结构的选型
桥梁上部结构的选型要采用先进的技术、合理的工程造价设计合理的跨度。一般跨度在50 以内的桥梁,应选择工地预制的预应力混凝土T 梁、箱梁或空心板,采用桥面连续或结构连续。单跨跨径50 ~80 m 内的多跨长桥,上部结构多选择等截面连续梁,同节段预制、架桥机吊装施工经济性较好。单跨跨径100 m 以上一般采用预应力混凝土连续梁或连续刚构,多采用挂篮悬浇施工。
(2)下部结构的选型
桥梁下部结构的选型一般采用柱式墩或墙式墩,长桥下部的结构要结合当地的地形与桥墩高差的变化,合理的选用两种或三种形式。基础的选择要根据当地的地质地质条件,如若位于坚硬的岩石可以直接在上面建立基础,但是基础一般采用扩大基础后桩基础,尤其是对于陡坡更需要选择桩基础,基础的选择要使其要具有足够的承载力。
(1)拱桥
对于V 型河谷或深沟一般采用拱桥,其跨度不超过300 m,桥梁的设计采用一孔跨沟,按行车道的位置经常采用上承式拱桥或中承式拱桥。拱肋一般采用劲性骨架加强的钢筋混凝土箱形截面。
(2)连续刚构及矮塔斜拉桥
连续刚构及矮塔斜拉桥一般选用地质条件较好的开阔幽深U 形河谷,桥面到沟底的垂直距离不超过100 m。桥梁的设计应采用多孔,受到施工技术以及施工条件的限制,连续刚够桥梁的主跨在250 m 以内,矮塔斜拉桥主跨宜控制在300 m 以内。
(3)斜拉桥
斜拉桥适用于地质条件较差的开阔幽深U 形河谷,其结构形式属于超静定索钢结构。桥面到沟底的垂直距离超过100 m,桥梁的主跨距离为400 ~800 m,主跨500 m 内主梁采用整体式混凝土双肋梁较经济,500 ~800 m 多采用流线形钢箱或钢桁梁。
(4)悬索桥
悬索桥适用于地质条件较好的开阔幽深U 形河谷,主跨经济跨经范围为600 ~1 000 m,主梁可采用流线型钢箱或钢桁梁,桥塔一般为钢筋混凝土门式结构。
山区的高速公路桥梁大多位于地形复杂的地区,我们要因地制宜,协调好桥梁与当地的地形、地势、水文条件等外界环境之间的关系,合理的选择桥型,确保桥梁的质量。
[1]葛胜锦,王学军.山区高速公路桥梁的设计方法与实践[J].公路,2008,(9):237-244.
[2]田立顶.浅谈山区高速公路桥梁的设计[J].工程设计,2008,22,(1):71-73.