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公路设计论文

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公路设计论文

公路设计论文范文第1篇

1.1模拟计算方式

所谓的模拟计算法就是针对建设地实际情况以及公路建设方案进行模拟计算,合理规划公路建设的相关指标和具体数据,在选择公路建设方案时选取与模拟结果最为接近的方案。容耀华(2006)在对某高填方软土路基特殊路段处治方案进行比选时,借助于数值模拟手段,对路堤与江堤并行特殊路段的处治方案进行模拟,重点研究了路堤施工过程路基的变形及其对江堤安全的影响。通过对不同设计方案计算结果的分析,从安全可行及经济的角度进行了方案的比选,从而确定了最终设计方案。通过模拟计算能够有效分析高速公路建设过程中所遇到的技术问题,简化了设计的难度,保证建设质量。

1.2优缺点对比分析方式

不同的环境下不同设计方案都有各自的优点和缺点,优缺点对比分析法就是针对特定的环境下不同方案所产生的优缺点进行对比分析,从而选择优点较多的设计方案。康华刚(2007)在研究西康高速公路秦岭终南山特长隧道消防设计方案比选时,采用优缺点列举对比分析法对灭火设施组合、消防干管布置、消防水源选择等关键性方案进行了比选。

1.3价值工程法

针对公路建设方案应该建立相应的价值评定指标体系,从而判断各个方案的工程价值,确定方案选择。而价值工程法就是在这一基础上构建起来的。在公路建设过程中通过结合实际条件客观的评价不同工程的机制,通过分析指标权重来选择公路设计方案。秦志斌(2011)在研究山区公路对自然环境的影响多目标评价时,首先构建了三级评价指标体系,然后运用主观赋权法(层次分析法AHP)和客观赋权法(熵值法)结合起来确定评价指标的权重,根据各评价指标的权重大小来确定其对于目标的重要性和对实际问题(山区公路路线对环境的影响)的作用大小。

2对不同公路线路设计方案比选方式的评析

在公路线路设计过程中选择不同的比选方式会对设计方案有较大影响,上文所介绍的四种设计方案对比方式在实际工程建设过程中是比较常用的,但是不同的对比方式具有不同的特点,具有一定的优势和缺陷,接下来就对这四种方式进行深入分析,从而在实际公路建设过程中可以选择更适合的方式来进行方案对比分析,提高公路建设质量。

2.1五种对比方式优点

五种对比方式都有其不同的优点,比如多指标综合比选法通过分析公路建设方案的不同指标来判断线路方案是否适合当地的公路建设,这种方式可以利用指标来衡量建设方案质量,更加直观。而模拟计算方式可以通过模拟还原实际建设状况,使建设方案更加贴近建设环境,符合建设需要。在设计方案差别较小,而且方案较多的情况下优缺点对比分析方式可以更加客观的反映各种方案的优势和缺陷,从而根据实际需要引导建设者选择更为适当的方法。通过衡量方案价值确定选择何种公路建设线路,价值工程法能够更精确的判定线路的价值,从而全面反映不同方案的价值,为线路选择提供必要的帮助。

2.2五种对比方式缺点

不同的对比方式除了各具优势以外还存在不同的问题和缺陷。多指标综合比选法的却缺点是过分偏重于指标衡量,虽然涉及的指标较多但是仍然缺乏实践性,不能够反映方案是否真正符合实际建设需要。而模拟计算方式虽然可以通过模拟计算实际环境来确定方案的实效性,但是在计算过程中如何选择适当的指标仍然存在问题,特别是计算过程中由于计算较为复杂,所以经常存在计算错误。优缺点对比方法能够直观的反映各种方案的优缺点,但是仅仅局限在现有的方案之中,不能通过对比判断实际建设所需要的具体方案,从而影响建设质量。通过衡量方案价值尽管能够确定方案的价值,但是并没有规定何种价值的方案更符合各地建设需要,不能够具体问题具体分析,所以仍然具有局限性。

3结束语

公路设计论文范文第2篇

1.1公路工程技术标准

二级公路与其他等级公路存在共同特性,也有自身特有的工程技术标准,各类等级公路均需共同的技术指标来表征公路等级特性。相比其他等级公路,二级公路为供汽车行驶的双车道公路,车道宽度根据设计时速确定,一般为8.5~12m,设置的车道宽度和车道数应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000~10000辆,且按15年预测交通流量设计。根据湖南的地形特点,结合交通流量和行车速度,丘陵区干线公路大多采用二级公路设计标准。当作为集散公路时,对于混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段,二级公路设计速度宜采用60km/h;若位于地形、地质等自然条件复杂的山区,经论证,路段设计速度可采用40km/h。桥涵等结构物均采用公路-Ⅱ级荷载;平面交叉应作渠化设计。即便二级公路设计时可以依靠良好的技术标准,但设计时不能照搬标准图,而应以标准图为参考,在合理造价指导下进行优质、创新设计。

1.2二级公路设计内容

二级公路设计内容涉及面较广,涵盖总体设计、公路用地图、路线、路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等。每篇章内容均需体现与二级公路相适应的服务水平,但选择的指标较多,指标相应指数可在小范围内变动。

2公路造价指导设计

众所周知,设计与造价并不分家。常规的公路项目一般是在设计各项工程后,根据相应计价规则并查阅图纸进行造价编制,若工程造价不合理,则修改设计方案及工程量,形成新的造价。实际上,大多数公路设计与造价总需要通过几个修改过程才能达到统一,即自我审查、组织评审及院外专家评审、修改后评审等环节,虽然经历反复修改后会提高工程设计水平,但这些修改让相关工程人员承受相当繁琐的工作,甚至出现长周期的修改,如有些公路项目反复修改过10余次。把握好公路整体造价是提升设计水平的重要方法,可避免反复修改图纸,提高设计效率。设计阶段是工程造价控制的关键阶段,对建设工期、工程造价、工程质量及建成后能否产生较好的经济效益和使用效益起着决定性的作用。但较多工程人员对二级公路造价把握不清,致使设计的公路造价太高,如同高速公路,造成资金浪费;或价格太低,致使施工招标困难。对二级公路造价的大致把握能减少设计盲区,提高设计单位的效益。

2.1公路造价的内容指导设计

公路造价可以体现公路设计结果,在每个阶段相互对应,即项目建议书与投资估算、可行性研究与投资估算、初步设计与概算、施工图设计与预算、设计变更与结算对应等(见图1)。现行公路造价由分部和分项工程组成,根据JTGB06-2007《公路工程概算预算编制办法》、JTG/TM21-2011《公路工程估算指标》,公路造价第一部分为建筑安装工程费,第二部分为设备及工具、器具购置费,第三部分为工程建设其他费用,其中第一、第三部分费用较灵活,尤其是建筑安装工程费,为公路造价主体,而公路设计主体也是由第一部分费用来表征。工程人员可通过熟悉公路造价中的工程估算指标、公路工程概算定额、公路工程预算定额及编制办法,了解每个阶段的设计内容及其工程量计量形式。以涵洞设计为例,在工程可行性研究阶段,其造价为估算,按估算指标仅需设计出多长涵洞及几个洞口的涵洞即可;在初步设计中,其造价为概算,需按概算指标设计出涵洞洞身、洞口材料用量;在施工图设计中,需作进一步详细设计,设计涵洞涵身、基础(含基础处理)、盖板、钢筋布置形式、出口形式(八字墙或一字墙)等。公路造价可反弹琵琶指导工程设计,加快设计进度,提高设计效率。但往往工程人员设计时按常规思维,先设计,后造价,从而出现仅通过初步设计却做成了施工图设计等现象,而最后还是要通过造价来修改设计。

2.2公路造价区域性指导设计

工程建设项目造价主要为人、材、机费用,工程项目所处环境区域不同,所采用的设计形式及施工工艺也会有所不同,人、材、机需求量也不尽相同,工程造价也就不相同。但同类区域的工程项目,因所处环境相同,工程造价会呈现一定的相似性,山岭重丘区和平原微丘区的各自工程造价有着相似的水平。而如今二级公路施工工艺已成熟,有的地区二级公路工程整体造价或分部分项工程造价已较为明确,部分省市也已出台相关政策针对本地区的公路整体造价进行统计。如湖南省交通运输厅出台湘交计统[2012]567号《关于湖南省公路建设项目实行限额设计的通知》,其中限额设计是指按照投资或造价的限额进行满足规范要求的设计,表1为其中部分限额设计指标。虽然表1所示限额设计指标现在已不再实施,但公路整体造价可以此为参考,加强对公路分部分项工程整体造价的研究,结合各条公路所在地区实际情况开展有效的勘察设计,通过地区造价总结,合理控制造价并最大限度地做到技术与经济统一。工程人员需加强公路造价与设计的联系,掌握区域性设计下的整体公路造价水平,以造价水映设计合格与否。公路造价的区域性不仅体现在整体部分,分部分项工程也呈现一定的统一性。如湖区的桥梁或挡土墙的单价往往较高,因为湖区的桩基础往往较长,挡土墙一般需采用砼材料。益阳市几条二级公路的部分分部分项工程单价,可供益阳市周边公路设计时参考。

3结语

公路设计论文范文第3篇

1.1高温稳定性

常安高速公路工程项目所处地区为最高气温超过40℃的夏炎热区。在这种苛刻的环境下,必须要求路面混合料拥有极高的抗变形性能。同时,因为在这一个高速公路段,交通量较大且重载车比例高,这些都加重了公路路面负荷。此外,有部分路段为长大纵坡路段,高温条件下重载交通对长大纵坡段层间剪切滑动也产生不利影响。因此,在进行路面结构优化方案设计时,需要重点关注在高温条件下路面的抗车辙性能与抗剪性能。

1.2水稳定性

工程项目沿线年降雨量约为1500mm左右,属于年降雨量>1000mm的潮湿区。通过对湖南地区整体高速公路使用情况的分析,可看出部分路段的早期水损害问题仍然比较严重。因而,在进行路面结构优化设计时,必须充分考虑到混合料设计、原材料指标控制等对水稳定性方面问题。

1.3低温抗裂性

常安高速公路工程项目所处地区的年极端最低气温低于-10.0℃,属于冬冷区。因此,进行优化设计时,既要保证路面拥有足够高温稳定性,又要确保其具备一定的低温抗裂性能。

1.4抗疲劳性

高速公路的交通量大,且重载车较多,极易造成沥青路面结构层疲劳破坏现象的形成,因此,需在优化方案中采取相应的措施提高其抗疲劳性能。总之,在常安高速公路路面结构优化设计方案中,需要以解决重载交通下车辙病害问题和早期水损害的问题为主要方向。通过优化路面结构、合理设计混合料、严格控制施工质量,并对特殊路段特殊处理,达到减少早期病害、提高路面耐久性、降低全寿命周期成本的目的。

2沥青结构层的优化分析

在原设计中,沥青路面结构层为:上面层为4cm改性沥青SMA-13;中面层为6cm改性沥青AC-20C;下面层为8cm普通沥青AC-25C。进行优化设计时,结合路面结构层的厚度及路用性能,对沥青路面结构层进行如下优化。

2.1沥青上面层优化

根据常安高速公路通车后的交通量预测,在初期没有太大交通量的情况下,路面荷载的影响深度主要在于中面层,因此从功能性和经济性这两方面考虑,在优化中,在上面层采用4cm厚AC-13C,沥青采用SBS改性沥青,在有效降低工程造价成本的同时,也能充分满足其功能要求。AC-13C采用石质较坚硬、耐磨耗的集料,如玄武岩和辉绿岩等,以确保抗滑磨耗表层的功能(如表1)。在此基础上,将地产的辉绿岩材料用于上面层,相比于SMA-13所需要的外购的玄武岩便宜,造价有所降低。并且,考虑到工程项目所在地为高温多雨潮湿区,在上面层采用AC-13C型沥青混凝土。

2.2沥青中、下面层优化

原施工图设计方案的中、下面层结构为:中面层6cm的AC-20C、下面层8cm的AC-25C,沥青的中面层所在层处于整个路面结构的高剪应力受力区域,在高温地区重载交通条件下,中面层应具有较好的高温稳定性,因此,中面层需要采用高温稳定性较好的沥青混合料,沥青胶结料采用SBS改性沥青。沥青的下面层主要起承重层及粘结层的作用,同时还必须具有较好的抗疲劳性能和抗水损害性能,因此需要采用50#A级道路石油沥青。在优化设计中,将原方案中面层6cm的AC-20C调整为6.0cm的Sup-20,胶结料采用改性沥青,并要求达到PG70-22级性能标准;下面层8cm的AC-25C调整为8cm的Sup-25,采用50#道路石油沥青,要求达到PG64-16级性能标准。

2.3水稳基层优化

在原路面结构设计中,由于水泥剂量用量较高,水稳易产生裂缝,1cm的石油沥青表处不能起到抗反射裂缝的作用。因此,在优化设计中,水稳基层通过降低水泥剂量的方式来控制水稳裂缝的产生,同时采取有效的工程措施来延缓沥青路面的反射裂缝。在水稳基层和沥青面层之间设置防水粘接层,以便沥青面层的应力和应变因离开应力集中的接缝或者裂缝端部而得到降低。同时,加强加铺层结构的抗拉能力与抗剪能力。其中,在防水粘接层类型的选择方面,结合高性能聚酯玻纤布、稀浆封层、橡胶沥青应力吸收层(SA-MI)等三类防水粘接层的特点分析,优先选用1cm橡胶沥青应力吸收层来延缓沥青路面的反射裂缝。

3常安高速公路路面优化设计的对比分析

3.1技术分析

传统的AC型沥青混合料采用悬浮密实型连续级配,高温稳定性较差,即使对其级配进行调整,也难以避免传统设计方法的缺陷。而传统的马歇尔设计方法采用击实成型试件,不能准确模拟路面压路机实际碾压的揉搓效果,因此导致试件油石比往往较实际路面大0.3%至0.5%。而在优化设计方案中,引入Superpave技术从施工检测及工程应用效果来看,Superpave设计的沥青混合料表面均匀、密实,高温性能有较大程度的提高,抗水损害性能良好,其各方面性能均优于传统的悬浮密实型AC混合料,能提高整体的路面性能,特别是高温抗车辙性能。

3.2路面基本建设费用分析

优化方案较原设计方案将有效提高路面性能和延长路面使用寿命。并且,通过清单报价计算,优化后的主线路面结构比原设计路面结构可节约基本建设费用2219万元。

3.3使用效果分析

目前,我国高速公路沥青路面的研究和发展方向是,延长沥青路面的使用寿命,减少早期损害,更好的体现全寿命周期成本设计理念。通过上述分析所得,常安高速公路路面结构优化将在解决原工程项目中的特点及难点问题,在保证路面优质服务功能的基础上,实现路面“耐久、节约、环保”的目标。

4结束语

公路设计论文范文第4篇

影响公路交通安全的第二个因素是公路的特征,公路的特征对公路交通安全产生的影响也是不可忽视的,造成影响的主要是公路中央隔离带开口还有道路的绿化建设。在一些相对比较重要的路段,前期的道路设计中如果没有重视隔离带以及绿化带的建设的话,就会直接影响到驾驶员的视线,导致交通事故的发生。再者,就是道路的开口如果设计不当的话,也会增加事故发生率。开口过多或者过少都是不合理的,这些都会使车辆驾驶员不按交通法则驾驶或者行人横穿道路的现象频繁发生,直接扰乱了公共交通秩序。从以往的经验来说,公路的开口设计应该固定在2km一处,这样是最为合理的距离,而且开口要设置在视线比较开阔的路段。曲线段的开口就要设置在曲线的半径不低于700m的地方,详细的要求要参照具体情况来定。隔离带的合理设置和设计,在很大程度上可以减少交通事故的发生率。宽隔离带视野开阔,能够给驾驶者留出纠正错误驾驶的空间和时间,窄隔离带必须确保划分出人行道和车道。这样才能为行人留出一个安全的等待区,如此就可以达到提高视觉通达度的目的。影响公路横断面设计的因素比较多,其中需要综合参照的是路段的交通运输量、各种车型在交通流中所占的比率、车道行驶所规定的车速还有当路段的地理地质特征。从美国TRB所分析得出的结果来看,车道宽度也直接影响事故发生率。高速公路的车道宽到从原来的2.7m扩张到3.4m,出高速公路以外的路段车道宽度从3.0m扩张到3.7m。这都在很大程度上减少了交通事故的发生,也有效降低了车与车之间极易碰撞情况的发生。不难看出,车道的最佳宽度范围是3.4~3.7m之间,严密的控制在这个范围就可以很好地控制交通安全事故的发生频率。再者,就是道路的摩擦度,公路路面的道路性能都是由摩擦系数以及抗滑耐久性所表现出来的。对路面的摩擦系数和抗滑耐久性进行测量分析的时候,可以遵照路表抗滑性评估标准来执行。抗滑性与道路摩擦系数之间是相互影响的,也会相互制约。当道路的抗滑性降低的时候,那么道路的纵向摩擦阻力也会随着抗滑性的降低也有所下降,直接导致车辆的制动距离增加,最终使交通事故的发生率呈一个明显上升的趋势。

二、影响公路交通安全的第三个因素是:公路构造物、公路设施

从美国TRB的一份调查分析数据中显示,公路交叉口所受的影响是多方面的,其中最主要的因素包括:相交道路车道数、公路交叉口处公路中线相交的角度、通视距离行车视距、道路中线的立体形状、公路路面摩擦与阻力系数、道路照明还有主车道之外设置的辅助车道。正是因为这些制约因素所在,公路的施工建设策划中把对公路平面交叉口作为了一个重点来抓。从交通事故总量来看,发生在公路交叉口的事故量是比较低的。虽然发生事故量低,但是却有一部分事故量与之相关。数据显示,占总事故量16%的交通伤亡事故都与之密不可分。综上所述,平面交叉口的设计必须在考察当路段的实际情况下,了解当地详细的运输境况,结合运输的流动方向与流动的数量,因地制宜,对不同的路况采用不同的平面交叉口设计,或者结合取用采取渠化、采用灯控、分隔等控制方法。以便更彻底地协调各方面冲突和矛盾,从而更有效地提高公路交通运输的安全系数。

三、结语

公路设计论文范文第5篇

由于山区构造物比较多,地形较为复杂,如地面高差大、坡面变化频繁,地质不稳定、滑坡等,使得山区公路桥梁设计受到了复杂的地形地质条件影响,也变得比较复杂。这种情况下,山区公路线路布设图中平曲线往往占有很大的比例,曲线半径小、纵坡大、半边桥和高挡墙多,使得桥梁设计也大多是小半径弯坡桥多、大跨多及墩高、墩台形式多[1]。另外,由于山区有着比较恶劣的工程条件,要求公路桥梁设计中应着重解决好公路桥梁各细部构造与地形地质条件之间的关系。

2山区公路桥梁结构的选择

一座安全、经济、实用的山区公路桥梁的建成,离不开科学、合理并与之特点相符合的桥梁结构。山区由于地形地质情况比较复杂,沟深坡陡,且多为季节性深沟,因此,很多情况下公路桥梁设计不仅受地形地质条件限制,还受水文条件影响,因此最好采用高桥墩的构造形式,不宜采用路基方案[2]。山区公路桥梁大部分都要跨越山谷,如果采用高桥梁结构设计方式,不仅可以应对季节性洪水问题,利于稳定路基,还不易对周围环境产生影响,既安全又经济。

3山区公路桥梁设计策略

本文将山区公路桥梁设计分为上部结构设计和下部结构设计两部分内容,下面将具体分析上、下部结构设计策略,以及设计中应该注意的相关问题。

3.1桥梁上部结构设计

3.1.1结构形式的选择

在山区有着很多的季节性河流,为了跨越这些河流往往需要架设桥梁,使得桥梁在山区公路中占有很大的比重,无形中加大了成本投入。为了使成本投入经济又合理,施工方便,桥梁上部结构经常采用标准化的预制装配结构[3]。但是因为每个施工现场有着不同工程地质条件,设计方案也会有所不同,为此,以下将重点分析公路桥梁标准化、预制装配结构的设计内容。近几年,山区公路桥梁工程常用的预制装配结构设计方案的标准跨径基本有16m、20m、25m、30m、40m、50m等,横断面形式基本采用空心板、T梁、小箱梁等。如果桥梁跨径小于30m,可从空心板、T梁、小箱梁中任意选择一种横断面形式,但是如果跨径大于30m,最好选择T梁形式的横截面形式。山区公路桥梁一般对净空无严格限制,加上山区公路平面半径比较小,超高缓和段及竖曲线不可避免,如果选择空心板和小箱梁形式的横截面,架梁时不易调平一片梁的4个指支点。4个支点如果不在一个水平线上,可能导致支座受力不平衡[4]。所以,大跨径的桥梁应尽量选择T梁形式的横截面,条件允许时小跨径的桥梁也应该选择T梁式横截面,利于保持受力点平衡、稳定。在这里需要强调的是,由于山区受到地形限制,基本上不存在较好的运输和预制条件,但是50mT梁架设对运输和安装的要求很高,为此,山区最好不易选择跨径大于50m的桥梁结构。

3.1.2桥梁上部结构设计中需要注意的问题

(1)处理好跨径和墩高之间的关系从美学角度出发,桥梁跨径与墩高之间的比值应在0.5~1.0之间,即桥梁跨径如果是30m,墩高最好在15~30m之间。将桥梁跨径与墩高之间最佳比值固定在0.5~1.0间,原因在于这样的设计比较经济实用,既不影响桥梁外形的美观度,也能达到控制投资成本的效果。但山区公路地形变化频繁,不易根据墩高来决定跨径,应根据公路地形的变化情况选择一种跨径。但是,如果地形起伏变化非常频繁,也可以选择组合跨径。通常一个公路桥梁工程不止有一种跨径方案,这种情况下,要经过多方对比分析,选择造价低、质量有保障的方案。

(2)处理好上部结构与平面线形之间的关系若不能处理好上部结构与平面线形之间的关系,可能导致出现曲线桥。曲线桥一般表现为内外弧差和中矢高。在布置墩台径向时,内外桥梁因受到曲率半径的影响会出现梁长不等的情况,半径越小,内外梁之间长度差距越大[4]。为了有效解决这一问题,必须处理好上部结构与平面线形之间的关系,否则极容易影响到内外桥梁的等长情况,并最终导致出现曲线桥。针对内外弧差这一问题,可以采用以下两种应对措施:根据平面半径的变化适当调整梁长;不改变梁长的前提下,通过加大帽梁、封锚端或加长现浇连续段的方式以适应平面半径的变化。第一种应对措施设计简单,规格统一,但往往需要很大场地堆放预制梁,场地不仅不易寻找,而且管理起来难度较大[5]。如果采用第二种应对措施,在半径比较大时可以采用内弧长等于标准跨径布置,如果半径比较小,可以采用中线弧长等于标准跨径布置。针对中矢高这一问题,如果中矢高在10cm以内,一般可通过调整护墙内缘的方式适应平面线形。在中矢高超过10cm时,不易调整护墙,以免影响桥梁整体外形的美观度和消弱护墙功能。最好的解决方式就是按照实际曲线情况预制梁外缘,以此来适应平面线形。

(3)弯梁桥横坡设置问题在山区公路上看到的桥梁,平面上多呈扇形。为了使弯梁桥满足行车要求,要求在结构横断面上做成一个外弧侧高、向内弧侧倾斜的横坡。横坡的设置方法有两种:一种是将梁横断面上的每根梁肋做成不等高;另外一种是将梁横断面上的每根梁肋做成等高,然后将内弧侧做成倾斜,同时将桥墩盖也做成倾斜,利用支座垫石和梁底设置的楔形垫块所产生的力量使支座受力均匀,保持稳定。

(4)结构体系公路桥梁结构体系基本包括全钢构体系、全连续结构体系等几大类。全钢构体系如果应用于多跨梁桥,由于多跨桥梁的桥墩高相差很大,必须通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩的受力情况,这样必然存在着多种桥墩尺寸,不仅影响桥梁外形的美观,也不利于施工。全连续结构体系的舒适性比较差、墩台水平位移比较大,相应的墩柱尺寸也要比较大一些,既不利于节省材料也不利于结构优化。山区地形复杂,地形起伏变化比较频繁,因此桥梁多是弯桥或坡桥。无论是弯桥还是坡桥,作为曲线桥梁中的一种类型,在弯扭耦合作用下必然沿着某一点变形。如果采用全连续结构式的桥梁,当桥梁整体沿着某一点向下滑动时,必然不能保证桥梁结构受力平衡、均匀,如再出现支座脱空或破坏的问题,桥梁必然会受到前所未有毁坏[6]。从以上分析内容可知,选择某一种结构体系作为桥梁整体的构造并不是明智的选择。为了保证桥梁结构受力均匀、平衡,使用寿命长,设计人员应适当根据地形的高低合理调整墩高,保证中间桥墩较高,然后将刚度基本一致的相邻桥墩连接在一起,满足桥墩水平受力的要求,矮一些的桥墩则可通过设置滑板支座或橡胶支座以满足桥墩水平受力的要求,这样就可形成连续梁,无论是高桥墩还是矮桥墩,其受力性能都会得到有效的改善,桥梁整体也就能更加适应地形特点。由此,山区公路桥梁可以采用连续-刚构混合体系,既能满足桥梁的受力特点,又能适应平面线形。

3.2桥梁下部结构设计

3.2.1桥墩

桥梁跨径的大小决定着桥墩的高矮,一般情况下,矮桥墩设计由强度控制,高桥墩设计时要考虑稳定性问题。山区公路桥梁经常采用柱式墩,柱式墩中又分为圆柱墩和方柱墩。从外形来看,圆柱墩的外形比较好控制,质量也比较容易控制,也便于与桩基衔接。但方柱墩因为有棱有角,在外形上没有圆柱墩看起来那么美观,质量控制上没有什么区别,只要方法得当,桥墩质量都会得到有效控制。从受力角度来看[6],在圆柱墩和方柱墩截面积相等的情况下,方柱墩的抗弯刚度一般要大于圆柱墩,有着比圆柱墩好的受力性。至于为什么存在这样一种情况,主要原因在于当桥梁结构体系为连续钢构时,方柱墩可通过调整墩柱两个方向的刚度以达到调整墩柱受力的目的。但是,圆柱墩每个方向的刚度都是一样的,受力性的调整效果会比较差。尽管方柱墩在调整受力性上有一定的优势,但也有一定的缺点。除了外形不够美观外,墩柱与桩基之间要通过桩帽来连接,无形中增加了工程量。所以,具体设计中应根据实际情况决定选择方柱墩还是圆柱墩。如果地面比较陡,可适当采用双柱墩以增加稳定性。

3.2.2桥台

通过对大量资料分析得到,山区公路桥梁桥台一般采用U型台、肋板台、桩柱式台,其中U型台最常用。U型台的设计要根据施工现场的地形、地质条件而决定,以达到减少工程量、适应地形的目的。如果施工现场地质条件比较恶劣,可以在U型台下设置桩基,维持桥台结构的稳定性。

3.2.3基础桩

基础是山区公路桥梁最常用的基础,除此之外,扩大基础也是比较常见的方式。在地形地质条件比较好的情况下,适宜采用扩大基础,桩基础适用于地质情况比较恶劣的情况。地质条件非常恶劣,则可采用摩擦桩[7]。如果桥梁架构在斜坡上,无论采用扩大基础还是桩基础,在设计时都应考虑基础扩散角和覆盖层厚度,以及在施工过程中可能出现的问题。桩基础的施工方法多为挖孔桩和钻孔桩。尽管挖孔桩造价比较低,但是由于其不适用于地下水位比较高、易形成塌孔的地质条件,为此,是否选择挖孔桩应根据实际情况来决定。

4结语