1橋梁設計上存在的隱患

　　設計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟合理的結構方案,其次是結構分析與構件和連接的設計,并取用規范規定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。

　　許多設計人員往往只滿(mǎn)足于規范對結構強度計算上的安全度需要,而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。不少橋梁,雖然滿(mǎn)足了設計規范的強度要求,但僅用了5～10年就因為耐久性出了問(wèn)題影響結構安全。結構耐久性不足解決這一隱患已成為最現實(shí)的一個(gè)安全問(wèn)題,設計時(shí)要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性。

　　不同的環(huán)境和使用條件、不同的設計對象都會(huì )對結構體系提出不同的布局和構造等方面的要求。規范再詳細也不能包羅本應由設計人員解決的各種問(wèn)題,規范更新得再快也適應不了新認識、新技術(shù)、新材料快速發(fā)展對結構提出的各種新的要求。因此,合理可靠的結構設計除了滿(mǎn)足規范的要求外,還要求設計人員具有對結構本性的正確認識、豐富的經(jīng)驗和準確的判斷。

　　2解決橋梁設計中存在的隱患

　　2.1地理位置

　　臨汾位于山西省境西南,東與長(cháng)治、晉城兩市相接,西隔黃河與陜西為臨,南和運城市接壤,北與呂梁、晉中兩市毗連。

　　侯馬位于山西南部,地處臨汾、運城、晉城、“小三角”地帶的中心和南同蒲城市產(chǎn)業(yè)密集帶與新亞歐大陸橋經(jīng)濟增長(cháng)帶的交匯處。

　　臨汾地理坐標為北緯36°,東經(jīng)110°50′,侯馬市地理坐標東經(jīng)110°24′～110°37′,北緯35°33′～35°51′,該項目位于臨侯之間汾河中間位置,東經(jīng)110°09′～111°10′,北緯35°47′～35°58′。

　　2.2地形地貌

　　臨汾市地處黃河高原,汾河下游。東有太岳,西在呂梁,兩山之間為臨汾盆地。最高峰為太岳系的霍山,海拔2346m,境內的呂梁山系以隰縣的紫荊山為最高海拔2012m,河流有百余條,主要為黃河汾河、沁河、昕水河等。黃河及其支流汾河、沁河為常流河,其他多為季節河。

　　侯馬市屬晉南盆地的部分。海拔高度在420m～257m之間,南部紫金山的海拔1055m,澮河貫穿市境12km,河寬30m。汾河縱貫穿本市15km,河寬300m。兩河在市境西南匯合,流入新絳縣。該土地肥沃,水利氣候條件較好。

　　2.3氣象特征

　　臨汾市氣候溫和,四季分明,大陸性氣候特點(diǎn)極為顯著(zhù),年均氣溫10℃～7℃,一月零下4℃左右,七月26℃。年降雨量555mm。無(wú)霜期為180d。

　　侯馬市屬暖溫帶大陸性氣候,四季分明。冬季雨雪稀少,春季干旱多風(fēng),夏季雨量集中,秋季秋高氣爽。據氣象臺40余年資料統計表明,顯著(zhù)特點(diǎn)是“十年九旱”全年平均氣溫12.6℃,1月最冷,平均-2.4℃,極端最低氣溫-21.4℃;7月最熱,平均氣溫26.1℃但極端最高氣溫出現于6月,1996年6月21日曾高達42℃。全年無(wú)霜期約197d。

　　2.4土質(zhì)狀況

　　(1)擬建的汾河2#橋地質(zhì)構造主要受穹析陷控制,地質(zhì)構造簡(jiǎn)單,沒(méi)有斷層、單斜等不良的地質(zhì)構造,對橋梁的影響不大,盆地內有三組隱狀斷裂。

　　(2)地層巖性。汾河2#橋Ⅰ級階臺地上,巖性以粉砂、亞砂土、亞黏土為主,很少見(jiàn)礫石,河床及河漫灘中,巖性的顆粒較粗,以砂、卵石、礫石及亞黏土為主。綜上述:全線(xiàn)地質(zhì)構造簡(jiǎn)單,沒(méi)有對橋梁產(chǎn)生重大影響的地質(zhì)構造。

　　2.5地震烈度

　　依據“中國地震基本烈度區劃圖”,擬建橋梁所在地區基本烈度為8度,歷史上沒(méi)有發(fā)生過(guò)強烈地震,橋梁等構造物應該按8度地震預防。

　　2.6方案的設計原則

　�、僖欢ㄒ獫M(mǎn)足二級公路平原微丘區的技術(shù)標準;②與臨汾、侯馬整體規則相協(xié)調;③在滿(mǎn)足技術(shù)要求前提下,盡量減少占地,少拆遷、以減少對兩岸居民生產(chǎn)生活的影響;④加強環(huán)境保護,防止造成新的環(huán)境污染。

　　2.7橋型方案比選

　　2.7.1橋梁總跨徑的確定

　　總跨徑參照水文、地質(zhì)資料設計計算而確定。橋梁的總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積,使河床不改道受過(guò)大的沖刷。另一方面,根據河床上土壤的性質(zhì)和基礎的埋置深度視河床的允許沖刷深度,適當縮短橋梁的總長(cháng)度,以節約總投資。應注意的是總跨徑的縮短可能會(huì )引起過(guò)水面積減小,流量加大,從而導致沖刷加大,以及橋壅水高度的加大。

　　2.7.2橋梁的分孔

　　橋梁孔徑的擬定,主要根據池洪的要求,在《公路工程技術(shù)標準》J701-88表6.03中規定了不同等級的公路設計洪水頻率。對于一座橋梁應分成幾孔,并且跨徑應多大,這不僅影響到使用效果、施工難易等,并且在很大程度上關(guān)系到橋梁的總造價(jià)�？鐝接�大,孔數愈少,上部結構的造價(jià)就很高,墩臺的造價(jià)就減少;反之,則上部結構的造價(jià)降低,而墩臺造價(jià)將提高。這與橋梁的高度及基礎工程的難易程度有密切關(guān)系,最經(jīng)濟的分孔是使上下部結構的總造價(jià)趨于最低。

　　2.7.3橋梁標高確定

　　橋道的標高應保證橋下排洪和通航的需要,根據設計洪水水位橋下凈空等需要,結合橋型跨徑等一起考慮,以確定公路合理的橋道標高,橋道標高確定后,就可根據橋頭的地形和線(xiàn)路要求來(lái)設計橋梁的縱斷面線(xiàn)形,為了保證橋下流水凈空,主梁底一般應高出設計流水位不小于50cm。

　　2.7.4橋梁橫斷面確定

　　橋梁橫斷面的設計,主要是決定橋面的寬度和橋跨結構橫斷面布置,橋面寬度決定了行車(chē)和行人的交通需要,該橋凈寬按凈-9+2×0.75(人行道)+2×0.25(安全帶)

　　2.7.5平面布置

　　橋梁的線(xiàn)形及橋頭引道要保持平順,使車(chē)輛能平穩地通過(guò),從橋本身經(jīng)濟性和施工方案來(lái)說(shuō),應盡可能避免橋梁與河流成橋下路線(xiàn)斜交,故該橋應采用正交。

　　2.8預應力砼T形梁橋

　　T形橋的特點(diǎn)是:制作簡(jiǎn)單,肋內鋼筋可做成剛勁的鋼筋骨架,主梁之間借助間為4mm～6mm的隔梁來(lái)連接,整體性好,接頭也較方便。對于承受正彎矩作用的T梁來(lái)說(shuō),既充分利用了擴展的砼橋面板的抗壓能力,又有效地發(fā)揮了集中布置在梁肋下部的受力鋼筋的抗拉作用,從而使結構構造與受力性能達到理想的配合。與橋抗相比,對于梁肋較高的T形橋梁來(lái)說(shuō),由于砼抗壓和鋼筋受拉所形成的力偶臂較大,因而T橋也具有更大的抵荷載彎矩的能力。

　　裝配式肋梁橋,考慮到起重設備的能力,預制和安裝的方便,一般采用主梁間距在2.0以?xún)鹊牧菏浇Y構,在設計整體式梁橋性,鑒于梁肋尺寸不起重要裝、機具的限制,故可以根據砼體積最小的經(jīng)濟原則來(lái)確定截面尺寸,對于橋面凈空-7m的橋梁,只要建筑高度不受限制,往往建成的雙主梁數為合理,在每一預制T梁上,通常設置待安裝就位及相互連接用的橫隔梁,以保證全橋的整體性。在橋上車(chē)輛荷載作用下,通過(guò)橫隔梁接縫處傳遞剪力和彎矩而使各T形梁共同受力。

　　在保證抗剪等條件下盡可能減小梁肋(或稱(chēng)腹板)的厚度,以期減小構件自重,是目前砼和預應力砼橋梁的發(fā)展趨向。因此,為使受拉主筋或預應力筋在梁肋底部較集中地布置,或者為了滿(mǎn)足預加應力的受壓需要,就形成呈馬蹄形的梁肋底部。

　　故結合該橋實(shí)際地質(zhì)情況及綜上分析得出,設計成預應力砼T形梁橋。之所以放棄預應力砼梁式板橋的選擇是因為它簡(jiǎn)支板橋的經(jīng)濟合理跨徑一般限制在13m～15m以下,預應力砼連接板橋也不宜不超過(guò)35m,否則就會(huì )存在自重增大的隱患。

　　3結束語(yǔ)

　　因此,我們在橋梁工程設計中,橋梁存在的隱患是十分關(guān)鍵的,必須根據具體的橋梁做具體的工程設計,還應該注意橋梁在建造和使用過(guò)程中,一定會(huì )受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,并要承受車(chē)輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來(lái)作用,同時(shí)橋梁所采用材料的自身性能也會(huì )不斷退化,從而導致結構各部分不同程度的損傷和劣化。然而,影響結構耐久性的決定性因素是來(lái)自構造上(也即設計上)的缺陷卻往往被人們忽視。所以,橋梁存在的隱患已成為迫切需要解決的問(wèn)題,要積極借鑒成功的經(jīng)驗和做法,除了加強施工質(zhì)量管理外,要從橋梁設計理念、結構體系和構造的角度做好防患設計。只有這樣才能解決橋梁存在的隱患,保證橋的持久和耐用性。