道路橋梁設計工程師評職范文公路橋梁設計注意

　　摘要：橋梁是公路建設中的一個重點，橋梁工程建設的好壞直接影響到整條公路的建設質量。如何完善路橋功能、提高公路橋梁的社會效益和經濟效益是目前公路橋梁設計人員急需解決的問題。本文探討了公路橋梁設計時應注意的要點。

　　關鍵詞：公路橋梁,設計,橋梁布跨,下部結構

　　一、公路橋梁設計設計基本要求

　　(一)使用上的要求

　　適用性是橋梁設計中應當首先考慮的問題。橋上行車道和行人道應有足夠的寬度，既能滿足當前交通量的需要，也要照顧到日后交通量的增長。橋梁應具有足夠的孔徑和橋下凈空，以滿足洪水渲泄、安全行船和橋下交通順暢。此外，作為永久性建筑物，橋梁結構應保證使用年限，并便于檢查、養護和維修。

　　(二)強度及構造上的要求

　　橋梁結構構造應當合理，并具有足夠的承載能力，能夠保證橋上車輛和行人通暢便利，行駛安全。同時要求在制造、運輸、安裝、使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性。

　　(三)經濟上的要求

　　在適用、安全的前提下，橋梁設計應當體現經濟上的合理性。橋梁方案應當通過技術經濟比較，構件尺寸應通過精心設計與計算，使材料消耗量最少，造價最低。從經濟上考慮時，要考慮綜合效益，即運營及養護和維修費用、工期長短等等。

　　(四)施工上的要求

　　橋梁結構應便于制造和安裝，盡量采用標準化的裝配式結構。在條件許可時，應采用機械化和工廠化施工，采取先進的施工工藝，以加快施工速度，保證工程質量和提高經濟效益。考慮到橋梁失事大都發生在施工階段，因此，如何充分保證橋梁在施工狀態的安全和可靠，同樣也是設計人員的重要職責。

　　(五)美觀上的要求

　　橋梁應以合理的受力結構為基礎，通過合理的建筑輪廓，具有美觀的外形。特別對于城市和瀏覽地區的橋梁建筑，應反映時代風貌，注意空間比例、節奏、明暗和穩定感，分清主次，局部服從主體。

　　二、橋梁布跨設計要點

　　這是橋梁設計的主要項目之一。對于跨越河流的橋梁,橋梁中線宜與天然河道洪水流向正交,避免水流匯聚渦旋,影響橋梁安全,同時橋跨結構應充分考慮設計洪水水位要求,以及壅水高、河床淤積或漂流物等影響。當橋梁上跨在建的高等級道路時,為了避免采用較大的跨度,降低建筑高度,節省投資,往往考慮是否可于道路的中央分隔帶處設墩;當橋梁上跨已建的道路時,為便于施工組織,通常采用預制吊裝結構以兩跨或多跨跨越道路。而同時應避免橋梁與被交道路的交角過大。橋梁孔跨的布置,除滿足橋梁功能及其它條件的要求外,應充分考慮到結構的經濟性。一般來說,地質越差或下部結構投資越大,就越宜采用較大的跨度,以減少支承結構的工程量,從而節省投資,反之亦然。因此,對于大型橋梁孔跨布置通常通過橋跨變化以顯出橋梁結構的平順、流暢。值得一提的是,在同一個項目中應特別注重跨徑的標準化分級,合適的跨徑分級可以在整個項目中形成一整套合理的橋型方案,若缺跨級則必然導致方案的不合理和日后的變更。

　　三、下部結構設計要點

　　下部構造設計主要指橋梁墩臺的設計。對于常見高度的橋墩。即墩高小于40m的橋墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩,其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圓柱和方柱。圓柱施工時外觀質量易控制,且與樁基銜接方便,平原地區使用較多。但從美觀角度來說,方柱棱角分明,與上構梁體協調,有一定的視線誘導性,較美觀。從受力上看,截面積相等的圓柱和方柱。方柱的抗彎剛度耍大于圓柱,受力優于圓柱,當體系為連續剛構時,方柱可以方便的調節兩個方向的尺度來調整墩柱的剛度,從而達到調整墩柱受力的目的。從施工角度說,圓柱施工更簡單,方柱與樁基銜接一般需增設樁帽,增加了工程量,而且對于山區地形橫坡較陡,增設樁帽會增加挖方工程量。易引起邊坡失穩。山區高速公路橋臺一般采用重力式型臺、肋式臺、柱式臺。臺控制的填土范圍一般為4——10m，所以U臺高度最好控制在10m之內。山區橋梁臺一個顯著特征就是橫向、縱向橫坡陡，為了適應地形，減少開挖，節約土方量，臺設計時必須合理分臺階。樁柱式橋臺由于抗推剛度小，當聯長較長，臺后填土較高時不宜使用，一般臺后填土商度宜控制在5m以下，聯長宜控制在150m以內。埋置式肋式臺適用范圍廣一些，但也不宜太高，不宜超過12m。山區高速公路縱向地形陡峭，往往不能設置錐坡，這時采用柱式臺或肋式臺就會受到較大限制。當地質條件較差時，往往會出現U臺下設置樁基的情況。

　　四、軟基路堤設計要點

　　提高軟基路堤的強度和穩定性,減少路堤和路面結構層的沉降 針對目前高等級公路軟土地基處理較多采用排水固結法,結合橋梁引道存在不均勻沉降而引起橋頭跳車現象,從提高軟基路堤的強度和穩定性、減少軟基路堤工后沉降的角度出發,設計階段必須解決好下述若干問題。在設計階段,要盡可能考慮設置橋頭搭板,在搭板與橋臺連接處作構造處理,若有可能可將橋臺處的伸縮縫移到橋墩上,使上部構造的橋面連續擴大到搭板內,減少橋臺處的變形因素。同時,認真分析橋臺地基土層情況,確定如何使橋臺填土路堤更為密實的方法。鄰接搭板的路堤一定長度內,路基采用水泥穩定碎石層處理,并設置一層鋼筋網,使路基剛度逐漸過渡。設置橋涵構造物應允分考慮臺背填方路基的地質情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題,選擇恰當的橋涵位置、跨徑及橋臺后部防護工程,盡量避免大河面小跨徑橋涵。設計單位應嚴格執行現行的公路工程技術標準、規范和相關的規定要求;對橋頭跳車的部位進行詳細設計,提出施工指導意見;并且認真詳細地進行設計交底。

　　五、橋梁配筋設計要點

　　橋墩普通鋼筋混凝土帽梁設計中，常常存在帽梁的主拉應力鋼筋(斜筋)的起彎點布置不合理，斜筋間距偏大，橋墩鋼筋布置中，梁支座下的牛腿構造儀配置了主拉應力斜筋，但斜筋未與水平向或豎直鋼筋焊接，形成了“浮筋”，預應力混凝上窄心板的懸臂翼緣板長度為1.5m，懸臂翼板的頂層僅配置了橫橋向的主要受力，鋼筋未配置順橋向的縱向分布鋼筋，構造不夠合理，連續梁中間支承附近的腹板內未設縱向加強鋼筋。梁的主拉應力區配置斜筋起彎點的規定，主要目的是保證斜截面抗彎效應不小于正截面的抗彎效應，所以應嚴格按規范的規定執行，靠近支點的第一排彎起鋼筋頂部的彎折點，簡支梁或連續梁邊支點心位于支座中心截面處，懸臂梁或連續梁中間支點應位于橫隔板靠跨徑一側邊緣處，以后各排彎起筋的梁項部彎折點，應落在前一排彎起鋼筋的梁底部彎折點處或彎折點以內，主拉應力鋼筋中“浮筋”是禁用的鋼筋形式，由于其兩端未與主筋相焊接，不能形成有效的握裹力及錨同構造，所以也不能形成主抗拉應力的效應。因此，彎起鋼筋不得采用浮筋，分布鋼筋的作用，是將荷載分配傳遞給受力鋼筋，分擔混凝土收縮和溫度變化引起的拉應力，固定受力鋼筋的位置，故應按規范規定設置分布鋼筋，板內應設垂直于主鋼筋的分布鋼筋，分布鋼筋直徑不小于8mm，其間距應不大于200mm，截面面積不宜小于板的截面面積的0.1%。在主鋼筋的彎折處，應布置分布鋼筋。連續梁中問支承點附近受力較為復雜，支座邊緣常有局部拉應力產生在腹板和底板中設置間距較密的縱向短鋼筋，有利于防止箱梁局部裂縫的展開，在支點附近剪力較大區段和預應力混凝上梁錨固區段，腹板兩側縱向鋼筋截面面積應予增加縱向鋼筋，間距宜為100~150m。

　　結束語：橋梁設計要堅持“安全、適用、經濟、美觀、便于施工及養護”的設計原則，并針對公路橋梁中易出現的通病進行設計和多方案比選，重視橋梁方案和施工方案相結合，從設計源頭實現公路的社會效益和經濟效益。

　　參考文獻

　　[1]交通部公路司.新理念———公路設計指南[M].北京:人民交通出版社,2005.

　　[2]和丕壯.橋梁美學[M].北京:人民交通出版社,2009.

　　[3]盛洪飛.橋梁建筑美學[M].北京:人民交通出版社,2009.

　　[4]王亞斌.景觀橋梁結構造型設計與評價[D].合肥:合肥工業大學土木建筑工程學院,2006.

　　[5]趙明華.橋梁地基與基礎[M].北京:人民交通出版社,2010.

　　[6]袁倫一.連續橋面簡支粱橋墩臺計算示例[M].北京:人民交通出版社,2010.

　　[7]李澤榮.梁式橋高墩設計中有關問題的討論[J].科技交流,2010(12).