山區(qū)高速公路常規(guī)橋梁如何正確選型

1、Word文檔 山區(qū)高速公路常規(guī)橋梁如何正確選型？ 山區(qū)高速大路受簡單地形的限制, 需修建大量的橋隧結構物, 據(jù)不完全統(tǒng)計, 地形地質簡單的山區(qū), 橋隧占路線總長的20% 40%, 造價占總造價的30%60%, 大部分為常規(guī)橋型, 橋梁的橋型方案對掌握工程總造價影響較大。 橋型方案擬定及比選 大中橋橋型方案擬定原則： 橋型方案的選擇是在橋位、凈空標準和路線平面線形確定后, 結合橋址區(qū)的地質、水文、施工條件、景觀協(xié)調和造價等因素, 進行綜合比選后確定。選擇橋型方案的原則如下。 ( 1) 符合總體設計要求, 綜合考慮水文、地質、通航、環(huán)境愛護等掌握因素。 ( 2) 適合橋位處地形特點, 擇優(yōu)選擇技術

2、成熟、施工便利、經(jīng)濟有用的常規(guī)結構型式。多跨長橋盡量采納標準化設計, 便于工廠化生產。 ( 3) 施工方案應綜合考慮施工場地布置、征地拆遷、材料運輸?shù)葪l件。 ( 4) 考慮建橋條件, 使上下部結構施工難度小、工期短, 以爭取早建成、早發(fā)揮效益。 ( 5) 風景區(qū)橋梁, 橋型方案應考慮景觀效果。 橋型結構比選： 為提高施工速度, 降低工程造價, 橋梁上部構造應盡量采納標準化、裝配化的橋型。 目前裝配式結構主要有1640 m 預應力混凝土T 梁、小箱梁、空心板、I 形組合梁等。工程中因技術經(jīng)濟緣由, 采納50 m 跨徑的較少。 下面以目前山區(qū)高速大路常用的幾種標準跨徑( 20 m、25 m、30

3、m) 進行不同上部結構型式比較。 ( 1) 20m跨徑 20 m 跨徑板梁上部結構比較, 見圖1 和表1。 在工程實踐中, 圖1 中各種上部結構均有采納,其中板寬1. 0 m 和1. 24 m 空心板早期應用較多, T梁采納相對較少, 主要用于低等級大路。近年來隨著施工工藝改進, 應用較多的是寬幅式空心板和組合小箱梁, 其經(jīng)濟技術指標較其他結構優(yōu)勢較為明顯,因此一般狀況下, 20 m 跨徑上部結構推舉采納寬幅式空心板或組合小箱梁。 ( 2) 25m跨徑 25 m 跨徑橋型上部結構比較見表2。 25m標準跨徑上部結構應用較多的主要在互通立交匝道橋中, 其中寬幅式空心板和組合小箱梁可通過調整板梁寬

4、( 異型板梁) 或現(xiàn)澆橋面板寬度以適應互通內線形加寬漸變段的變化, 它給設計施工帶來便利而受到歡迎, 其中寬幅式空心板預制梁高較矮, 對一些有凈空要求的橋梁采納較多。因此一般狀況下, 互通跨線橋上部結構推舉采納寬幅式空心板或小箱梁; 主線橋一般采納T 梁。 (3)30m跨徑 30m跨徑橋型上部結構比較見表3。 從表3分析, 跨徑30m的上部結構采納的組合小箱梁或預應力混凝土T 梁方案, 兩者總體比較各種指標均差不多, 優(yōu)缺點各異, 目前工程中均有采納, 設計中應依據(jù)實際狀況、施工工藝等, 綜合比較后選用。 不同標準跨徑橋型方案的比選 不同標準跨徑橋型方案的比選, 往往取決于橋梁高跨比、地形地質

5、條件、設計施工閱歷、地區(qū)的習慣做法以及橋梁美學方面的要求, 通過對大量橋型上下部結構綜合篩選分析, 選擇出最優(yōu)橋型方案, 從而避開在設計文件中同類橋型反復比選、簡潔重復,并且可以提高工作效率, 起到以點代面、事半功倍的效果。 ( 1) 不同標準跨徑上部構造經(jīng)濟指標的比較 ?？鐝?040 m 梁( 板) 上部構造, 一般采納先簡支后橋面連續(xù)或結構連續(xù), 也可進行體系轉換為剛構、連續(xù)剛構形式, 施工方法一般采納后張法,經(jīng)濟指標見表4。 從表4 分析, 就上部構造而言, 材料指標總體隨著跨徑的增加而增大, 因此對橋梁不同跨徑橋型方案的選取, 必需結合下部構造的材料指標及施工條件綜合考慮。 ( 2)

6、不同標準跨徑下部結構形式的選取。 山嶺重丘區(qū)地形條件各異, 總體高差較大, 河谷切割多呈較狹窄的U 形或V 形溝谷, 沖溝發(fā)育簡單, 同一座橋梁橋墩相差也很懸殊。 由于地形起伏較大, 特殊是橫向變化, 因此橋臺的填土高度一般盡可能掌握在8 m 以內, 同時應盡可能伸進山體, 增加其穩(wěn)定性, 避開橋頭跳車、橋頭段填土溜坡困難( 即剝山皮現(xiàn)象) 或擋土墻設置困難。橋臺型式主要采納輕型臺( 凳子式) 、樁柱式( 橋頭填土6 m) 、肋板式橋臺, 樁基礎或擴大基礎。 通過數(shù)理統(tǒng)計分析, 橋梁墩臺基礎大部分采納擴大基礎( 持力層在5 m 以內) 或嵌巖樁, 因基巖埋深較淺, 樁長一般不超過30 m, 樁

7、長隨跨徑的不同變動不大。 綜上分析, 不同標準跨徑下部結構形式比選的關鍵因素主要取決于橋墩形式的選擇, 依據(jù)山區(qū)橋梁設計閱歷與橋梁高跨比的要求, 橋墩型式主要采納柱式墩、Y 形墩、十字墩、空心墩、變截面墩等, 其應用范圍見表5。 經(jīng)綜合分析: 當墩高小于30 m 時, 雙柱式墩、Y形墩是最有用、最經(jīng)濟的橋墩型式, 圓柱式墩工藝成熟, 提升滑模施工快, 與樁基礎連接性好; Y 形墩外觀美觀, 但施工相對簡單, 施工支架較多, 施工工期長, 需要設大體積承臺過渡樁基礎, 基坑開挖對自然環(huán)境破壞較大, 總的材料指標較高。因此, 墩高30 m以下推舉采納圓柱墩。墩高大于30 m 時, 橋墩的施工穩(wěn)定問

8、題突出, 對橋墩的剛度要求較高, 因此矩形墩、Y 形墩、十字墩、空心墩、變截面墩等均可采納。 另對于左右錯幅橋梁或跨越橋, 因受被交叉大路凈寬、交角限制時, 推舉采納對橋下凈空占壓較小的橋墩型式, 如獨柱墩、Y 形墩或十字墩等。 ( 3) 不同標準跨徑橋型方案比選實例。 依據(jù)墩高的不同, 選用以下工程實例進行比選。 墩高 20 m, 橋型方案比選。 選用跨徑20 m 預應力混凝土寬幅空心板與30 m預應力混凝土T 形組合梁, 進行全橋上下部結構綜合比選。2 種橋型方案經(jīng)濟指標比較結果見表6。 由表6可以得出以下結論: 同一橋位, 在相同施工條件下, 墩高H 20m的橋梁, 20m預應力混凝土寬

9、幅空心板比30 m 預應力混凝土T 梁經(jīng)濟。 20m 墩高 35m橋型方案比選 選用跨徑30m預應力混凝土T形組合梁與40m預應力混凝土T形組合梁, 進行全橋上下部結構綜合比選。2種橋型方案經(jīng)濟指標比較結果見表7。 由表7可以得出以下結論: 同一橋位, 在相同施工條件下, 墩高在2035m的橋梁, 30m預應力混凝土T 梁橋型方案較40m預應力混凝土T梁經(jīng)濟性好。但隨著墩高的增加, 40m跨徑單位經(jīng)濟指標漸漸顯示出比30mT梁經(jīng)濟的趨勢。 同時對于平均橋高在1530m之間的橋梁,可選用的下部結構方案較 多, 結合地形、地質條件、施工條件、前后橋梁的結構形式、交叉工程等因素綜合考慮, 可原則上采

10、納30m預應力混凝土組合T梁或組合小箱梁。 平均橋高在3035m之間者, 依據(jù)橋長及布墩限制條件, 采納30 m 預應力混凝土T 梁, 或組合小箱梁, 或40m預應力混凝土T梁均可。 35m 墩高 50m橋型方案比選。 選用跨徑為30m的預應力混凝土T 形組合梁與40m預應力混凝土T形組合梁, 進行全橋上下部結構綜合比選。2種橋型方案經(jīng)濟指標比較結果見表8。從表8可以看出, 在同等施工條件下, 墩高H35m橋梁,40m跨徑橋型方案比30m跨徑經(jīng)濟、合理, 見圖2所示。 篇后語： ( 1) 橋梁處于山嶺重丘區(qū), 上部構造推舉采納30m或40m裝配式預應力混凝土T梁或小箱梁、20m預應力混凝土寬幅

11、空心板或小箱梁, 結構連續(xù)、剛構或連續(xù)- 剛構體系; 下部構造依據(jù)墩高、高跨比值采納雙圓柱墩、十字墩。橫向地形變化較大的地段, 沖刷劇烈的溝( 谷) 底, 原則上均采納鉆( 挖) 孔樁基礎 , 以便盡量削減對自然環(huán)境的破壞。 ( 2) 當墩高H20m 時, 在20m跨徑橋型方案與30 m 跨徑的比較中, 20m跨徑橋型方案造價較低, 而且運輸及安裝便利、施工工期短、剛度大、簡潔美觀, 具有明顯優(yōu)勢, 推舉采納。 ( 3) 當墩高15m H 30m 時, 在30m跨徑橋型方案與40m跨徑比較中, 30m跨徑造價較低 ,但隨著墩高的增加, 40m 跨徑橋型方案漸漸顯示出比30m跨徑經(jīng)濟的特點, 但

12、考慮到40m跨徑的梁運輸較困難、吊裝重量大, 設計中一般采納30m跨徑橋型方案。 當墩高30mH 35m時, 結合詳細橋梁長度、位置、下穿工程及地形起伏狀況, 選用30m或40m跨徑橋型方案均可 。 ( 4) 當墩高35m H 50m時, 在30m跨徑橋型方案與40m跨徑比較中, 40m跨徑橋型方案造價明顯較低, 特殊是在大橋中, 40m 跨徑施工工期比跨徑30 m 短, 因此設計中, 一般采納40 m 跨徑橋型方案。 ( 5) 必需指出的是, 由于地形起伏較大, 特殊是大橋, 同一座橋梁墩高相差懸殊, 所以, 設計中在擬定推舉橋型方案時, 須盡可能在同一座橋中采納統(tǒng)一的橋梁跨徑, 以便于施工 。但對于個別特長的高架橋, 結合地形條件, 也可同時采納兩種跨徑的