橋型的概念策劃論述范文
本站小編為你精心準(zhǔn)備了橋型的概念策劃論述參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
總體布置與構(gòu)造
1圓心角
圓心角反映了曲線橋梁的彎曲程度，對整體式橋臺曲線箱梁橋的受力與變形影響較大，故對圓心角的選擇要慎重，當(dāng)圓心角較大時應(yīng)注意控制主梁的彎扭剛度比及加強(qiáng)樁基的抗彎－扭設(shè)計。
2跨徑布置
一般而言，連續(xù)梁橋合理的邊中跨比例為0．55～0．90，連續(xù)剛構(gòu)橋為0．50～0．69。而整體式橋臺曲線箱梁橋允許使用較小的邊跨與主跨的比例，這是由于整體式橋臺自身的重力可以充當(dāng)一個向下作用的砝碼，同時也允許樁基在受到向上作用力時發(fā)揮樁基的摩擦作用。因此，整體式橋臺曲線箱梁橋合理的邊中跨比例范圍較為廣泛（根據(jù)計算分析，本文建議，合理的邊中跨比例可取0．45～1．00），設(shè)計也更具靈活性。
3梁高
普通等截面的箱形梁橋合適的高跨比約為1／15～1／20，而整體式橋臺曲線箱梁橋由于梁端與橋臺固結(jié)的特殊構(gòu)造，增大了主梁的抗扭性能，彎扭剛度比減小，故高跨比比一般曲線箱梁低。因此，整體式橋臺曲線箱梁橋可選用具有較小建筑高度的“扁箱截面”來更好地滿足橋下凈空的要求。根據(jù)計算分析，本文建議其合理高跨比取1／17～1／20。
4極限橋長
連續(xù)曲線箱梁或連續(xù)曲線剛構(gòu)橋等傳統(tǒng)橋型可以通過“若干聯(lián)”和“一聯(lián)多跨”的結(jié)合形式解決橋長的問題，因此它不存在極限橋長，而只有從經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度考慮的“經(jīng)濟(jì)跨徑”和以材料強(qiáng)度指標(biāo)為限制條件的“極限跨徑”。然而，整體式橋臺曲線箱梁橋由于特殊的橋臺結(jié)構(gòu)構(gòu)造及結(jié)構(gòu)－土的相互作用，使得橋長必須控制在一個合理范圍內(nèi)，即不能超過“極限橋長”。這個極限長度取決于橋臺所能承受的最大切向位移或主梁所能承受的最大徑向位移。橋臺所能承受的最大縱向位移根據(jù)樁的類型取決于不同的因素：當(dāng)采用鋼樁基礎(chǔ)時，橋臺的開裂限制了極限位移，而采用混凝土樁時，樁的開裂限制了極限位移。而主梁所能承受的最大徑向位移取決于主梁－支座的滑動摩阻力和樁基屈曲失穩(wěn)前所允許的最大變形。
目前，見諸報道的整體式橋臺曲線橋的實橋建設(shè)中最大橋長達(dá)到358m（圓曲線部分長297m，圓心角4°45′），文獻(xiàn)的計算分析也表明了長聯(lián)、大圓心角的整體式橋臺曲線箱梁橋（橋長240m，圓心角53．9°）工程應(yīng)用的可行性。可見，盡管整體式橋臺曲線箱梁橋有著“極限橋長”的限制，但它還是具有廣闊的應(yīng)用空間。在目前國內(nèi)還沒有足夠工程實例的情況下，建議此類箱梁的“極限橋長”為240m。
5主梁截面形式
由于單箱單室具有受力明確、施工方便及材料用量少等優(yōu)點，所以對整體式橋臺曲線箱梁橋的上部結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)橋?qū)挕?4～20m時，可優(yōu)先考慮單箱單室截面形式。對于更寬的橋面，一是分幅建設(shè)，二是增加箱室，三是增加兩側(cè)挑臂長度。當(dāng)橋梁跨徑較大時，可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選來考慮采用鋼箱梁、鋼－混凝土組合箱梁或設(shè)置FRP輕型橋面板的箱梁。
6支承體系布置
整體式橋臺結(jié)構(gòu)由于梁端與橋臺的固結(jié)而取消了梁端的伸縮縫與支座，簡化了橋梁支承體系的設(shè)計，減少了施工和維護(hù)的費(fèi)用。文獻(xiàn)的實驗結(jié)果表明，中間墩柱支座預(yù)偏心對整體式橋臺曲線箱梁受力性能的影響比傳統(tǒng)連續(xù)曲線箱梁小，計算表明，當(dāng)橋長或圓心角較大時，主梁的扭矩較大，可通過適當(dāng)設(shè)置中間墩柱支座預(yù)偏心的方式調(diào)整主梁的扭矩分布。
7橋臺選型
整體式橋臺曲線箱梁橋的橋臺構(gòu)造要能順應(yīng)主梁溫度變化時的縱向位移及臺－土－樁相互作用下自身的強(qiáng)度要求，臺高、臺厚的尺寸及截面配筋可以根據(jù)這兩個要求進(jìn)行計算確定，保證橋臺有足夠的柔度及強(qiáng)度，本文建議，臺高H的合理取值范圍宜控制在H／I＝1．5～2（I為橋臺的縱橋向厚度）。另外，由于溫度等作用，曲線梁體內(nèi)外弧長的伸縮變形量不同而使橋臺將繞豎軸發(fā)生一定量的旋轉(zhuǎn)，這將導(dǎo)致臺后土壓力的重分配并可能造成橋臺及翼墻的局部開裂，因此在橋臺的選型及構(gòu)造設(shè)計中應(yīng)分析計算旋轉(zhuǎn)量的大小。
8樁基選型
樁基選型的主要參數(shù)是樁的類型（混凝土樁或鋼樁、圓樁或矩形樁）、尺寸及強(qiáng)弱軸的朝向。從檢索到的文獻(xiàn)資料來看，國外（尤其美國）在整體式橋臺橋梁的臺下樁基選型時常采用預(yù)制的H型鋼樁，而就我國目前的實際工程而言，更多的是采用就地灌注的鋼筋混凝土樁。本文建議，當(dāng)采用鋼筋混凝土矩形樁時，樁基的長細(xì)比宜控制在40～80，并設(shè)置成繞強(qiáng)軸彎曲，以改善樁基的受力性能；而當(dāng)采用鋼筋混凝土圓形樁時，建議樁徑≤1．0m。整體式橋臺曲線箱梁橋的臺下樁基除了受軸向壓力作用外，還同時受彎矩、扭矩和橫軸向力的作用，呈現(xiàn)出“壓－彎－扭”的復(fù)雜受力狀態(tài)，并可能發(fā)生縱向撓曲而壓屈失穩(wěn)，因此按樁身材料強(qiáng)度確定單樁承載力時，除了需驗算樁身截面強(qiáng)讀外，還應(yīng)進(jìn)行樁身壓屈穩(wěn)定的驗算。按極限狀態(tài)設(shè)計方法對樁身承載能力穩(wěn)定性和裂縫寬度的驗算可參照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD62－2004）》執(zhí)行。
關(guān)鍵構(gòu)造設(shè)計
1橋臺－主梁結(jié)點構(gòu)造
橋臺－主梁結(jié)點構(gòu)造是整體式橋臺縱向抗彎剛度及有效傳遞主梁縱向位移的主要影響因素之一，一般采用剛性連接或半剛性連接。鑒于整體式橋臺曲線箱梁橋梁端彎－剪－扭耦合的復(fù)雜受力狀態(tài)及梁端的固接有利于提高上部結(jié)構(gòu)的整體抗扭性能，該類橋梁的橋臺－主梁結(jié)點采用剛性連接（固接）比較合適。設(shè)計結(jié)點構(gòu)造時，當(dāng)主梁為混凝土結(jié)構(gòu)，可在橋臺與主梁中預(yù)留連接鋼筋，通過連接鋼筋焊接后的現(xiàn)澆混凝土接縫，實現(xiàn)橋臺和主梁的剛性連接（如圖1）；而當(dāng)主梁為鋼結(jié)構(gòu)時，橋臺與主梁一般采用螺栓連接（如圖2）。
2橋臺－樁帽結(jié)點構(gòu)造
橋臺－樁帽結(jié)點構(gòu)造主要是確定樁帽與橋臺的連接強(qiáng)度（固接或鉸接）。樁帽與橋臺固接（如圖3），可以保證橋臺與樁帽間彎矩的順利傳遞，符合整體式橋臺橋梁整體施工的概念和受力特性。而樁帽與橋臺鉸接（如圖4）可以減輕樁基對上部主梁的約束，減小主梁端部的彎矩和應(yīng)力，但同時也可導(dǎo)致樁基彎曲變形的曲率和應(yīng)力增大。綜合考慮兩種結(jié)點構(gòu)造對結(jié)構(gòu)受力性能的影響及施工的難易程度，建議整體式橋臺曲線箱梁橋的橋臺－樁帽結(jié)點構(gòu)造采用固接形式。
3臺后搭板構(gòu)造
對整體式橋臺橋梁而言，臺后搭板已不再是單純的路橋銜接設(shè)施，由于它與橋梁結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系，也將與梁體一起受力，共同變形。而且，搭板可以減少邊跨的最大彎矩，對連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的邊跨受力有利［7］。搭板構(gòu)造設(shè)計的主要參數(shù)是搭板的長度、斜度及與橋臺的連接。為了防止開裂，可在搭板表面涂上瀝青或使用鋪裝層，并在橋臺背墻的結(jié)點處設(shè)計成能夠相對轉(zhuǎn)動的布筋形式，以適應(yīng)一些不可避免的轉(zhuǎn)動（如圖5所示）；為了防止沉降，可在搭板下增設(shè)枕梁或?qū)⒋畎逶O(shè)計成埋置式搭板，同時，注意選擇板下填料的類型并控制填料的變形（如圖6所示）。為防止或減小溫度等作用下橋臺處的轉(zhuǎn)動，可參照斜橋中的構(gòu)造處理，在臺后選用摩擦板。
4搭板－路面接縫構(gòu)造
已有的研究表明，下部結(jié)構(gòu)對上部主梁在溫度作用下縱向位移的約束并不大，大部分位移量最終通過臺后填料和搭板傳遞到搭板與路面的接縫，使其得以容納和吸收。因此，接縫的寬度確定和填料的構(gòu)造處理至關(guān)重要。接縫的寬度可由計算確定，縫內(nèi)填料目前常用瀝青或硅膠混合料。為了更好地改造和替代容易出現(xiàn)病害的傳統(tǒng)伸縮縫，上世紀(jì)70年代，英國首先研發(fā)了一種TST伸縮縫（全稱叫“TST碎石橋梁彈性接縫”），已在一些國家得到應(yīng)用。這種伸縮縫具有彈性恢復(fù)力高、低溫柔性好、高溫穩(wěn)定性好、使用壽命長、舒適性好等諸多優(yōu)點。目前國內(nèi)也有采用彈塑性改性瀝青來替代橋梁伸縮縫裝置的（圖7），其由高黏彈性材料組成，常溫下呈彈塑態(tài)，與前、后的橋面或路面形成連續(xù)體，橋面平整、無縫，因而行車更平穩(wěn)、舒適，震動及噪音小。該類伸縮縫施工時，不需裝設(shè)專門的伸縮構(gòu)件和梁端預(yù)埋錨固鋼筋，施工方便快捷，鋪裝1h后即可開放交通。用改性瀝青修復(fù)已損壞的橋梁伸縮縫時，可半幅施工，半幅通車，不中斷交通，不修便道，能節(jié)省大量資金，使用壽命長。本文建議可以結(jié)合這種彈塑體的配方設(shè)計和應(yīng)用性能進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，將其引入作為整體式橋臺曲線箱梁橋的搭板－路面接縫，以更好地適應(yīng)和吸收主梁的縱向位移。
5臺后和樁側(cè)填料選擇
為了使橋臺和樁基更好地將主梁的縱向位移往臺后傳遞，臺后和樁側(cè)填料的選擇至關(guān)重要。樁側(cè)填料宜選用松散砂土，而臺后填料為了避免搭板的沉陷與開裂，要求保證足夠的壓實度，宜選用密實砂土并選擇合理的級配，但當(dāng)密實砂土無法使橋梁梁體徑向位移滿足設(shè)計要求時，建議改用密實度或彈性模量更小的填料，如EPS泡沫材料（如圖8所示）。
結(jié)語
整體式橋臺曲線橋梁的設(shè)計理論研究尚未見報道，這在很大程度上限制了該橋型的應(yīng)用和推廣。本文通過對文獻(xiàn)的系統(tǒng)研究，對整體式橋臺曲線箱梁橋概念設(shè)計中的若干核心問題進(jìn)行總結(jié)和分析，提出了相關(guān)建議，為實際工程的設(shè)計應(yīng)用提供借鑒。
（1）總體布置中，當(dāng)圓心角較大時應(yīng)注意控制主梁的彎扭剛度比，及加強(qiáng)樁基的抗彎－扭設(shè)計；合理的邊中跨比取0．45～1．0，高跨比取1／17～1／20；臺高H宜控制在H／I＝1．5～2（I為橋臺的縱橋向厚度）；當(dāng)采用鋼筋混凝土矩形樁時，樁基的長細(xì)比宜控制在40～80，并設(shè)置成繞強(qiáng)軸彎曲，而當(dāng)采用圓形樁時，建議樁徑≤1．0m。
（2）構(gòu)造設(shè)計中，建議橋臺－主梁結(jié)點采用剛性連接（固接），橋臺－樁帽結(jié)點構(gòu)造采用固接形式；搭板設(shè)計應(yīng)重點考慮長度、斜度及與橋臺的連接形式；樁側(cè)填料宜選用松散砂土，臺后填料宜選用密實砂土；可通過改進(jìn)TST彈塑體的配方設(shè)計和應(yīng)用性能，將其引入作為搭板－路面接縫。
作者：林志平單位：福建省高速公路有限責(zé)任公司