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摘 要：现代高等级的公路,往往绵延数千里,在公路上,桥梁则成为必不可少的的组成部分,特别注意的是,在施工中桥梁建设往往是左右全线通车的关键.其中,中小跨径桥梁所占比例巨大,但长期以来,由于其结构简单,技术成熟,而在施工中没有给与足够的重视,从而造成施工阶段问题频出,对整个工程造价及工期影响巨大.本文首先归纳了中小跨径桥梁结构设计中存在的问题,然后对其构造做了详细的阐述

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关 键 词：中小跨径桥梁；设计；应用；思考

前言

公路桥梁建设是我国进行公路建设的一个重要的组成部分,对于桥梁建设的质量要求是进行公路桥梁建设的关键.在公路桥梁工程的建设中,桥梁结构的设计是关键和核心,只有很好地把握公路桥梁结构设计的合理性和科学性,才能够保证施工的有序以及质量的提高.在公路桥梁结构设计中,中小跨径的公路桥梁结构设计具有其自身的特点,因此,本文着重对中小跨径的公路桥梁结构设计进行简要分析.

1.中小跨径桥梁设计的应用

中小跨径桥梁的应用可以从常见的桥梁类型来分析,常见的中小跨径桥梁有以下几类：

1.1、装配式空心板桥

装配式板桥的结构非常简单,且经济性较好.在桥梁建造中,可以采用应力混凝土和钢筋混凝土的结构,做成空心和实心板桥,以就地现浇的方式来适应弯、斜、坡等各种形状,在建造高度有限的中小跨径桥梁时非常适用.从目前公路桥梁来看,高度低于20m的中小跨径桥梁一般为空心板结构.但在公路桥梁维护中,由于空心板铰缝混凝土的体积较小,混凝土质量参差不齐,加之施工条件较差,导致桥梁质量存在着很多问题,如板底裂缝、桥面开裂、混凝土剥落、铰缝开裂等.在计算过程中,空心板的计算结构模式是成立的,但随着铰缝混凝土脱落,计算结构的模式逐渐失效,单板受力状态出现,从而导致空心板中线薄弱处开裂,影响了桥梁的质量

1.2、装配式T桥梁

该桥梁结构主要有简支结构和连续结构.简支结构以桥面的连续解决桥梁伸缩缝问题,但简支结构有很大的不足,桥梁的横向联系弱、整体刚度较小、伸缩缝较多、抗震能力弱、支座容易的受损等.因此,在现代桥梁设计中,一般采用连续结构,连续结构由于受力好、分布均匀,因而抗震性及耐久性都有了很大的提高.同时,连续结构的伸缩缝较少,车辆行驶的路况较好,减少了桥梁维护的工程量,连续结构的T桥梁造型的美观性也较好.

在装配式T桥梁设计中,也存在着一些问题,以支座设置为例,支座有双支座、单支座两种,在现行的规范中,规定在纵桥向应设置一个支座,因而导致了施工中的很多问题.如桥梁结构的整体转换中,纵向整体工序的湿接头的体积较小,钢筋连接及混凝土的质量难以保证,导致桥梁质量存在问题.支座设置转换的繁琐,增加了施工工序,施工环节的质量也存在着很大的差异.

1.3、装配式小箱梁

该桥梁结构由于安装工艺及施工工艺简单、抗震性好及工程造价低等特点,在中小跨径桥梁中被广泛使用.该桥梁结构有以下特点：桥梁高度比跨径相同的T梁低,能降低填土高度,从而降低工程造价.同时,其横向整体性较好,跨越能力较强,行车舒适且后期的养护费用较低,结构稳定.该桥梁结构也存在着一些问题：如在施工过程中,由于墩顶扁锚的预应力体系不足,导致负弯矩的预应力效应没有达到设计的要求,从而使该桥梁结构成为一种特殊的准连续结构,但负弯矩预应力没有达到要求时,增加了主梁正弯矩值,降低桥梁结构的整体安全度,影响了桥梁的质量.

2.中小跨径桥梁设计的思考

近年来,随着我国经济的发展,中小跨径桥梁进入了快速发展期.公路桥梁在使用过程中,桥梁结构的破坏及垮塌情况时有发生,暴露出中小跨径桥梁设计中的问题,工程质量及维修工作存在不足.因此,应对桥梁设计进行深入总结,探讨相应的应对措施,以提高桥梁质量,减少桥梁垮塌事故.

2.1、设计总结

第一,设计标准.在桥梁设计中,首先应对桥梁的荷载情况进行分析,了解桥梁的最大荷载需求.桥梁设计荷载主要包括偶然荷载、可变荷载和永久荷载三种,其中,对桥梁荷载影响最大的是可变荷载,汽车荷载是可变荷载中最重要的一种.在桥梁设计中,我国对桥梁荷载的实际情况没有进行深入的分析,导致荷载不匹配、不对应问题,造成实际需求荷载超过了桥梁设计荷载的标准,桥梁的超负荷运行,对桥梁质量造成损伤.与国际相比,我国桥梁设计中,车辆荷载的安全系数较低,而与此同时,我国在计算桥梁构件的实际承载力时,材料设计强度的规定偏高,导致我国桥梁设计的承载能力偏低.

第二,设计理念.在桥梁施工过程中,预应力混凝土和钢筋混凝土的桥梁结构应按照桥梁的实际承载力进行施工作业,但在施工过程中,施工人员往往从承载极限出发,对结构抗力情况没有进行考虑,影响了桥梁结构的整体性能.因此,在桥梁施工过程中,应从结构的承载极限出发,分析结构的使用性能,增强桥梁结构的使用性能和耐久性.

第三,设计方法.首先,在桥梁设计时,由于过分依赖于计算机软件,设计细节计算工作中存在很多问题.设计过分相信标准图,即使发现标准图有问题时,也没能及时提出改进意见.其次,过分遵从设计规范,在设计中以满足规范为主要目标.桥梁结构设计只是桥梁结构的在建状态,并非桥梁寿命周期的整体设计,因此,在结构设计中,虽然符合设计标准及受力要求,但仍然存在很多问题.再次,设计的整体理念不强,缺乏系统性和整体性.由于受力路线及结构计算的不明确,导致桥梁结构的局部受力偏大.加之设计构件的单图绘制,钢筋冲突的情况经常发生,增加了施工难度,也导致钢筋错位、混凝土浇筑及密实不足等问题.最后,在桥梁设计中,没有考虑后期养护维修问题.如支座的垫石太低,为支座检查及更换增加了难度.

2.2、设计建议

第一,对设计标准的新认识.在设计标准上,应从国家和行业规定出发,严格执行工程设计标准.由于规定的设计标准一般为最低标准,因此,在桥梁设计中,必须满足规范规定的最低标准.然后根据工程的特点,明确指定各项指标应达到的设计标准.同时,随着经济社会的变化,设计标准也会发生相应的变化,工程设计人员应及时掌握最新设计标准的相关规范,保证桥梁设计的合理性.

第二,设计应遵循“以人为本”的理念.在桥梁设计中,设计人员应遵循“以人为本”的理念,从桥梁的整体性出发,考虑桥梁结构的受力情况,在标准图基础上,结合工程实际的特点,对桥梁结构进行整体性设计.同时,应根据工程实践的反馈信息,发现设计标准图中所存在的问题,及时更新和改进设计标准图,最大限度地满足工程设计的需要.

第三,对常见结构类型的中小跨径桥梁的建议.首先,装配式空心板的设计.由于装配式空心板桥梁结构自身的缺陷,难以发挥铰的作用,因此在设计时应特别重视深铰缝的设计,以减小预制板铰缝的剥落和开裂,采用整体性能好的钢筋网以增强桥面的整体性,保证铰结构的整体性能.其次,装配式T梁和箱梁的设计.应加强T梁的横向整体性,由于扁锚负弯矩的预应力存在问题,导致该桥梁结构存在问题.因此,应以钢筋来弥补预应力不足,以圆锚体系代替扁锚体系,以保证桥梁所需的预应力.

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