温岭山区4号公路桥梁设计_开题报告

随着我国经济建设的发展，特别是西部大开发战略的实施，我国在山区修建的高速公路越来越多，山区高速公路地形地质复杂，构造物多，桥梁隧道总长占路线长度的比例大，有的山区高速公路，桥隧比例高达70%—80%。所以要设计成功一条山区高速公路，设计好其中的桥梁部分就显得十分重要。近些年来，我国公路工程的建设规模不断发展壮大，各种公路工程施工任务逐渐增多，而公路桥梁工程的建设也随之占据越来越多的分量。桥梁工程的质量好坏评判标准是：是否具有其应有的结构强度、刚度、稳定性和耐久性。而公路桥梁在建设和运用过程中，除了受环境、有害化学物质的破坏以外，还要承受过往车辆、风、疲劳、超载或人为等因素的影响，同时桥梁本身采用的材料也在不断发生退化现象，其内部结构也产生不同程度的损坏和劣化。因此桥梁的设计是决定桥梁的安全性和耐久性的重要因素。

1、国内外研究综述

新中国成立后,特别是改革开发以来,我国公路建设取得了巨大成绩,但是与国际上发达国家相比,差距仍然很大:与国内其他工业相比,仍相对滞后,远不能满足新形式下对公路运输的要求.归纳起来,还存在如下几方面的问题: 

1.1. 公路数量少，通达深度不够；

1.2. 公路网等级低，高等级公路少，公路质量差，标准低；

1.3. 发展不平衡，通行能力差，服务水平低。

 由于我国公路总量仍然偏少,今后很长一段时间还必须坚持提高公路质量,等级与加大公路密度并重的原则.积极新建公路,沟通断头桥,加速国道主干线高速公路网建设与旧公路的技术改造.运输工具向专业化方向发展,运输服务向高效优质发展,管理信息化发展根据土木工程专业（交通土建方向）的培养目标要求及^文档生的主要服务去向，通过^文档设计，使每个学生把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能力,能独立进行一般公路设计。通过初步设计，使我们在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面受到基本训练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的。 

2  温岭山区4号公路的主要特点

温岭山区4号公路的主要特点是地形地质复杂。地形复杂，表现为地面高差大，变化频繁，横坡陡；地质复杂表现为滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、等不良地质。受此影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。温岭山区4号公路桥梁也相应具有上述特点，弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。

3  桥梁与路基的关系

3.1 桥梁跨越方案与高填方路基方案的比较

温岭山区4号公路桥梁很多不受水文控制而只受地形控制，因不宜采用路基方案而设置为高架桥，路桥设置界限问题，一直是难以把握的关键问题，也是影响公路造价的问题。路基规范强调，“路基中心填方高度超过20m时，宜和桥梁做方案比选。”，项目实际运作中，往往由于工期紧，或认为桥梁跨越方案安全省事，就直接考虑桥梁方案。实际上，对于地质情况较好，虽然填方中心高度为30m，但收敛较快的V型峡谷，且桥隧相连地段，为消化隧道废方，考虑路基方案可能比桥梁方案更安全更经济，因为这样的地形架桥，场地局促，难度大，横纵坡陡，极易引发边坡不稳；而对于宽而平缓地段，虽然填方高度只是20m左右，但如果需跨标段借方，且运距远，填方基底还需花大量资金处理的路段，反而考虑桥梁方案可能更安全更经济。所以笔者认为，温岭山区4号公路路桥界限，不能一概而论，对于填土高度超过20m的路段，应根据地形、地质、前后构造物、前后路段的废方量、工程造价等进行综合比选后决定是否设置桥梁。不能图快图省事，直接考虑桥梁方案。

4  为了保证行车舒适，结构耐久适用，温岭山区4号公路标准跨径大中桥一般均采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系。全刚构体系由于一座桥梁墩高相差较大，需通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，这样一来，桥墩尺寸种类就比较多，美观性降低，施工相对麻烦一些。全连续结构联长不能太长，舒适性差，墩台水平位移较大，墩柱尺寸需设计的相对大一些，材料较费。根据地形，将中间墩高较高，刚度相差不大的相邻几个桥墩固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的水平力，较矮的边墩设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁。这样的刚构一连续体系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善，且适应地形特点。

由于山区地形条件限制。上部构造一般采用无支架施工。主要方法有预制安装法、悬臂浇注法等，以标准化程度高的预制箱梁、T梁、工字梁和空心板为多，其中先简支后连续T、箱梁运用较多。基于山区复杂的地形地貌，致使山区高速公路桥梁在路线中所占比例大，往往选择曲线、大纵坡、高墩、长桥等设计方案。另外，山区高速公路桥梁多为弯、坡桥，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势，单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下，梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势，如果采用全连续结构，即上下构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势往往造成梁体受力不平衡，支座脱甚至破坏，从而导致粱体开裂。因此山区高速公路桥梁宜采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系，既适应平面线形，又适应桥梁受力特点。

先简支后连续桥梁结构优点有以下几点：

 (1) 具有刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适等优点； 

(2) 简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉，而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行，仅需吊装设备起吊丰梁，减少了施工设备，又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍； 

(3) 预制梁能采用标准构件，进行工厂化统一生产和管理，有利于质量控制管理，有利于技术操作，节省了旋工时间，缩短工期，提高经济效益。

近年来，随着人们对环境保护意识的提高，对山区公路建设的环保要求也越来越高，在山区桥梁设计中作为设计人员我们应当坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的思想，维护人与自然相对平衡的关系，倍加爱护和保护自然资源和景观，坚持“不破坏就是最大的保护”的理念，最大限度地加强对沿线自然风光、水资源、矿产资源、土地资源、文化遗产资源、自然资源、森林植被等的保护，坚持和贯彻可持续发展战略，将公路建设对其影响降低到最小。体现在桥梁设计中就是要少开挖、少破坏地貌，尽量减少对自然水系的影响和改变，在设计当中要体现出对环境的保护意识。 山区高速公路桥梁的设计具有复杂性、特殊性、多样性等一系列特点，如何在实际的设计中灵活把握，值得我们每一个桥梁设计人员思考。由于能力有限，仅从粗浅的角度去分析了山区桥梁设计的一些常见问题和解决办法，对于山区桥梁的设计，还有很多方面值得我们去思考、解决问题并运用到实际的工作当中。

参考文献

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