淺析道路橋梁設(shè)計(jì)分析
2017-02-20
一、前言。
進(jìn)入二十一世紀(jì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程以及道路交通也在不斷建設(shè)和發(fā)展。因此道路橋梁建筑行業(yè)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大和加快，形式各樣的橋梁設(shè)計(jì)也在不斷拔地而起。在近幾年的不斷建設(shè)中路橋設(shè)計(jì)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，道路建設(shè)中橋梁是十分重要的也是與人們的生活密不可分的，在城市建設(shè)中，橋梁不僅僅是交通系統(tǒng)中的重要組成部分，也是城市化進(jìn)程中的標(biāo)志性建筑。
二、道路橋梁的設(shè)計(jì)原則及分析
?。ㄒ唬⒌缆?、橋梁的設(shè)計(jì)原則
設(shè)計(jì)中資源利用是否經(jīng)濟(jì)合理，尊重實(shí)際, 技術(shù)先進(jìn),實(shí)事求是, 是否科學(xué)，完全取決于設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。具體而言,在設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持以下原則:
?。?）、 在道路橋梁設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和國(guó)家批準(zhǔn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）、設(shè)計(jì)中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),積極推廣應(yīng)用“可靠性設(shè)計(jì)方法”、“結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法”等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。
（3）、 設(shè)計(jì)中注意把握因地制宜,就地取材,節(jié)省建設(shè)資金的設(shè)計(jì)原則。在滿足建設(shè)功能要求的同時(shí),利用一切可能地節(jié)約投資、節(jié)約多種資源,縮短建設(shè)工期。
（4）、道路橋梁設(shè)計(jì)中積極采用技術(shù)更加先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上更加合理的新結(jié)構(gòu)、新材料。
道路橋梁的設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的水文、地質(zhì)、氣象、河道等基本狀況做到熟悉、了解，對(duì)施工中存在疑問(wèn)之處應(yīng)重新調(diào)查或是勘察。從而能有效避免由于基礎(chǔ)資料原因造成的安全問(wèn)題。
（二）、設(shè)計(jì)中注意橋梁的線形安全
在過(guò)去的道路橋梁的設(shè)計(jì)中，為了方便現(xiàn)場(chǎng)施工，橋梁無(wú)論長(zhǎng)短，往往布置成直線在橋梁的布線設(shè)計(jì)中，造成了超長(zhǎng)的直線橋梁在大規(guī)模的橋梁設(shè)計(jì)中，而超短的直線急彎橋梁卻成了小河以及山區(qū)的橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，增加了事故發(fā)生的概率性。
（三）、 設(shè)計(jì)橋梁平曲線
根據(jù)實(shí)際調(diào)查分析的結(jié)果可知，就平曲線半徑與事故關(guān)系的研究說(shuō)明，小半徑曲線段所發(fā)生的事故的可能性更大。時(shí)速為100km/h的道路橋梁，當(dāng)橋梁的平曲線半徑小于2000m，發(fā)生事故的概率明顯提高，由此可作為曲線半徑的安全下限。其他道路則以設(shè)計(jì)時(shí)速按照相應(yīng)的比例進(jìn)行取值。與此同時(shí)，緩和曲線的設(shè)置對(duì)圓曲線上的安全特性具有明顯的影響。由此，一般而言，平曲線都應(yīng)設(shè)置緩和曲線。
?。ㄋ模⒃O(shè)計(jì)橋梁的安全掌控
根據(jù)交通心理學(xué)的研究成果橋梁的直線長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)以車輛計(jì)算形成速度70秒的長(zhǎng)度距離。在橋梁的平面設(shè)計(jì)中橋梁的直線段長(zhǎng)度，中長(zhǎng)直線的橋梁使駕車者的反應(yīng)敏感度降低，車速較高，從而引發(fā)了交通安全事故。同向平曲線之間以短直線相連，形成了所謂的“斷背曲線”，相應(yīng)的車輛在行駛經(jīng)過(guò)這樣的線路時(shí)，往往將直線段看做兩端曲線相反的彎曲，線形并不連接在一起。由此，同向曲線之間的最小直線長(zhǎng)度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)車速(以Km／h)的6倍(長(zhǎng)度以m)。綜合上述研究成果，道路橋梁的直線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)和過(guò)短都將影響行車的安全，根據(jù)交通安全的理論分析，可通過(guò)計(jì)算得出道路橋梁適宜長(zhǎng)度的數(shù)值。
三、平縱線形組合以及銜接設(shè)計(jì)
（一）、彎坡疊加橋梁的設(shè)計(jì)
根據(jù)直觀狀況分析，這樣的設(shè)計(jì)形式并不利于行車。平面曲線階段有縱坡存在，形成了彎坡疊加狀況，是高速公路橋梁設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)的形式?？赏ㄟ^(guò)對(duì)坡和彎的組合進(jìn)行安全特性的研究和設(shè)計(jì)，利用設(shè)計(jì)指標(biāo)求的DC的值，并利用經(jīng)驗(yàn)公式得到預(yù)測(cè)事故的值。同時(shí)對(duì)于預(yù)測(cè)事故值相對(duì)較大的區(qū)域，可采用工程改造，以增加標(biāo)志等措施減少交通安全隱患。
?。ǘ?、平面直線與曲線的聯(lián)接
具體恰當(dāng)?shù)闹本€長(zhǎng)度以及銜接曲線的半徑取值，應(yīng)根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)車速以及橋位的地形，確定道路安全的設(shè)計(jì)區(qū)間范圍。在以前的設(shè)計(jì)過(guò)程中，橋梁的設(shè)計(jì)為了適應(yīng)地形，從而造成了長(zhǎng)直線與小半徑的曲線相連，而根據(jù)道路行駛安全分析表明，長(zhǎng)直線與小半徑的曲線銜接處往往由于車輛高速行駛的慣性容易引發(fā)安全的隱患。
?。ㄈ?、 縱坡與平曲線的銜接設(shè)計(jì)
縱坡在于平曲線進(jìn)行銜接的過(guò)程中，坡長(zhǎng)越長(zhǎng)、坡度越大，其所銜接的平曲線半徑越小，發(fā)生事故的概率也將越大。根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律，在橋梁設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算由相同銜接方式的區(qū)段，并進(jìn)行一定的改進(jìn)。 道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，較長(zhǎng)的下坡接上下半曲線是具有危險(xiǎn)傾向的設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致車輛在高速行駛狀況下駛?cè)肫角€，從而造成事故隱患。
?。ㄋ模?、平衡橋梁上平面曲線與豎曲線
根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，平豎曲線平衡的半徑推薦值的設(shè)置應(yīng)綜合考慮安全和成本等要素。 橋梁位于小半徑如2000m以下平曲線上并且豎曲線部分或全部重疊時(shí)，應(yīng)充分考慮平曲線的半徑大小平衡狀況，從而有益于交通安全。
四、橋面橫向布置
?。ㄒ唬?、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意考慮行車道數(shù)量
根據(jù)現(xiàn)有的道路形成安全運(yùn)營(yíng)調(diào)查比較考慮行車道的數(shù)量，四個(gè)車道采用在高速公路的橋梁中，從而保證了車道數(shù)量的設(shè)置滿足了橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中的安全經(jīng)濟(jì)原則。當(dāng)車輛的速度為120km/h，交通量超過(guò)四車道的道路橋梁可采用六車道或是八車道。當(dāng)車輛形成速度小于120km/h，六車道或是八車道的采用應(yīng)經(jīng)過(guò)相關(guān)的技術(shù)認(rèn)證。二級(jí)和三級(jí)公路在我國(guó)一般采用的是雙車道，采用單車道的是四級(jí)公路。當(dāng)二級(jí)公路的混合交通量較大時(shí)和，可采用兩快兩慢四個(gè)車道。城市的橋梁設(shè)置一本可采用六車道和八車道，只有很少的部分采用兩個(gè)快車和兩個(gè)慢車道等四個(gè)車道。根據(jù)實(shí)際的交通事故的調(diào)查表明，不應(yīng)采用三車道的斷面布置形式。
?。ǘ?、行車道寬度設(shè)計(jì)
在我國(guó)實(shí)行的是高速公路、一級(jí)公路橋梁采用3．75m的車道寬度，四級(jí)公路橋梁采用3．5m的車道寬。
（三）、殘疾人通道的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮城市橋梁的人行道設(shè)計(jì)，應(yīng)專門考慮殘疾人輪椅的上下行走要求，相應(yīng)的道路橋面施工則應(yīng)滿足殘疾人能自主推行的寬度確定。
五、設(shè)計(jì)中橋孔布置
?。ㄒ唬?、設(shè)計(jì)中通航河流的橋孔布置
在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)船運(yùn)、筏運(yùn)等的通航特點(diǎn)，充分考慮河床演變?cè)斐傻暮降雷兓?，將通航孔設(shè)定在穩(wěn)定的航道上，必要時(shí)還應(yīng)預(yù)留通航孔。通航河流上，橋下的通航孔位置以及孔的數(shù)量直接影響了橋梁的是施工規(guī)模以及設(shè)計(jì)的難度。
?。ǘ?、河流中有流冰及漂浮物河流橋孔布置
在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮有封凍以及流冰現(xiàn)象的河段，首先應(yīng)調(diào)查冰層的厚度、冰塊的最大尺寸、冰塊的密度以及流冰的速度等基本的資料。橋孔布置過(guò)程中充分考慮到冰塊的排泄，橋梁的墩臺(tái)應(yīng)建立破冰和防撞等措施。在有大量的漂浮物以及沖積物的河流中，橋孔的布置應(yīng)保證河流中洪水和泥沙的順利宣泄。
六、結(jié)語(yǔ)
作為設(shè)計(jì)者應(yīng)充分考慮施工是設(shè)計(jì)指導(dǎo)的，設(shè)計(jì)中不能任意發(fā)揮，更不能生搬硬套，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在施工中的環(huán)節(jié)上，做到設(shè)計(jì)明確易理解，這樣才不會(huì)發(fā)生施工人員比照設(shè)計(jì)圖無(wú)法順利施工或按圖施工卻出現(xiàn)不同效果的情況和現(xiàn)象。施工到一定程度發(fā)現(xiàn)問(wèn)題采取補(bǔ)救措施,整個(gè)工程造價(jià)勢(shì)必受到影響。
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