高弘滨 刘航飞
义乌市交通设计有限公司 浙江省 义乌市 322000
【摘 要】二十世纪以来，随着科学技术的迅猛发展和城市建设的快速发展，城市道路建设成为衡量一个城市的重要指标，而桥梁建设无疑是这其中最浓墨重彩的一笔。如何发展桥梁建设，如何选择合理的桥梁结构形式等问题日益被人们所关注，本文根据中小跨径的公路桥梁结构设计的自身特点，通过其设计、应用、措施等方面对桥梁的结构设计进行了简要的分析。
【关键词】公路工程；中小跨径；结构设计
一、中小跨径桥梁设计的应用分析
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、装配式空心板桥
装配简单，结构简单，经济性好才是装配式板桥。装配式空心板由于结构高度小且结构简单等优点、便于工厂化生产、施工快捷方便等优点，在公路中小跨径的桥梁中大量被采用，尤其在建造高度有限的中小跨径桥梁中应用最广。从目前的公路桥梁建设来看，跨径小于20m的中小跨径桥梁一般采用空心板结构。该类桥梁在实际的运营维护中，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。而且一旦铰缝混凝土脱落，空心板结构的计算模式便会逐渐失效，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。
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。
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。
二、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一个迅速发展的阶段。公路桥梁在使用过程中，桥梁结构的破坏和倒塌的事情时有发生，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。
1、设计总结
第一，设计标准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在桥梁设计中，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。
三、提高中小跨径公路桥梁耐久性的措施
中小跨径公路建设成为公路建设的重要组成部分。如果改善耐久性问题成为必须注意的问题。如果提高耐久性，就应从公路建设的初期做起，无论是前期的选材、建设、及后期的维护蹬蹬。以下就从耐久性问题的设计、施工、养护三点入手。
1、设计阶段提高耐久性的方法
改进设计方法，增大构件设计的安全系数；加强对结构局部受力分析验算的要求；针对超载问题，从设计的技术层面采取应对措施；强化、重视附属结构的设计；重视温度、收缩、徐变、不均匀沉降等次要因素的控制与计算；桥梁设计要考虑养护检查、维修保养的便利性；简化结构设计、明确构件受力状态。
2、施工阶段提高耐久性的手段
设计与施工相结合，注重施工阶段临时施工荷载的验算；严格对混凝土保护层、钢筋存放除锈、浇筑过程中钢筋预埋件位置控制等的施工控制，保证构件的耐久性；严格混凝土浇筑施工质量的控制；严格防水混凝土施工的抗渗性能检测与控制；加强对混凝土配合比的要求。
3、运营养护阶段提高耐久性的措施
加强对桥梁构件的检查与病害监测，重视日常养护和小修；重视防排水系统的养护维修；对主要构件的裂缝、钢筋锈蚀、混凝土损伤提出更加详细的检测、技术状况的评定要求；在养护规范中，加强与细化对影响桥梁正常使用和受力状态的附属结构的检查和维修工作；加强对超重车过桥的管理。
四、结束语
中小跨径桥梁是公路建设的重要组成部分，在公路桥梁建设中占有很大的比例总数。因此，中小跨径桥梁的施工设计，，对于公路建设有非常重要的意义。在中小跨径桥梁设计中，设计人员应从桥梁施工的具体情况出发，结合设计标准规定，从整体上对工程设计的关键问题进行准确把握，以保证桥梁结构的安全性、经济性和实用性，保证桥梁的施工质量，促进我国公路建设事业的发展。
参考文献：
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[3]刘小健. 中小跨径桥梁桥面水泥混凝土铺装结构及材料的研究[D]. 同济大学交通运输工程学院，2008
论文作者:高弘滨,刘航飞
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第16期
论文发表时间:2016/8/16
标签：桥梁论文; 结构论文; 荷载论文; 支座论文; 混凝土论文; 耐久性论文; 构件论文; 《低碳地产》2015年第16期论文;