试论路桥设计一体化的构想与实践.docVIP

精品论文 参考文献 试论路桥设计一体化的构想与实践 叶嘉枫（北京市市政工程设计研究总院有限公司 100082） 　　摘要：道路与桥梁设计在交通设施中占据着十分重要的地位，其设计水平的高低与质量直接影响道路与桥梁后期的使用与维护，甚至还会影响路桥的使用寿命。因此，提高公路的舒适性需要进行路桥一体化设计，减少、甚至消除路桥过渡段沉降速度不一致导致的问题，提高路桥可靠性和安全性。 　　关键词：路桥；设计；构思；一体化 　　随着人们生活水平提高，人们对城市道路、高速公路、各类桥梁等的质量提出了更高的要求。因此，交通建设的过程中应结合实际情况，对于道路的选线、修建等应与桥梁建设一起考虑，因为桥梁建设的费用远比道路建设的费用高，所以在路桥综合性设计中桥梁布置是否合理，将会对整个交通建设的成本产生最直接的影响。在可行性研究阶段与初步设计阶段，应做好多部门的相互交流与配合，多方案多角度对拟建道桥项目进行方案比较，对道路、桥梁、路桥过渡段的关键性节点进行精心的设计，以保证路桥施工能够顺利安全地进行，同时保证在预计的工期内完成并投入运营使用。 　　1 路桥设计构思一体化的必要性桥梁相比道路更为复杂，成本较高，所以道路与桥梁通常是分开设计的。在桥梁的桥坡处，需要进行高填土，如果土层含水高、透水性差、压缩性高，桥坡高填土通常会引起路基的较大沉降。而桥梁一般使用桩基础。桥梁的桩基础设计，主要考虑桩基础的承载力，然后对沉降进行验算校核。实践上除了桩对桥梁的承载作用，还有承台对桥梁的支持，所以桥梁桩基承载的冗余度过大，这样在桥梁完工后的实际使用中，桥梁的沉降量非常小。这样由于道路与桥梁沉降速率和程度的不同，形成桥头道路与桥梁之间的沉降差。工程上对此问题一直没有较好的处理方法，或者是事后对沉降路面进行修补，或者对桥坡真空降水、真空预压，减少桥坡的工后沉降，或者采用注浆、强夯、碎石桩等地基处理技术，或者设置搭板调节路桥的沉降。但这些手段基于道路和桥梁的分散设计，因为没有进行事前的协调，一般成本比较高，而且难以保持长久的效果，使得路桥建筑和维护成本较高。如果要彻底解决产生的问题，需要改变路桥分割的设计模式，使桥梁设计人员关注桥梁与道路的衔接问题，比如在质量允许的情况下使桥梁多沉一点，减小路桥沉降差。为改善软土路基上的桥头跳车现象提供一个新的解决途径。桥梁与道路的衔接的一体设计，可以减少桥梁桩基础、后期路面维护、桥坡段的软基处理费用，并可以有效地缩短路桥建设工期。 　　2 路桥一体化设计构思的思想路桥设计时，道路与桥梁过渡段的各部分的沉降不一致，容易形成车辆在桥头颠簸。设计中尽可能使桥梁与桥坡段的沉降量和沉降速率相近，避免道路和车辆在多年使用后出现沉降量差异，所以需要道路与桥梁设计人员相互配合，相互交流，综合分析施工工期、软基沉降、桥梁沉降等因素，解决道路和桥梁沉降不一致的问题。设计流程如下：①准确测算桥坡软基的沉降速率。引入成本较低的桥坡软基处理工艺，准确计算软基的沉降量，桥坡软基的沉降速率。②准确测算桥梁的沉降速率。对桥梁桩基的总沉降量及沉降速率进行计算分析。 　　③道路和桥梁进行一体设计。对道路和桥梁进行一体设计，使道路和桥梁沉降差尽可能小。 　　3 路桥一体化设计构思需要对沉降速度准确计算使用：解法、等代墩基法、按沉降控制复合桩基的沉降计算法，对道路和桥梁的沉降速度进行准确地测算。沉降速度计算时，需要考虑桩身压缩、桩端刺入变形、土层压缩变形等因素，在跨江河地段，需要全面考虑桩、土、水三者的作用。对于复杂地质区域，还要考虑泥石流、溶洞、地震、山体滑坡、山谷及风荷载等因素的影响。 　　4 路桥一体化设计构思要点①通过计算道路和桥梁的沉降曲线对路桥过渡段进行变形控制。 　　路桥过渡段的变形控制，需要对路桥过渡段路基的工后沉降量进行控制，减小路桥交界处的沉降差，或者同时增加路桥过渡处的沉降差，或者同时减小路桥过渡段的沉降差。所以需要根据施工工艺、地质条件计算道路和桥梁的沉降曲线，设计施工方案。②科学地选择路桥过渡段的施工材料与工艺。不同施工工艺与材料下，道路和桥梁会有不同的沉降速度，通过合理的施工材料与工艺选择，可以协调桥梁和道路和沉降速度，使二者趋于一致。由于桥梁比较坚固，所以传统上选择加强桥坡的承载力，减小桥坡的地基沉降，如采用土工合成材料的加筋以提高效果。当然，适当放宽桥梁的沉降速度，与桥坡道路沉降速度保持一致，也是一种可行的方法。③科学设计路桥缓和过渡段。 　　道路和桥梁的施工材料不同，结构不同，桥梁的刚度大而道路路基结构强度相对较小，所以路桥一体化设计时，需要在路桥间设置强度过渡段，从而减小路桥之间的过渡。根据国内外路桥建设经验，在刚性桥台和柔性桥坡之间设置30－50 米左右的强度渐变段，应用不同的填料渐变，可以确保路桥结合处的强度过渡。 　　5 路桥