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?、道路、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)行國家現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和國家批準(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。
?。?）、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)考慮對施工現(xiàn)場的水文、地質(zhì)、氣象、河道等基本狀況做到熟悉、了解，對施工中存在疑問之處應(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題。
?。ǘ⒃O(shè)計(jì)中注意橋梁的線形安全
在過去的道路橋梁的設(shè)計(jì)中，為了方便現(xiàn)場施工，橋梁無論長短，往往布置成直線在橋梁的布線設(shè)計(jì)中，造成了超長的直線橋梁在大規(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。
?。ㄈ?、 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度不應(yīng)超過以車輛計(jì)算形成速度70秒的長度距離。在橋梁的平面設(shè)計(jì)中橋梁的直線段長度，中長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度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)車速(以Km／h)的6倍(長度以m)。綜合上述研究成果，道路橋梁的直線長度過長和過短都將影響行車的安全，根據(jù)交通安全的理論分析，可通過計(jì)算得出道路橋梁適宜長度的數(shù)值。
三、平縱線形組合以及銜接設(shè)計(jì)
?。ㄒ唬?、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)中的常見的形式?？赏ㄟ^對坡和彎的組合進(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)測事故的值。同時(shí)對于預(yù)測事故值相對較大的區(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)過程中，橋梁的設(shè)計(jì)為了適應(yīng)地形，從而造成了長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)行銜接的過程中，坡長越長、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)過程中，較長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⑵胶鈽蛄荷掀矫媲€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
（一）、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)營調(diào)查比較考慮行車道的數(shù)量，四個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)過相關(guān)的技術(shù)認(rèn)證。二級和三級公路在我國一般采用的是雙車道，采用單車道的是四級公路。當(dāng)二級公路的混合交通量較大時(shí)和，可采用兩快兩慢四個車道。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快車和兩個慢車道等四個車道。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)
在我國實(shí)行的是高速公路、一級公路橋梁采用3．75m的車道寬度，四級公路橋梁采用3．5m的車道寬。
?。ㄈ?、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
（一）、設(shè)計(jì)中通航河流的橋孔布置
在具體的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)船運(yùn)、筏運(yùn)等的通航特點(diǎn)，充分考慮河床演變造成的航道變化，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。橋孔布置過程中充分考慮到冰塊的排泄，橋梁的墩臺應(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
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，這樣才不會發(fā)生施工人員比照設(shè)計(jì)圖無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)問題采取補(bǔ)救措施,整個工程造價(jià)勢必受到影響。
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