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一般桥梁工程的造价占整条线路工程的10~30%[1]。要降低桥梁工程造价,除了合理选择桥梁结构形式外,就是正确合理进行桥位设计了,而桥位设计又是桥梁设计的主要任务。桥位设计的主要内容包括:桥位选择、水文计算、桥梁孔径和墩台基底埋置深度的确定以及调治构造物的布设等[2]。本文仅以319国道某桥为例对桥位选择、水文计算及桥孔净长的确定进行探讨。土工织物又称土工聚合物,它具有高抗拉强度,耐久性、耐腐蚀性,质地柔韧,能与砂土很好地结合,组合成加筋土复合地基,有效地提高土的抗剪强度、抗拉性能,增强土体的整体性和连续性。近年来,我国岩土工作者也在试验室中证明了在砂土中加筋可有效地提高土体的地基承载力,减少地基竖向沉降量,有效地克服土体整体性差及连续性差的性能。
桥位设计 水文计算 土工织物 提高土体的地基承载力
新、老桥设计的主要技术参数的比较厦门至成都的319国道我省境内段以逐段按二级公路标准进行改造,其中某桥老桥由上级主管部门鉴定属危桥,为考虑该路段今后改造接线顺畅、施工方便等原因,特另选桥位新建一座桥梁,现将其新、老桥主要技术参数比较如下:主要技术参数 319国道某桥新 老桥面中心标高(米) 121.17 121.05设计洪水频率 1/100 1/50孔径及结构形式 4孔16米钢筋砼T梁 5孔8米乱石拱桥梁全长(米) 84.42 53.2相互位置 新桥位于老桥下游70米以上比较可以看出:新老桥桥面中心标高基本一致,新桥的结构形式有所改进,新桥的桥孔净跨比老桥增大,新桥的桥梁全长比老桥增长。合理进行桥位设计,合理选择桥位桥位设计首先就要合理选择桥位,桥位应选在符合水文、地形、地物、地貌及工程地质等方面的要求处,对通航河道还应符合通航方面的要求。水文方面桥位应选在河道顺直、稳定、滩地校高、较窄,且河槽能通过大部分计算流量的河段上。从现场观察,新桥桥位的河滩较宽,加上桥轴前进方向河滩靠岸处有一条人工开挖的农田灌溉水渠,经洪水的冲刷,使河滩中有一堆较大沉积物,平常上面长有杂草和灌木,新桥建成后需作必要的河床疏导、整治。总体看来新桥桥位没有老桥桥位理想。
合理进行水文计算,经济布设桥孔长度水文计算的目的就是推求符合相应频率的设计洪水水位流量。在此之前还要正确划分所设计的桥位属于何种类型的河段,并在实地在形态断面上合理划分河槽、河滩,合理确定河槽与河滩的洪水糙率系数。现该桥的设计流量与桥孔净长计算如下:1、基本情况该桥址中心桩号为319国道K1037+959.6处,系山区河流,其上游约70米处有一座5孔8米的石拱桥,桥面标高121.05米,河槽内为砂砾,经调查历史最高洪水位标高为119.00米,下游洪水位标高为118.83米,推算出桥位处历史最高洪水位标高为118.93米,测得水面比降为1‰。2、形态断面流量、流速计算河滩、河槽的过水面积W和水面宽度B计算见附表:因水面宽大于平均水深的10倍,所以计算滩、槽断面的流速时水力半径用滩、槽的平均水深代替,湿周用水面宽代替河滩部分:Ht=Wt/Bt=(126.45+75.84) /(87.60+47.60)=202.29/135.2=1.5mVt=mHt2/3河槽部分:Hc=Wc/Bc= 194.63/54.65=3.56mVc=mHc2/3I1/2=40×3.562/3×0.0011/2=2.95m/sQc=WcVc=194.63×2.95=574.16m3/s全断面总流量Q总=Qt+Qc=210.38+574.16 =784.54m3/s全断面平均流速Vo=Q总/W总=784.54/396.92=1.98m/s取设计流量为:Qs=790m3/s。
土工织物又称土工聚合物,它具有高抗拉强度,耐久性、耐腐蚀性,质地柔韧,能与砂土很好地结合,组合成加筋土复合地基,有效地提高土的抗剪强度、抗拉性能,增强土体的整体性和连续性。在砂土中加入少量纤维后,土体的抗剪强度可提高4倍以上的形象,近年来,我国岩土工作者也在试验室中证明了在砂土中加筋可有效地提高土体的地基承载力,减少地基竖向沉降量,有效地克服土体整体性差及连续性差的性能。由于加筋土具有以上的性能,且其价格低廉的特点,使其在工程中具有广泛的应用前景。
工程概况:1、拟建挡土墙采用重力式毛石挡土墙,墙高为6米,要求地基土的承载力为250kPa,而基底的地质情况自上而下为:①粘土,厚约0.72米,饱和,软塑;②淤泥质土,厚度约22~24米,饱和,流塑为主,局部软塑;③细砂层,厚约510米,含淤泥质土及有机质,饱和,稍湿;④卵石层,厚度分分布不均,约02.2米,稍密;⑤风化中砂岩。其中粘土及淤泥质土承载力为70kPa,显然地基要做加固处理。2、地基垫层的加筋强化处理:加固可采用换填法用砂砾石进行换土处理,但由于垫层的松散性,根据以往经验,用砂石垫层处理的地基时常存在沉降大、均匀性差的特点,往往造成上部结构裂缝、不均匀沉降的形象,本工程为6米高的毛石挡土墙,高度大,又由于墙上有3米高的围墙,如果出现挡土墙不均匀沉降、裂缝,将会造成较为严重的后果,故须对垫层采用加固处理,经过经济技术分析,决定采用对砂砾石墊层进行加筋强化处理。3、为达到加筋土的加固效果,必须对加筋土施工工艺、施工质量进行严格控制:a、土工织物应预加初期应力,且其端部应有可靠的锚固,以发挥土工织物的抗拉强度,锚固愈牢固,承载力提高愈多,地基中的应力分布愈均匀,土工织物端部的固定,靠端部折起铺设长度来保证,把端部折起包裹砂体,以增加其握裹力,保证使用期间不被拔出。b、施工程序对加筋效果有重大的影响,施工时应让土工织物尽早处于受拉状态,土工织物抗拉强度只有在变形时才得以发挥,所以施工时不允许土工织物发生折皱,把土工织物尽可能拉平拉紧。为了使土工织物在受荷初期有足够的应变,可按下列程序施工:①铺土工织物;②拉平拉紧两端;两端折起包裹砂砾并两端填砂;③中心填砂;④两端砂增高;⑤最后,中心填砂。按此方法施工时可使土工织物尽早形成波浪形被拉紧,使其在受荷初期发挥作用。
参考文献
[1]王伟、杨志,土工织物与土相互作用的机理【J】.无锡轻工业大学学报,1993,18(3):107-112.
桥位设计 水文计算 土工织物 提高土体的地基承载力
新、老桥设计的主要技术参数的比较厦门至成都的319国道我省境内段以逐段按二级公路标准进行改造,其中某桥老桥由上级主管部门鉴定属危桥,为考虑该路段今后改造接线顺畅、施工方便等原因,特另选桥位新建一座桥梁,现将其新、老桥主要技术参数比较如下:主要技术参数 319国道某桥新 老桥面中心标高(米) 121.17 121.05设计洪水频率 1/100 1/50孔径及结构形式 4孔16米钢筋砼T梁 5孔8米乱石拱桥梁全长(米) 84.42 53.2相互位置 新桥位于老桥下游70米以上比较可以看出:新老桥桥面中心标高基本一致,新桥的结构形式有所改进,新桥的桥孔净跨比老桥增大,新桥的桥梁全长比老桥增长。合理进行桥位设计,合理选择桥位桥位设计首先就要合理选择桥位,桥位应选在符合水文、地形、地物、地貌及工程地质等方面的要求处,对通航河道还应符合通航方面的要求。水文方面桥位应选在河道顺直、稳定、滩地校高、较窄,且河槽能通过大部分计算流量的河段上。从现场观察,新桥桥位的河滩较宽,加上桥轴前进方向河滩靠岸处有一条人工开挖的农田灌溉水渠,经洪水的冲刷,使河滩中有一堆较大沉积物,平常上面长有杂草和灌木,新桥建成后需作必要的河床疏导、整治。总体看来新桥桥位没有老桥桥位理想。
合理进行水文计算,经济布设桥孔长度水文计算的目的就是推求符合相应频率的设计洪水水位流量。在此之前还要正确划分所设计的桥位属于何种类型的河段,并在实地在形态断面上合理划分河槽、河滩,合理确定河槽与河滩的洪水糙率系数。现该桥的设计流量与桥孔净长计算如下:1、基本情况该桥址中心桩号为319国道K1037+959.6处,系山区河流,其上游约70米处有一座5孔8米的石拱桥,桥面标高121.05米,河槽内为砂砾,经调查历史最高洪水位标高为119.00米,下游洪水位标高为118.83米,推算出桥位处历史最高洪水位标高为118.93米,测得水面比降为1‰。2、形态断面流量、流速计算河滩、河槽的过水面积W和水面宽度B计算见附表:因水面宽大于平均水深的10倍,所以计算滩、槽断面的流速时水力半径用滩、槽的平均水深代替,湿周用水面宽代替河滩部分:Ht=Wt/Bt=(126.45+75.84) /(87.60+47.60)=202.29/135.2=1.5mVt=mHt2/3河槽部分:Hc=Wc/Bc= 194.63/54.65=3.56mVc=mHc2/3I1/2=40×3.562/3×0.0011/2=2.95m/sQc=WcVc=194.63×2.95=574.16m3/s全断面总流量Q总=Qt+Qc=210.38+574.16 =784.54m3/s全断面平均流速Vo=Q总/W总=784.54/396.92=1.98m/s取设计流量为:Qs=790m3/s。
土工织物又称土工聚合物,它具有高抗拉强度,耐久性、耐腐蚀性,质地柔韧,能与砂土很好地结合,组合成加筋土复合地基,有效地提高土的抗剪强度、抗拉性能,增强土体的整体性和连续性。在砂土中加入少量纤维后,土体的抗剪强度可提高4倍以上的形象,近年来,我国岩土工作者也在试验室中证明了在砂土中加筋可有效地提高土体的地基承载力,减少地基竖向沉降量,有效地克服土体整体性差及连续性差的性能。由于加筋土具有以上的性能,且其价格低廉的特点,使其在工程中具有广泛的应用前景。
工程概况:1、拟建挡土墙采用重力式毛石挡土墙,墙高为6米,要求地基土的承载力为250kPa,而基底的地质情况自上而下为:①粘土,厚约0.72米,饱和,软塑;②淤泥质土,厚度约22~24米,饱和,流塑为主,局部软塑;③细砂层,厚约510米,含淤泥质土及有机质,饱和,稍湿;④卵石层,厚度分分布不均,约02.2米,稍密;⑤风化中砂岩。其中粘土及淤泥质土承载力为70kPa,显然地基要做加固处理。2、地基垫层的加筋强化处理:加固可采用换填法用砂砾石进行换土处理,但由于垫层的松散性,根据以往经验,用砂石垫层处理的地基时常存在沉降大、均匀性差的特点,往往造成上部结构裂缝、不均匀沉降的形象,本工程为6米高的毛石挡土墙,高度大,又由于墙上有3米高的围墙,如果出现挡土墙不均匀沉降、裂缝,将会造成较为严重的后果,故须对垫层采用加固处理,经过经济技术分析,决定采用对砂砾石墊层进行加筋强化处理。3、为达到加筋土的加固效果,必须对加筋土施工工艺、施工质量进行严格控制:a、土工织物应预加初期应力,且其端部应有可靠的锚固,以发挥土工织物的抗拉强度,锚固愈牢固,承载力提高愈多,地基中的应力分布愈均匀,土工织物端部的固定,靠端部折起铺设长度来保证,把端部折起包裹砂体,以增加其握裹力,保证使用期间不被拔出。b、施工程序对加筋效果有重大的影响,施工时应让土工织物尽早处于受拉状态,土工织物抗拉强度只有在变形时才得以发挥,所以施工时不允许土工织物发生折皱,把土工织物尽可能拉平拉紧。为了使土工织物在受荷初期有足够的应变,可按下列程序施工:①铺土工织物;②拉平拉紧两端;两端折起包裹砂砾并两端填砂;③中心填砂;④两端砂增高;⑤最后,中心填砂。按此方法施工时可使土工织物尽早形成波浪形被拉紧,使其在受荷初期发挥作用。
参考文献
[1]王伟、杨志,土工织物与土相互作用的机理【J】.无锡轻工业大学学报,1993,18(3):107-112.