探析道路桥梁设计构思一体化方法

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1、探析道路桥梁设计构思一体化方法　　摘要：文章作者根据自己在桥梁设计中的构思，结合了路桥一体化的设计理念以及发展趋势，对现有通行桩基沉降计算方法分析比较的基础上，以及路桥一体化设计的关键问题，提出了具体的研究途径。关键词:道路桥梁；桩基设计；沉降控制中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1问题的提出1.1桥头跳车问题的存在软土在我国沿海一带分布广泛。由于软土具有高压缩性、高含水量、低透水性、低强度等特征，在道路与桥梁的结合部位，桥坡高填土通常会引起路基的较大沉降。与之相反，桥梁仅产生极小沉降；因此，如何解决因桥头道路与桥梁之间的沉降差而形成的“桥头跳车”现象，成为困扰工程界的大难题。1.

2、2传统治理桥头跳车的方法（1）消极对待，不做处理，发生沉降后对路面进行修补；（2）从减小工后沉降的角度，采用堆载预压方法；对桥坡软基，进行长时间的堆载预压（或结合真空降水、真空预压等技术），以减小道路通车后桥坡的工后沉降；8（3）从减小软基总沉降的角度，对桥坡软基进行地基处理；通常采用注浆、强夯、深层搅拌桩、碎石桩、砂桩等地基处理技术，提高软上强度与压缩模量，减小软基的总沉降；（4）从减小附加荷载的角度，对桥坡路堤的填料进行处理；一般采用二灰路堤，EPS轻质填料等；（5）设置搭板，作为过渡段，调节路桥的不均匀沉降。对桥坡软基不做处理，如工后沉降过大，后期修补路面的养护费用将很高；若采用堆载

3、预压所需要的时间很长，往往受到工期限制；如果进行深层处理，费用则较高；EPS轻质填料也因其造价偏高难以推广；单纯设置搭板，桥坡一侧的过大沉降有可能使搭板脱空，产生沉降从而失去作用，此外难以确定适宜的搭板长度。因此，工程中通常组合使用这此处理方法。在处理桥头跳车问题上均花费相当大的资金。1.3路桥一体化设计思想的提出8对传统桥头跳车问题治理方法进行分析后不难发现，传统方法的着眼点都集中在问题的一个方面，即如何解决桥坡段的沉降问题；对产生差异沉降的另外一个方面，桥梁，未做任何分析与考虑。这与传统设计体制下“桥归桥，路归路”的设计模式有关。分割的设计模式使桥梁设计人员不考虑桥梁与道路沉降的衔接问

4、题，桥梁的工后沉降甚微；而道路的设计人员也仅在如何处理道路沉降上下工夫，而不会考虑桥梁的沉降问题。由此，提出一个新的问题：能不能突破传统的设计模式，综合考虑道路与桥梁的沉降问题，在许可的范围内使桥梁多沉一点，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。分析后发现，这样做至少有这么几点好处：（1）减少桥梁桩基础的造价；（2）减少以后修补路面的维护费用；（3）减少桥坡段的软基处理费用，缩短工期。2路桥一体化设计的基本构思2.1一体化设计的指导思想综合考虑桥梁与桥坡段的沉降。尽可能使桥梁与桥坡沉降协同。这里的协同有两方面的意思，一个是沉降量，另一个是沉降速率。这就要求设计

5、人员一方面分析桥坡软基的沉降问题，另一方面必须分析桥梁的沉降问题。合理的软基处理方式与适宜的桥梁基础设计相结合，综合分析施工工期、工后沉降等因素，解决沉降协同的问题。2.2一体化设计的核心问题一按沉降控制桥梁桩基设计8然而，在传统的路桥设计中，桥梁桩基采用常规桩基础的设计方式。设计指导思想从强度出发，承载力作为设计的控制指标，而沉降作为验算校核指标。此外，在承载力设计中仅考虑桩的承载作用，并给予安全系数为2的安全度，未考虑承台的持荷作用。因此，在传统强度控制设计思想下，桥梁桩基往往具有大于2的强度安全储备，并且沉降很小。从经济的角度讲，过多的安全储备，也造成了建造费用的浪费。由于在这样的设

6、计思想下，桥梁沉降很小，因此，对桥梁桩基的沉降，也缺乏充足的实测资料进行分析。由此不难发现，解决路桥一体化设计的矛盾焦点集中在一个方面，即如何控制桥梁基础沉降，使之满足要求。我们将其称之为按沉降控制桥梁基础设计。2.3一体化设计的设计流程（1）选择技术可行，费用低廉的桥坡软基处理方法；（2）对处理后软基的沉降量，沉降速率进行分析；（3）采用按沉降控制的设计思想，设计桥梁桩基础，对桥梁桩基的总沉降量及沉降速率进行计算分析；（4）较核桥梁桩基的沉降计算与桥坡的沉降计算，调整设计方案，对施工工期做技术上的限定，使沉降差尽可能小。3按沉降控制桥梁桩基设计方法的研究3.1目前通用桩基沉降计算方法评述

7、（1）对于群桩沉降，目前常用的计算方法有这么几种：①等代墩基法；②按Mindlin解确定地基土附加应力；8③沉降控制复合桩基的沉降计算方法。（2）目前沉降计算方法的评述软土中基础的沉降是一个非常复杂的问题。软土中桩基沉降的实质是由桩身压缩、桩端刺入变形（低承台承台下土体的压缩）和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用所产生的整体压缩变形等多个主要分量组成，并且是一个需要经历数年、甚至更长时间才能完成的过程。即使忽略软土中桩身