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    在山区进行公路桥梁建设的时候，不仅仅要结合山区的地形条件，也要遵循运用最为先进的技术、最低廉的价格、最合理的结构、最安全可靠的设计方案等等原则

     关键词：山区公路；桥梁的整体结构；桥梁设计的特点 引言 山区公路的修建是山区经济快速发展的一个重要保障，所以山区公路的修建是必须重视的

    山区的地形相对来说比较复杂，需要考虑很多的因素，对山区公路桥梁的修建过程进行研究不仅仅是为了更好地修建公路，也是对山区经济发展的支持以及对山区人民的负责

     1简析山区公路桥梁结构 桥梁的支撑体系选择是要综合各方面的因素：桥梁的上部结构是否能够支撑起来以及当地的施工是否适合这种支撑体系

    一般来说，桥梁的支撑体系中最常用的有简支体系、组合体系以及钢结构和连续体系，由于篇幅的原因，笔者主要就简支以及连续体系进行一些简要的说明，不便之处还请见谅

    1.1简述简支体系简支体系的应用是比较广泛的，特别是在中小桥梁的建设中

    山区公路中的中小桥梁同样也是适用的

    经过对比分析可以知道具体有下面几个优点：第一，简支体系中每一个孔都是较为简单的独立支撑，这就是说建设起来是较为方便的、耗费较低；第二，在实际的建设中我们发现简支体系自身的结构是比较稳定的，不容易受到地基、地形变化的影响，也是因为它的这个特点而被广泛应用在一些地基基础比较差的桥梁施工中

    任何事物都有其两面性，简支体系也是如此

    在简支体系中，是需要一个个连接起来的，这样就会出现较多的缝隙，在行车经过的时候会出现不适

    1.2简述连续体系在山区公路的建设中，另外一个使用频率较高的体系是连续体系

    在连续体系的分类中，有三种连续的形式：现浇单支点连续、先是简支体系然后单支点连续、先简支然后双支点连续

    现在在公路桥梁的建设中，现浇单支点主要是应用于桥梁建设的整体，一般在山区的公路建设中使用的比较少

     2山区桥梁设计方法 2.1上部结构设计方法2.1.1设计原则山区公路桥梁经常采用的是标准化配置和装备，跨度有10m、16m、25m、20m、30m、50m等等

    对于跨度小于30m的，有T梁、空心板等结构可以选择，具体如表1所示

    实践表明，当山区公路桥梁的跨径与墩高的比值在0.618～1之间时，经济效益是最好的

    一般来说，在山区这样的地形中，施工过程中需要考虑的因素是比较多的，因为山区地形的变化起伏是比较大的

    所以在具体的设计中，一定要对这种地形有一定的连接，不应该仅仅按照以往经验而忽略实际情况

    当墩高变化较大时，可采用20m和30m或30m和40m的组合跨径来进行设计和建设

    2.1.2设计方法经过实践表明，跨径的选择以及平面的布置会受到桥位处曲面半径的影响

    比如，当径向布置墩台的时候，就可以很清楚发现曲率半径的变化会导致内外梁长度的变化

    对于这种情况，要将以往经验与实际情况结合起来

    按照以往，有两种比较适合的经验：变化梁长以及加长现浇段

    但是这两种方法是经验，不确定能否真正的适用，所以设计人员应该根据当地具体的地形特征来有机地适用这两种方法，而不仅仅是机械地搬来用

    同时，山区的地形条件是比较复杂的，工程量比较大

    2.1.3跨径与墩高的关系在美学上面来说，跨径与墩高的比值一般是0.618～1比较经济，即50m跨径适应的墩高一般为30～50m

    山区公路地形起伏变化是比较频繁的，一般情况下，应该按照地形的条件来选择一种跨径，而不是频繁改变跨径

    当一座桥梁的建设可以有不同的跨径方案选择时，考虑要更加全面一点，除了考虑上下构造的情况之外，还要综合考虑一些其他的影响因素

    2.2桥梁下部规划设计2.2.1桥梁的设计规划对于桥墩的高度低于25m的桥梁，应该优先采用圆柱形状或者是方柱形状的桥墩

    在山区公路桥梁的建设工程中，大多是采用方柱形状的桥墩

    这种形状的桥墩抗压能力还是比较强的；对于桥墩高度在25～40m的桥梁，实心桥墩会更适合，因为使用实心的桥墩，桥墩的整体受力情况是比较平均的；对于高度大于40m的桥墩，就不适合使用实心的桥墩，而应该采用空心的薄壁墩

    所以在桥梁实际建设中，建设人员要时刻警惕、不要松懈、也不能“大锅炖烩”，只有对每种情况都进行了比较详细的分析，才能真正建设出适合的桥

    2.2.2处理好桥台的规划设计公路桥梁设计的桥台有几种选择方式，但是一般采用高度控制在10m以内的U型重力式桥台，这种桥梁设计的桥台填土范围要控制在一定的范围之内，在桥台设计的时候，要综合考虑各方面的因素才可以设计出一个相对而言较为合理的桥台分阶

    2.2.3基础设计桩基础方式在我国桥梁设计中应用是比较广泛的

    桩基础方式主要包括柱桩以及嵌岩桩

    摩擦桩也是一种桩基础方式，这是在当地地形条件非常恶劣的情况下采用的

    扩大桩基设计是另外一种桩基础方式，这是在当地地理条件可以接受这种设计方法的情况下采用的，一般来说，山区公路对于地基的承载力要求较严格，地基的开挖量一般比较大，但是这样一般会造成边坡不够稳定的后果，所以一定要采取相应的措施进行维护

    2.3曲线桥梁方法2.3.1墩台布置墩台的布置形式是比较多样的，一般来说最常用的有平行布置法和径向布置法

    平行布置法要求轴线是相互平行的直线

    如果桥梁是采用整体式的单梁结构，那这一个公路桥梁就容易成为歪斜桥

    平行布置的方法一般是适用于半径较大并且长度较短的桥梁建设，会采用弯桥直做的方法

    径向布置法可以这样理解：各墩、台轴线垂自于路线或相对于路线法线径向旋转一个固定的角度

    2.3.2曲线布梁方法曲线布梁的方法有加宽桥梁、弯桥折做的方法

    经过统计发现最常使用的方法是将桥梁在横向上适当加宽或者是根据实际的情况来适当移动桥梁的中心线，理论和实际都表明这种方法最适合的就是跨径比较小的桥梁

    弯桥折做是每孔采用自线、全桥布置成多条折线代替曲线的方法

     3结语 本文首先介绍了山区公路桥梁整体结构体系的特征，之后就对山区公路桥梁设计的特点以及设计的方法进行了较为详细的探究

    在山区进行公路的桥梁建设的时候，不仅仅要结合山区的地形条件也要遵循运用最为先进的技术、最低廉的价格、最合理的结构、最安全可靠的设计方案等原则

    以上做到之后，也要注意需要掌握桥梁结构的设计要点，因为只有这样才可以确保公路桥梁的整体质量，才能真正做到促进山区经济的快速、合理的发展

     参考文献： 【1】张小玲.关于桥梁设计中的关键问题研究【J】.经营管理者，2016（21）. 【2】赵红卫.新技术在公路桥梁设计中应用分析【J】.江西建材，2016（22）：148. 【3】黄亮.公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析【J】.四川水泥，2016（8）：74. 【4】廖维均.现阶段公路桥梁设计及其抗震优化的探究【J】.四川水泥，2016（8）：97. 【5】刘新国.对桥梁设计中安全性和耐久性的探讨【J】.民营科技，2016，5（8）：137. 北端连接册子岛，南端连接金塘岛，横跨西堠门水道，为主跨1650m的大跨径悬索桥

    其南北承台混凝土平面尺寸为16.8×22.8m、高7m，单个承台混凝土方量约2643m3，砼设计强度等级C30

    南北承台均采用桩基础，承台底部为12根Ф2.8m嵌岩桩

         大体积混凝土由于水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这个阶段中混凝土的体积亦随之伸缩，若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂能力，混凝土就会开裂

         为防止大体积混凝土温度裂缝的产生，应主要从两方面着手：一是提高混凝土材料本身的抗裂特性；二是减小外力、温度、约束等作用在结构内部产生的效应

         大体积混凝土施工主要难度在于如何控制水化热，避免混凝土开裂或造成过大的温度应力

    目前采用的通用办法就是优化配合比，调节混凝土材料的入模温度，混凝土内部进行温度调节，合理划分浇筑高度及浇筑顺序，加强混凝土的养护等措施

         2、混凝土配合比优选及原材料选择     为使大体积混凝土具有水化热低、可泵性好、体积稳定性好、抗侵蚀性和抗裂性能优良等性能，砼进行如下试配：     2.1水泥：选用采用华新32.5矿渣硅酸盐水泥，备选南京双猴32.5矿渣硅酸盐水泥，根据试验结果，水泥的细度、标准稠度、凝结时间、安定性、胶砂强度均满足规范要求

         2.2粉煤灰：选用谏壁电厂I级粉煤灰，其品质检验指标符合规范要求

         2.3外加剂：选用江苏建科院JM-2缓凝高效降水剂，其品质检验指标符合规范要求

         2.4砂子：选用福建闽江砂，其性能检验指标符合规范要求

         2.5石子：选用镇海大东方石场石子，其物理、化学性能检验指标符合规范要求

         2.6水：自来水

         2.7砼的水胶比为0.414，经过多次试配及监理试验室平行试验，确定C30泵送砼每立方材料用量：水泥259kg、中砂759kg、碎石1069kg、水153.2kg、粉煤灰111kg、外加剂2.22kg；坍落度为80～185mm

         3、大体积混凝土温度应力仿真计算     大体积砼施工的关键是控制温度裂缝的出现，为了验算砼温差和砼收缩所产生的温度应力是否超过当时承台砼的极限抗拉强度，进行了防裂理论计算：     3.1数值模型     计算中使用的绝热温升、弹性模量、徐变度的数值模型分别为：     3.1.1绝热温升     绝热温升公式取双曲线函数     3.1.2 弹性模量     3.1.3徐变度     3.2混凝土材料参数     承台混凝土弹性模量、劈裂抗拉强度、绝热温升、线膨胀系数根据经验取值

     表3－1混凝土物理热学参数   工程部位 混凝土标号 弹模增长 指数 最终弹模 (×104MPa) 热胀系数 (10-6/℃) 混凝土绝热温升(℃) 承台 C30 0.15 3.4 8.46 32.0     表3－2混凝土劈裂抗拉强度取值表（MPa）   龄期(d) 7 14 28 60 C30 1.21 2.15 3.01 3.4       3.3其他计算条件     u单个承台混凝土平面尺寸为16.8×22.8m，高7m，分四层浇筑，浇筑厚度分别为1.5m、1.5m、1.5m、2.5m

         承台受12根Ф2.8m桩基约束，计算时基础弹模取2.4×104MPa

         计算时考虑混凝土表面的保温，按侧面覆盖一层聚乙烯卷材和一层彩条布、顶部覆盖两层麻袋考虑

         计算时考虑冷却水管降温效果

    承台混凝土共布设五层冷却水管，冷却水管水平间距为0.9m

    取C30承台混凝土水化热温升32℃

         气温资料参考招标文件，平均风速按6m/s考虑

         计算时考虑徐变对混凝土应力的影响

         3.4计算结果 表3－3承台混凝土内部最高温度计算结果   工程部位 混凝土标号 最高温度(℃) 龄期(d) 最大内表温差(℃) 承台第一层 C30 41.8 2-3 12.5 承台第二层 C30 42.0 2-3 12.6 承台第三层 C30 42.0 2-3 12.6 承台第四层 C30 42.3 1-2 12.6   表3－4承台混凝土温度应力特征值（MPa）   龄期 部位 7d 14d 28d 60d 90d 120d 承台第一层 0.83 1.25 1.51 1.91 2.32 2.29 承台第二层 0.87 1.27 1.55 1.89 2.30 2.26 承台第三层 0.87 1.26 1.52 1.85 2.30 2.25 承台第四层 0.97 1.24 1.48 1.79 2.32 2.23       对比表3－2、表3－4可以看出，承台分四次浇筑，砼内部各龄期主拉应力均小于混凝土劈裂抗拉强度，混凝土抗裂安全系数K≥1.3，能满足要求

         4、温控标准     混凝土温度控制的原则是：1）尽量降低混凝土温升、延缓最高温度出现时间；2）降低降温速率；3）降低混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和气温之间温差

    温度控制的方法和制度需根据气温（季节）、混凝土内部温度、结构尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件确定

    根据本工程的实际情况，控制如下温控标准：     混凝土夏季最高浇筑温度≤30℃；     混凝土最大水化热温升：承台C30混凝土≤29℃；     最大内表温差及相邻块温差：承台≤25℃；     冬季混凝土表面温度与气温之差≥20℃，混凝土表面养护水温度与混凝土表面温度之差≤15℃；     允许混凝土最大降温速率≤2.0℃／d

         5、施工     5.1混凝土浇筑温度的控制     降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要

    相同混凝土，入模温度高的温升值要比入模温度低的大许多

    混凝土的入模温度应视气温而调整

    在炎热气候下不应超过30℃，冬季不应低于5℃

    在混凝土浇筑之前，通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，可以估算浇筑温度

    若浇筑温度不在控制要求内，则应采取相措施

         5.1.1夏季降低混凝土入仓温度的措施有：     1）水泥使用前应充分冷却，确保施工时水泥温度≤50℃

         2）搭设遮阳棚，堆高骨料、底层取料、用水喷淋骨料

         3）避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40℃

    为此，应合理安排工期，尽量采用夜间浇筑

         4）当浇筑温度超过30℃，应采用拌和水加冰措施

         5）当气温高于入仓温度时，应加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升

    混凝土输送管外用草袋遮阳，并经常洒水

         6）混凝土升温阶段，为降低最高温升，应对模板及混凝土表面进行冷却，如洒水降温、避免暴晒等

         5.1.2冬季施工     如日平均气温低于5℃时，为防止混凝土受冻，可采取拌和水加热及运输过程的保温等措施

         5.2控制混凝土浇筑间歇期、分层厚度各层混凝土浇筑间歇期应控制在5－7天左右，最长不得超过10天

    为降低老混凝土的约束，需做到薄层、短间歇、连续施工

    如因故间歇期较长，应根据实际情况在充分验算的基础上对上层混凝土层厚进行调整

         结合施工要求，承台砼拟分四层浇筑，浇筑厚度分别为1.5m、1.5m、1.5m、2.5m

    为减小基础约束并考虑结构的特点，分层厚度由薄到厚，分层厚度示意图见图5－1

         5.3冷却水管的埋设及控制     5.3.1水管位置     根据混凝土内部温度分布特征，承台混凝土2m以下布设一层冷却水管，2m以上布设两层冷却水管，共布设五层冷却水管

    冷却水管均为φ40×2mm的电焊钢管，其水平间距为0.9m，每根冷却水管最大长度为150－200m，冷却水管进出水口集中布置，以利于统一管理

         5.3.2、冷却水管使用及其控制     1）冷却水采用自来水，不得采用海水；     2）冷却水管使用前进行压水试验，防止管道漏水、阻水；     3）为确保大体积混凝土内部通水冷却效果，冷却水通水流量应达到32－40L/min，且应控制冷却水流向，使冷却水从砼高温区域流向低温区域；     4）为确保大体积混凝土内部冷却均匀，冷却水管进出水温差小于5℃

         5）混凝土浇筑到各层冷却水管标高后开始通水，各层混凝土峰值过后，降温速率超过2℃／d时停止通水

    为防止上层混凝土浇筑后下层混凝土温度的回升，采取二次通水冷却，通水时间根据测温结果确定

         6）控制进出水温度，夏季进水温度不宜超过25℃，可选取地下水或水库深层水；冬季不应低于10℃，可与冷却水出水混合提高温度

         为保证冷却水的初期降温效果，项目部应与温控单位协调配合，根据现场实际情况，优化冷却水管的管路布置，合理选择水泵，并配备检修人员，以保证冷却系统正常工作

         5.4内表温差控制     对于大体积混凝土，由于水化放热会使温度持续升高，如果气温不是过低，在升温的一段时间内应加强散热，如模板洒水降温等

    当混凝土处于降温阶段则要保温覆盖以降低降温速率

         混凝土在降温阶段如气温较低或突遇寒潮，内表温差大于25℃或气温低于混凝土表面温度超过20℃，必须对大体积混凝土进行保温养护

    做法如下：混凝土侧面采用吊挂麻袋（土工布）外包一层彩条布保温

    必要时塔设保温棚，用碘钨灯照射混凝土表面并洒热水养护

    混凝土的拆模时间不仅要考虑混凝土强度，还要考虑混凝土的温度和内外温差，以免突然接触空气时降温过快而开裂

    冬季应延长拆模时间不少于一周，且拆模时间应选择一天中温度较高时段

    拆模后应及时覆盖保温

         5.5混凝土养护     混凝土养护包括湿度和温度两个方面

    结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护

    因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构

    目前工程界普遍存在的问题是湿养护不足，对混凝土质量影响很大

    湿养护时间应视混凝土材料的不同组成和具体环境条件而定

    对于低水胶比又掺用掺和料的混凝土，潮湿养护尤其重要

    不同混凝土养护的最低期限见表5-1

         本工程可采用冷却水管出水养护，既能达到保温、保湿养护的效果，又可以减少水资源的浪费

    夏季或气温较高时，混凝土表面应加强潮湿养护，在条件允许的情况下尽可能采用表面蓄水，防止混凝土出现干缩裂缝

    当气温急剧下降或气温低于5℃时，应洒热水养护或采用塑料薄膜养护

    湿养护的同时，还要控制混凝土的温度变化

    根据季节不同采取保温和散热的综合措施，保证混凝土内表温差及气温与混凝土表面的温差在控制范围内

     表5－1不同混凝土温养护的最低期限 混凝土类型 水胶比 大气湿度（50％ 无风，无阳光直射 大气湿度干燥（RH<50%） 有风，或阳光直射 日平均气温 湿养护期限 气温日平均 湿养护期限胶凝材料中掺有粉煤灰（15％）或矿渣（>30%） ≥0.45 5℃ 14天 5℃ 21天 10℃ 10天 10℃ 14天 ≥20℃ 7天 ≥20℃ 7天 ≤0.45 5℃ 10天 5℃ 14天 10℃ 7天 10℃ 10天 ≥20℃ 5天 ≥20℃ 7天 胶凝材料主要为硅酸盐或普通硅酸盐水泥 ≥0.45 5℃ 10天 5℃ 14天 10℃ 7天 10℃ 10天 ≥20℃ 5天 ≥20℃ 7天 ≤0.45 5℃℃ 7天 5℃ 10天 10℃ 5天 10℃ 7天 ≥20℃ 3天 ≥20℃ 5天 注：当有实测混凝土表面温度数据时，表中气温用实测表面温度代替

           5.6施工控制     为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，必须加强对每一环节的施工控制，混凝土施工严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ04189）执行，并特别注意以下方面：     1）混凝土拌至配料前，各种衡器清计量部门进行计量标定，称料误差符合规范要求，严格按确定的配合比拌制

         2）混凝土按规定厚度、顺序和方向分层浇筑，在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土，混凝土分层布料厚度不超过30cm

         3）严格按规范要求进行各层间和各块间水平和垂直施工缝处理，沿侧面混凝土表面布设防裂金属网，防止表面裂缝的产生

         5.7现场监控     通过大量的工作对大体积混凝土的施工过程温度控制将取到实质的成果，但是现场监控仍然是不可缺少的重要环节

    为检验施工质量和温控效果，掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，做到信息化施工，需对混凝土进行温度及应变进行监测

    因为大体积混凝土的温度、应力发展及防裂是一个十分复杂的问题，外界温度、湿度、施工条件、原材料变化等都会引起温度、应力的变化，只有通过温控及应力监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况

    现场监控主要包括温度和应力监控

         6、监理     针对大体积混凝土施工，监理应首先仔细审查施工组织设计、施工方案和温控方案，检查浇筑的施工方案和施工程序是否可行，检验和审查工程材料、设备的质量，杜绝质量事故的隐患，保证大体积混凝土的顺利浇筑

         6.1针对大体积混凝土所需的材料、设备进行检查     由于大体积混凝土中材料用量大，监理必须要求施工单位保证水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂等均满足数量和质量双重要求，在有试验报告和质保证书的前提下，再审核混凝土的配合比是否正确

    由于在海岛上施工，还必须保证淡水的供应

         针对大体积混凝土的施工时间长，加上地理位置在一个海岛上，为保证施工连续进行，防止因设备故障而中途停止大体积混凝土浇筑，必须要求配备备用设备

    而且，在开始施工前，还要求施工单位对主要设备进行试运行，校核各种计量器具，并提供计量部门的计量合格证

         6.2在大体积混凝土施工前全面检查     为保证结构质量，在大体积混凝土施工前，必须全面检查浇筑部位的钢筋及其接头、模板、冷却水管的型号、位置等是否与图纸相符

    对于预埋钢筋和预埋件要逐一核对，防止少埋或错埋现象

    对于钢筋接头，由于采用了机械连接和焊接多种形式，因此，在每层浇筑前监理都要抽检，合格后方能进行浇筑

         针对大体积混凝土厚度高，模板有横向接缝

    为保证质量，模板接缝处必须保证不漏浆，内部光滑无明显接缝

         对冷却水管还要进行压水试验，防止管道漏水、阻水

         6.3在大体积混凝土施工时应全过程旁站监理     对于大体积混凝土施工过程中，现场监理工程师必须全天候的、24小时跟班旁站监理，如发现问题应及时处理

    试验监理工程师必须亲自在混凝土搅拌站现场监督，检查生产配合比是否正确，测定砼坍落度是否稳定，并查看混凝土出料温度记录情况，试件抽取、制作是否符合要求，并抽检取样

    如发现质量问题，及时通知整改，消灭质量隐患

         6.4在大体积混凝土浇筑结束后，要随时抽查温度记录和养护情况     在大体积混凝土施工后，必须对其温度检查记录和混凝土的养护工作引起重视

    如果发现温度超出设计温度，必须马上要求施工单位处理，防止温度裂缝产生

    如发现养护不及时或天气有突变的可能，必须提前采取措施，防止混凝土发生开裂

         7、结束语     大体积混凝土，通过采用冷却技术，把温度控制在设计要求内，能有效防止温度裂缝的出现

    通过施工前的试验、计算，加上施工单位的精心组织和监理单位的监督指导，不但为承台大体积混凝土施工创造了良好的条件，而且为大体积混凝土结构的质量提供了有利保证，更为其他大体积混凝土施工提供了宝贵的资料

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