论文部分内容阅读
【摘 要】随着西部山区基础设施的建设，山区跨越大江大河的桥梁不断增多，桥梁结构类型也由小跨度的静定简支梁桥，向大跨度高次超静定的斜拉桥、悬索桥或连续刚构桥等空腹薄壁结构类型发展。这使得山区桥梁斜坡地基、边坡或斜坡稳定状态、变形或失稳对桥梁安全等问题变得突出起来。本文针对这些问题进行归纳总结，为山区桥梁设计施工提供参考。
【关键字】山区大跨度桥梁；岩土工程
1 概述
随着西部山区基础设施的建设，山区跨越大江大河的桥梁不断增多，建桥环境及场地条件越来越复杂，桥梁规模不断扩大，桥梁类型不断增多，对桥梁基础或地基的要求也越来越高。为了适应山区建桥环境，增加桥面跨越高度，达到建桥的更高目标，自然会增加桥梁基础、墩台建造技术难度和工程量及造价。为了减小桥梁基础及墩台工程量，加大桥梁跨度是解决该问题的途径之一。为此，桥梁结构类型由小跨度的静定简支梁桥，向大跨度高次超静定的斜拉桥、悬索桥或连续刚构桥等空腹薄壁结构类型发展。这使得山区桥梁斜坡地基、边坡或斜坡稳定状态、变形或失稳对桥梁安全等问题变得突出起来，这些问题对桥梁安全的影响主要表现在以下方面：
（1）带动桥梁地基或基础位移，造成桥梁墩台变形位移，进而导致桥梁不能正常使用甚至破坏。
（2）造成桥梁墩台变形，引起局部出现超出设计计算预计的附加应力而破裂或破坏，并且墩台位移传递到桥梁将引起桥梁结构局部出现设计计算预计之外的附加应力，进而导致桥梁上部主体结构破裂或破坏，或不能正常使用。
（3）施工或建成后任意非平衡堆填，或者斜坡面上堆填松土，松土固结或饱水密实产生横向变形，使地基基础及墩台受到偏压力作用而变形位移，造成桥梁墩台变形并引起局部出现超出设计计算预计的附加应力而破裂或破坏，此位移传递到桥梁引起桥梁结构局部出现设计计算预计之外的附加应力，导致桥梁上部主体结构破裂或破坏，而不能使用或不能正常使用。
（4）山区桥梁上部往往有高陡斜坡，高陡斜坡失稳滑动或者危岩体崩塌坠落砸中桥梁（主要是桥梁端部），对桥梁结构产生冲击，导致桥梁结构（包括主缆、次缆、桥柱等）破损或破坏。
2连续梁桥的岩土工程问题
1）连续梁桥的主要特点
（1）墩数较多，跨度相对有限，目前常用的变截面连续梁桥最大跨度40m～100m。
（2）桥梁整体性较差，因连续梁桥是墩与梁铰接组合而成，某个墩即使变形稍大，因可以互相调节一般不会影响桥梁通行。
（3）墩间差异沉降变形不能过大，否则梁结构会出现一定的附加应力而开裂或者破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力及其均匀性问题。
（2）地基不均匀沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对地基基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥的掩埋或撞击。
3连续刚构桥的岩土工程问题
1）连续刚构桥的主要特点
（1）墩数较少，跨度相对较大，目前常用的变截面连续刚构梁桥中跨最大跨度达200m。
（2）桥梁整体性较好，因梁与墩是刚性联接而成，各墩需要自行稳定，即使某个墩承载力稍差，因互相制约和调节一般不会影响桥梁使用。
（3）墩间的差异沉降变形要求很高，否则墩及梁结构会出现较大的附加应力而开裂或者破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力问题。
（2）地基差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥的掩埋或撞击。
4拱桥的岩土工程问题
1）拱构桥的主要特点
（1）河中无墩，跨度较大，目前采用的拱桥最大跨度达400m。
（2）桥梁整体性较好，因拱桥结构主要为受压，只要墩台稳定变形小，就有较大的承载能力。
（3）对桥梁墩台的变形要求特高，否则一旦桥梁墩台变形或失稳可能造成整个桥梁破坏（如湖南凤凰连续拱桥破坏，造成四十多人死亡）。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力问题。
（2）地基沉降变形或差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥梁的掩埋或对拱圈的撞击。
5斜拉桥的岩土工程问题
1）斜拉桥的主要特点
（1）单跨跨度较大，目前采用的斜拉桥单孔最大跨度达600m。
（2）桥梁整体性一般，整体上属于“下刚上柔”的半刚性半柔性桥，斜拉桥缆塔需要独自稳定，缆塔、斜缆和梁板之间属于柔性连接，具有较好的抗震和抗风的能力，但对缆塔的稳定性要求较高。
（3）对墩台的变形要求特高，否则一旦墩台变形或失稳可能造成整个桥梁破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力问题。
（2）地基沉降变形或差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压及破坏作用问题。
（5）端头侨办以上的滑坡、崩塌岩土体对桥梁梁板和缆索的掩埋或撞击。
6悬索桥的岩土工程问题
1）悬索桥的主要特点
（1）跨度很大，目前采用的悬索桥单跨最大跨度近1400m。
（2）桥梁整体性一般，整体上属于“下刚上柔”的半刚性半柔性桥，悬索桥主缆塔需要独自的稳定，缆塔、主缆和梁板之间属于柔性连接，具有较好的抗震性能，抗风能力较差，对缆塔的稳定要求极高，尤其是对锚定的抗拔能力和抗拔变形能力要求特高，因只要这两个下部结构出现问题，桥梁就失效。
（3）对墩台的变形要求较高，否则一旦墩台变形或失稳可能造成整个桥梁破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）墩台地基承载力问题及锚定抗拉能力问题。
（2）地基沉降变形或差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥的掩埋或撞击问题，特别是崩塌岩石对主缆的冲击问题。
参考文献：
[1]汤康民.岩土工程.武汉：武汉工业出版社，2001
[2]林宗元. 岩土工程勘察设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，2003
[3]林宗元. 岩土工程试验监测手册.辽宁：辽宁科学技术出版社，1994
【关键字】山区大跨度桥梁；岩土工程
1 概述
随着西部山区基础设施的建设，山区跨越大江大河的桥梁不断增多，建桥环境及场地条件越来越复杂，桥梁规模不断扩大，桥梁类型不断增多，对桥梁基础或地基的要求也越来越高。为了适应山区建桥环境，增加桥面跨越高度，达到建桥的更高目标，自然会增加桥梁基础、墩台建造技术难度和工程量及造价。为了减小桥梁基础及墩台工程量，加大桥梁跨度是解决该问题的途径之一。为此，桥梁结构类型由小跨度的静定简支梁桥，向大跨度高次超静定的斜拉桥、悬索桥或连续刚构桥等空腹薄壁结构类型发展。这使得山区桥梁斜坡地基、边坡或斜坡稳定状态、变形或失稳对桥梁安全等问题变得突出起来，这些问题对桥梁安全的影响主要表现在以下方面：
（1）带动桥梁地基或基础位移，造成桥梁墩台变形位移，进而导致桥梁不能正常使用甚至破坏。
（2）造成桥梁墩台变形，引起局部出现超出设计计算预计的附加应力而破裂或破坏，并且墩台位移传递到桥梁将引起桥梁结构局部出现设计计算预计之外的附加应力，进而导致桥梁上部主体结构破裂或破坏，或不能正常使用。
（3）施工或建成后任意非平衡堆填，或者斜坡面上堆填松土，松土固结或饱水密实产生横向变形，使地基基础及墩台受到偏压力作用而变形位移，造成桥梁墩台变形并引起局部出现超出设计计算预计的附加应力而破裂或破坏，此位移传递到桥梁引起桥梁结构局部出现设计计算预计之外的附加应力，导致桥梁上部主体结构破裂或破坏，而不能使用或不能正常使用。
（4）山区桥梁上部往往有高陡斜坡，高陡斜坡失稳滑动或者危岩体崩塌坠落砸中桥梁（主要是桥梁端部），对桥梁结构产生冲击，导致桥梁结构（包括主缆、次缆、桥柱等）破损或破坏。
2连续梁桥的岩土工程问题
1）连续梁桥的主要特点
（1）墩数较多，跨度相对有限，目前常用的变截面连续梁桥最大跨度40m～100m。
（2）桥梁整体性较差，因连续梁桥是墩与梁铰接组合而成，某个墩即使变形稍大，因可以互相调节一般不会影响桥梁通行。
（3）墩间差异沉降变形不能过大，否则梁结构会出现一定的附加应力而开裂或者破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力及其均匀性问题。
（2）地基不均匀沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对地基基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥的掩埋或撞击。
3连续刚构桥的岩土工程问题
1）连续刚构桥的主要特点
（1）墩数较少，跨度相对较大，目前常用的变截面连续刚构梁桥中跨最大跨度达200m。
（2）桥梁整体性较好，因梁与墩是刚性联接而成，各墩需要自行稳定，即使某个墩承载力稍差，因互相制约和调节一般不会影响桥梁使用。
（3）墩间的差异沉降变形要求很高，否则墩及梁结构会出现较大的附加应力而开裂或者破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力问题。
（2）地基差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥的掩埋或撞击。
4拱桥的岩土工程问题
1）拱构桥的主要特点
（1）河中无墩，跨度较大，目前采用的拱桥最大跨度达400m。
（2）桥梁整体性较好，因拱桥结构主要为受压，只要墩台稳定变形小，就有较大的承载能力。
（3）对桥梁墩台的变形要求特高，否则一旦桥梁墩台变形或失稳可能造成整个桥梁破坏（如湖南凤凰连续拱桥破坏，造成四十多人死亡）。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力问题。
（2）地基沉降变形或差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥梁的掩埋或对拱圈的撞击。
5斜拉桥的岩土工程问题
1）斜拉桥的主要特点
（1）单跨跨度较大，目前采用的斜拉桥单孔最大跨度达600m。
（2）桥梁整体性一般，整体上属于“下刚上柔”的半刚性半柔性桥，斜拉桥缆塔需要独自稳定，缆塔、斜缆和梁板之间属于柔性连接，具有较好的抗震和抗风的能力，但对缆塔的稳定性要求较高。
（3）对墩台的变形要求特高，否则一旦墩台变形或失稳可能造成整个桥梁破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）地基承载力问题。
（2）地基沉降变形或差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压及破坏作用问题。
（5）端头侨办以上的滑坡、崩塌岩土体对桥梁梁板和缆索的掩埋或撞击。
6悬索桥的岩土工程问题
1）悬索桥的主要特点
（1）跨度很大，目前采用的悬索桥单跨最大跨度近1400m。
（2）桥梁整体性一般，整体上属于“下刚上柔”的半刚性半柔性桥，悬索桥主缆塔需要独自的稳定，缆塔、主缆和梁板之间属于柔性连接，具有较好的抗震性能，抗风能力较差，对缆塔的稳定要求极高，尤其是对锚定的抗拔能力和抗拔变形能力要求特高，因只要这两个下部结构出现问题，桥梁就失效。
（3）对墩台的变形要求较高，否则一旦墩台变形或失稳可能造成整个桥梁破坏。
2）主要岩土工程问题
（1）墩台地基承载力问题及锚定抗拉能力问题。
（2）地基沉降变形或差异沉降变形问题。
（3）洪水或泥石流对基础及岸坡的冲刷坍岸问题。
（4）斜坡变形或滑动对基础及墩台产生偏压问题。
（5）端头桥梁以上滑坡、崩塌岩土体对桥的掩埋或撞击问题，特别是崩塌岩石对主缆的冲击问题。
参考文献：
[1]汤康民.岩土工程.武汉：武汉工业出版社，2001
[2]林宗元. 岩土工程勘察设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，2003
[3]林宗元. 岩土工程试验监测手册.辽宁：辽宁科学技术出版社，1994