山区高墩大跨连续刚构桥的稳定性影响参数探究

山区高墩大跨连续刚构桥的稳定性影响参数探究

张全富

张全富

（中交二公局第三工程有限公司）

【摘要】在桥梁建筑学中，刚构桥经常被写作rigidframebridge。从结构形式上来区分，刚构桥主要包括连续刚构桥、T形刚构桥、斜腿刚构桥和门式刚构桥。位于山区的刚构桥结构均为高墩大跨连续刚构桥，有两个或者两个以上的主墩，以高性能混凝土为主要施工集料，具备T形刚构桥的优点，降低了施工难度与成本。但是，确保山区高墩大跨连续刚构桥的安全是桥梁工程建设必须面对的问题。在施工过程中，其结构设计、施工材料、荷载组合等参数均会影响山区高墩大跨连续刚构桥的稳定性与安全性，本文将简单介绍山区高墩大跨连续刚构桥的定义，分析其稳定性影响参数，并探讨优化方案。

【关键词】山区；高墩大跨连续刚构桥；稳定性；影响参数；安全

随着科技的发展，刚构桥（rigidframebridge）这种现代桥梁建筑日益兴起，在山区，刚构桥被统一设计成高墩大跨连续刚构桥，这样不仅可以降低桥梁的坡度，减少施工难度，节约施工成本，而且能够维护桥梁工程的安全。但是，要全面提高山区高墩大跨连续刚构桥的安全质量还需要科学计算并控制好各项影响参数。本文将在浅析山区高墩大跨连续刚构桥中，分析影响山区高墩大跨连续刚构桥的稳定性参数，并从科学规划桥梁结构设计、严格检查施工材料与加强荷载组合等三个方面来探索优化策略。

一、高墩大跨连续刚构桥的定义

高墩大跨连续刚构桥主要用于山区和丘陵地区。像广东的洛溪桥，这种桥梁有两个或者两个以上的主墩，具有固结作用，其主要施工材料是高性能混凝土，这种混凝土的粘合力度相对良好，一般不会出现混凝土裂缝。高墩大跨连续刚构桥在施工过程中所使用的结构是预应力混凝土结构，这种结构可以简化施工程序，提高桥梁混凝土的抗压能力，防止钢筋混凝土出现施工缝，能够增强高墩大跨连续刚构桥的结构密度，节约施工成本，降低工程造价。

二、山区高墩大跨连续刚构桥的稳定性影响参数分析

（一）结构设计

桥梁的结构设计是影响山区高墩大跨连续刚构桥的稳定性的首要参数，一座高墩大跨连续刚构桥至少有两个主墩，如果桥梁工程庞大，则需要设计两个以上的主墩，在结构设计过程中往往会存在一些误差，这些误差会导致桥梁的承载能力降低，必然会严重影响高墩大跨连续刚构桥的稳定性。

（二）施工材料

据调查研究，高墩大跨连续刚构桥建设主要以高性能混凝土为施工材料，这种混凝土简称HPC，其英文全称是Highperformanceconcrete，高性能混凝土的种类存在差异，主要有C40、C50、C60、C70和C80几种不同类型，其中，C40对高墩大跨连续刚构桥稳定性的影响最小，然后依次按照C50、C60、C70、C80递增，由此可见，使用C40的效果最佳。但是，在施工过程中一般不会检查高性能混凝土的型号，只是根据配置要求来添加适量的水分、石灰石、粘土、煤粉、石膏粉、砂浆和氯离子等物质。这样做虽然能在一定程度上维护高墩大跨连续刚构桥的稳定性，但是不能全面确保桥梁的安全质量。

（三）荷载组合

荷载又叫做载荷或者荷重，在工程上是指作用在物体上的外力，按作用方式可以分为静荷载、动荷载、活荷载和温度荷载。一般情况下，高墩大跨连续刚构桥所承受的荷载包括风荷载、动荷载和温度荷载。风荷载是指峡谷风和越山风对桥梁的影响，某建筑企业在山区高墩大跨连续刚构桥的施工过程中曾经预算过风荷载对桥梁稳定性的影响，该企业监测到当时的平均风速是每秒31.3米，风向与施工路线相同，对桥梁稳定性的影响越小，如果与施工路线相反，影响越大。其次，如果风速与方向不稳定，对桥梁稳定性的破坏非常大。动荷载是指外部承载对高墩大跨连续刚构桥稳定性的影响，所承受的压力越大，对桥梁稳定性的影响越大。温度荷载是指高温或者雨雪天气对山区高墩大跨连续刚构桥的影响，据科学研究表明：当温度处于20摄氏度时，山区高墩大跨连续刚构桥的稳定系数偏高，当温度上升到30摄氏度时，桥梁稳定系数会下降；当温度低于零度以下，桥梁的稳定系数也会下降。

三、优化策略

（一）科学规划桥梁结构设计

因为结构设计是影响山区高墩大跨连续刚构桥稳定性的首要参数，因此，提高高墩大跨连续刚构桥的安全质量，首先要科学规划桥梁结构设计，尽量的减少误差。施工前要认真设计施工方案并对其进行不断的完善，必须保证施工图纸的准确度，根据实际情况及时校对图纸，特别要注重桥梁主墩与桥梁坡度的设计，主墩必须与桥面相称，要加强主墩与桥面的承受能力，而且要注意减缓桥梁坡度，降低施工难度，在确保安全质量的前提下节约施工材料。

（二）严格检查施工材料

从严格意义上来说，高墩大跨连续刚构桥的主墩所使用的标准高性能混凝土为C40混凝土，其弹性模量应保持在3.25×102MPa，密度为每立方米26KN，必须将泊松比值控制在1：0.167，在施工前要按照标准要求来配置混凝土，先检验高性能混凝土是否为优质C40混凝土，如果不是必须立刻调换，然后为C40混凝土添加适量的水分、石灰石、粘土、煤粉、石膏粉、砂浆和氯离子，并做好浇筑与振捣工作。完毕后，要用聚乙烯所制作的保护膜来维护混凝土，注意保持混凝土的湿润性，最后再拆除保护膜并检验混凝土工艺质量。另一方面，要注重加固高墩大跨连续刚构桥的所有主墩，提高桥梁桩基的混凝土质量，增强高墩大跨连续刚构桥抗击风蚀、冻融、流水侵蚀与耐高温和抗震的能力，这样方能全面维护桥梁工程的稳定与安全。

（三）加强荷载组合

加强高墩大跨连续刚构桥的荷载组合能力则需要在施工过程中做好气象监控与管理工作，组装风速测量仪，提前对风力环境采取应对措施，不能在大风天气浇筑混凝土。要保持桥梁结构的对称与平衡以加强桥梁的外部承受能力。另外，要注意加强高墩大跨连续刚构桥的结构密度，提升高性能混凝土的耐久性以提高桥梁抗击外部温度影响的能力。

结束语

综上所述，刚构桥主要有连续刚构桥、T形刚构桥、斜腿刚构桥和门式刚构桥四种结构形式，山区的刚构桥均为高墩大跨连续刚构桥，有两个或者两个以上的主墩，主要施工集料是高性能混凝土，一般均采用预应力混凝土结构，以方便施工，维护桥梁的安全与稳定。影响山区高墩大跨连续刚构桥的主要参数包括结构设计、施工材料、荷载组合，因此，在施工过程中要科学规划桥梁结构设计，完善施工方案，提高图纸的精确度，严格检查施工材料，确保高性能混凝土的质量，并加强荷载组合，做好气象监控与管理工作，保持桥梁结构的对称，提高混凝土的耐久性。

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