水利水电工程农桥设计荷载对比分析

水利水电工程农桥设计荷载对比分析

黄丰华

广西正源工程咨询有限公司 广西 梧州 543000

摘 要：在现阶段，国家为了满足经济发展的需要，大力兴建水利水电工程，从而满足当前人们对于水资源的需求增加。在我国的经济建设过程中，农桥在各地区是非常常见的，属于涉水类的建筑物。同时，在我国的水利水电工程中也得到了更加广泛的运用。农桥是指乡镇道路上跨越渠道、河流、沟谷等的桥梁。农桥按主要承重结构所用的材料，可分为木桥、石桥、砖桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥等，主要是各个省为了支持农村的建设。其本身具有规模较小且可承载的汽车负荷等级较低等，同时也具有分布范围广的特点，与当地人民的生活以及农业生产有着密切关系。在进行农桥的设计过程中，应该注重对相关标准规范的引用，关注其实时的更新，还需要注意农桥可承载的负荷的选取，然后通过相应的计算，使其在建设完成之后，具备良好的安全性以及可靠性。

关键词：水利水电工程；农桥设计；荷载对比

引 言：目前，我国在进行农桥的设计时，主要是根据当地的车辆密度以及类型、远景发展等，然后按照对应的标准与条例，进行相应的设计。我国从古至今修建了大量的桥梁，其类型呈现多样化。比如，在春秋战国时期，就出现了索桥、浮桥、木石梁桥等类型，这些桥梁广泛分布在黄河流域或其他地区。自新中国成立之后，农桥也得到了迅速的发展，同时随着时间的推移以及农业现代化的发展，我国农桥的设计标准以及规模正在持续的提升。因此就必须将农桥的设计理论，结构形式以及施工技术进行优化与更新。在新时期，就更需要将农桥进行推广与使用，从而满足当前农村地区生产生活的需要，符合发展要求，实现新农村建设。

1 农桥概述

农桥的建设与我国人民群众的日常生产生活有着直接联系。在我国的水利水电工程中，要进行农桥的建设，就必须要依据国家颁布的相关设计标准进行设计。在其设计过程中，主要包括了等级范围内道路上的人行便桥以及低速货车、通行汽车、三轮汽车、蓄力车等通过的桥梁，其要求的承载压力相对较低，这些都可被称之为农桥。伴随着科学技术的持续进步，国家为了将科技的发展成果惠及广大人民群众，将科技运用到了农业生产过程中，从而实现农业生产的机械化。随着农业机械化的持续发展以及人民生活水平质量的提升，在我国大部分农业生产区，其车辆载重以及车流量迅速增加。基于此，农桥设计也应当得到设计人员的关注与重视，对这种类型的建筑进行有效的设计。水利工程在进行建设与规划时，也需要引用相关的交通规范文件，也会涉及到其他行业的相关规范。

但是，每一个行业的规范更新时间存在不一致性。因此，很容易导致在其引用过程中，不能及时的对一些新出台的规范与标准进行引用。从而使其设计的结构存在不足，设计方案存在不合理性。因此，在对农桥进行规规划设计时，设计人员则应该高度重视对该桥梁的荷载选择，对其中涉及到的结构以及工况做相应的计算，使相关人员可以对其有更加清晰准确的认识，从而使农桥具有较高的经济性、安全性。

2 荷载分析

在对农桥的结构进行设计时，要充分考虑到人群荷载以及汽车荷载这两个因素，也是在进行设计过程中，比较常用到的荷载要素。人群荷载，主要是根据排水与灌溉这类建筑物的设计规范进行确认标准值。在该类设计规范中，关于汽车荷载，包括了农桥一类和农桥二类两个荷载等级，在对荷载进行取值选择时，需要建立在公路桥涵设计当中的通用规范基础之上，然后进行折减。在一般情况下，农桥一类车道，其荷载的相关折减系数在0.8左右。而农桥二级车道，其系数则为0.6。若二者都需要，其折减系数在0.7左右。这对于农桥设计来说，是必不可少的。只有通过这种方式，才能够保障农桥在投入使用之后的运行安全，同时还具有较高的经济性。因此，在进行设计时，务必要根据实际，选择对应的荷载等级，从而满足生产建设的需要。

在其设计过程中还应当注意排水与灌溉这类建筑设计的规范中，对应的公路行业所引用的相关规范是否进行了更新，更新了相关标准则意味着荷载标准值的计算方式也存在差别。若是跨度较小的桥梁，那么对其产生的影响就比较明显，相关的设计人员必须要高度重视。

在进行农桥的建设过程中，主要是利用钢筋混凝土这类材料进行施工。主要原因是施工方便且体型相对较简单，这种类型的施工非常方便，使用于规模小且分散性大的农桥设计与施工。同时，在进行水利水电工程的建设过程中，水位经常会对其造成制约。因此，在进行选择农桥的结构形式时，设计人员一般会选择相对简洁的简支板桥，而不会选择受力结构较好的T桥梁。这样可以使农桥具备更强的经济性，减少不必要的资金支出。

3 内力计算

3.1 荷载作用组合

在对农桥的荷载进行考虑时，若仅考虑汽车荷载效应，自重效应以及人群的荷载效应，那么就需要按照其农桥投入使用后的正常使用状态下，其极限所能承受的达到极限状态，进行有效的作用组合。然后通过相关的规范文件进行对比效应组合。可以发现，大部分的效应组合在对农桥荷载能力的极限状态进行设计时，汽车荷载的效应也应当充分考虑到冲击力的作用，而人群荷载效应与这两者有所不同。在进行效应组合的计算时，不同的规范文件中涉及到的承载能力极限状态设计，相关的计算公式是不同的。

3.2 内力计算

农桥在其设计过程中，主要是采取简支的形式。因此，在进行计算活载内力时，主要是采取影响线法，然后可以进行直接的加载。在对其进行计算的过程中，需要涉及到截面的剪力或弯矩，以及汽车的荷载冲击系数，需按照对应的通用规范条文进行计算汽车荷载冲击系数。倘若其设计过程中涉及到多个车道的桥涵，那么则需要在对汽车荷载相应的折减系数选择时，需择取单车道1.2，然后再进行主梁的横向分布系数相关计算。同时在进行剪力效应的计算时，还应该做出相应的系数变化。

根据计算可以明显看出简支类型的桥梁所需要的车道荷载标准值有明显的变化，但是，车道的均布荷载，是没有发生变化的。而车道的集中荷载进行了大幅度的提升，将近一半左右。由于车道荷载产生的变化使跨中弯矩的增幅有了明显的提高，大约2/5上下。同时相应的规范文件进行更新之后，所需要选取的车道集中荷载方式发生了明显的变化。倘若设计的桥梁跨度过大，超过了50米时，那么车道荷载的选取，呈现一致性的。在这个过程中，跨径减小时，对应的新规范中，其桥梁的车道荷载值呈现明显的增加趋势。由此可见，在一般情况下，农桥设计的跨度相对较小。因此，在其设计过程中，若没有在设计中引进新的规范，将会对农桥设计产生非常明显的影响。

4 结束语

在我国的经济发展过程中，公路桥涵设计相关的通用规范其内容将会持续更新，因此，其中涉及到的农桥方面的车道荷载标准值的选取，将会有直接的影响，呈现明显的增幅。与此同时，其农桥的跨径若大于50米，则不会发生特别明显的变化，然而跨径小于50米时，荷载数值将会有明显的提高，这个结果就会导致农桥的相关内力，在进行计算时，其数值呈现明显的增加。与此同时，正截面弯配筋涉及到的面积也会随之增加。而预应力混凝土桥涵以及钢筋混凝土的设计规范进行了相关的更新之后，在对裂缝进行计算时，其方法也会呈现明显的不同。因此在其具体的应用过程中，需要及时发现规范文件的更新，然后及时引进到新的农桥设计过程中，确保在投入使用之后的安全性与可靠性。因此，在对水利水电工程进行相关的设计时，其中也会涉及到其他行业的相关规范与标准。因此，就务必要注意到其他行业相关规范与标准的内容更新，同时还需要将其及时的运用到其工程的规划设计之中，才能使其设计符合当前的建设标准。

参考文献：

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