浅谈山区高速公路建设中桥梁设计.doc

1、浅谈山区高速公路建设中桥梁设计摘要：山区高速公路具有地形复杂、构造物多、桥隧比大等特点，桥梁在山区高速公路建设中起着举足轻重的作用，所以要设计安全系数高、经久耐用的高速公路桥梁，对山区高速公路的桥梁设计将是桥梁工程选择施工方式的重要依据。 关键词：山区高速公路；建设中桥梁设计；特点 中图分类号： TU997 文献标识码： A 引言： 随着我国经济建设的高速发展，交通也变得越来越便利，公路工程建设规模也在不断发展和壮大。我国修建的高速公路也在不断从平原地区不断向山区延伸，山区高速公路的地质、地形复杂，构造物多，桥梁隧道在线路中所占比例大，山区高速公路设计的成功与否，桥梁部分的设计就显得十分重要。

2、因此，对山区高等级公路桥梁设计的研究具有重要的现实意义。 1. 安全可靠基本原则及实现方法 由于山区复杂的地理环境和工程条件，难以保证工程实施能够有效实现设计涵盖的技术难点与重点，无形中增加了公路桥梁设计的难度。为了保证公路桥梁结构具有一定的强度、刚度和稳定性，工程设计必须遵守安全可靠原则，具体要求：强度方面必须具有足够的安全储备；刚度方面必须具有控制变形的能力；稳定性方面应当具有保持原形状和位置的能力。 除此之外，设计过程中还要注意以下设计关键：修建在地震区的公路桥梁应当按照抗震要求采取防震措施；大跨度柔性桥梁应当考虑风振效应；建设在易变迁河道上的公路桥梁应当事先设计导流设施，防止桥梁基础被

3、河水过度冲刷；交通繁忙的桥梁应当预先设计好照明设施，并设置清楚的交通标识；桥梁两端不易太陡，避免发生车辆碰撞等事件；为了保证车辆及行人的安全，防撞栏杆应具有足够的高度和强度，防止车辆相撞、车撞人等情况发生时跌下桥下，发生严重伤亡情况。 2. 山区高速公路桥梁建设特点分析 2.1 山区高速公路建设特点 一般情况下，山区高速公路的地形相对复杂，地质环境并不是很好，水文条件也相对多变，因此在建设过程中，其最为突出的特点则是平曲线相对较多、纵坡较大且陡峭，半径小队较小，桥隧的比例也比较高。与此同时，山区高速公路建设往往存在填挖方大与视距不良等影响交通安全与交通管理的问题，施工过程，很容易对周边环境造成

4、较为严重的破坏，若处理不当，则会造成各种地质灾害的发生。这不仅会直接增加工程建设的整体投资，同时还会为高速公路日后的运营埋下安全性隐患。而基于高速公路建设的这些特点，其桥梁建设也区别于传统的桥梁建设，存在一定的特殊性。 2.2 山区高速公路桥梁建设特点 结合山区高速公路建设的基本特点以及高速公路桥梁设计与建设的基本经验来看，山区高速公路桥梁建设的特点可归纳为以下五个方面： 2.2.1 由于桥梁在山区高速公路建设中所占比重相对较大，且一般的桥梁基本都需要进行高空作业，再加上浇筑次数多以及天气设备等因素的影响，山区高速公路桥梁建设的施工工期相对较长； 2.2.2 施工过程中，因高墩柱施工在时间上的

5、影响，为保证工期，工程建设一般采用平行作业的方式，模板的需求量因此而提升；同时，大吨位吊车及其他机械设备的调配与投入相比于普通桥梁施工也要大一些；2.2.3 施工过程中，尽管墩柱完成的延米数比较大，但因部分未完成高墩柱的存在，因此实际延米数与计量规定并不相符，项目投资资金的回笼以及工程的建设周期容易因此而受到影响； 2.2.4 在山区的作业环境中，不同墩柱的高度差相对较大，高墩柱因墩身的影响，故其重心较高，墩身的柔度因此变大，同时又因施工要求的严苛，所以桥梁建设过程中，高墩施工的定位控制难度一般都比较大；2.2.5 山区高速公路桥梁建设一般处于地貌相对复杂的地区，建设区域坡度的起伏相对较大，再

6、加上高空作业的所占比重较大，因此山区高速公路桥梁建设的安全系数一般都比较低。 3. 山区公路的桥梁设计要点 3.1 由于山区公路与平原地区的公路在地形、地质、水文等条件上有着很大的差别， 因此我们在桥梁设计时要高度重视以上这些差别，特别是在地形、地质方面，有时同一座桥在纵桥向的地质变化很大，在横桥向的地形变化很大，如不重视，很容易出现差错，因此在设计前一定要认真收集设计资料，做到心中有数，有条件时设计人员最好到实地调查一下。 3.2 由于山区公路的地面高差变化大，材料、机械运输困难，施工条件差。所以我们在设计时必须要因地制宜，一定要考虑到施工的可行性，尽量给施工带来方便。为了保证工程质量，节省

7、工程造价，方便施工，桥梁设计可采用灵活多变的形式。 3.3 桥梁设计要遵循“适用、安全、经济、美观、环保”的基本原则。现在随着国民经济的发展， “美观和环保”已受到越来越多的重视和关注。桥梁设计在注重安全性、舒适性、和耐久性的同时，应引入环保、美化、人文的概念，把公路桥梁的景观设计作为一项重要内容加以考虑，在保证桥梁使用功能要求的原则下，要尽可能地考虑到使建成后的桥梁与周围环境相协调，不造成原有环境的破坏。设计时应开拓艺术创新思路，全方位、多角度地展示桥梁景观的美学效应，开发景观资源，同时应维护生态平衡，保护珍稀动、植物及特有的地质风貌，杜绝声、光、电、对环境的“污染” ，桥梁涂装色彩选择时不

8、但要考虑与周边环境色调、桥梁造型相协调，还要考虑桥梁所在地区的民风、民俗。 4. 桥梁结构设计 4.1 上部结构设计 对于像简支空心板结构和等跨 T 型梁的桥型， 其结构形式相对简单依据不同项目的不同特点，参照使用上部结构的标准图。对于中小桥，其结构一般为简支空心板结构，而大桥常往往选用 T 型梁结构。一般而言，如果墩桥固结，当温度发生变化时，T 型结构会产生很大的内力。对于较高的桥墩，可以选用墩梁固结结构。对于较高的桥墩，连续结构不利于结构的稳定，而且会严重损坏支座，因为墩柱底只要有微小的转角，就会产生很大的墩顶移位。此外，墩梁固结不需设支座， 避免了由于支座更换带来的麻烦。如果桥梁周围地基

9、较差，而且有可能产生不均匀沉降，此时不宜选择墩梁固结和结构连续体系。但是可以选择简支结构。不等跨连续结构边跨与中跨跨径的匹配要十份注意，此时，边跨与中跨跨径的比值在 0.55-0.7 之间。 4.2 下部结构设计 4.2.1 桥墩设计:桥墩的结构多为方柱墩和等截面圆柱墩，而阶形实心柱和变截面空心墩也是高墩常采用的结构。桥墩一般要进行正常使用极限状态和承载能力验算，但除此之外，稳定分析也是高墩需要进行的重要的分析，其方法主要包括能量法、位移法、静力法以及有限元法等。而有限元法分析比较合适，因为高墩有较大的自重且不可忽略，而且高墩截面多为变截面。 扩大基础和桩基础是桥梁常采用的桥墩基础。对于扩大基

10、础，既要对其进行承载验算，又要使偏心距控制在合理范围内， 保证应力分布的均匀性。常用的桩基础包括摩擦桩、嵌岩桩以及柱承桩等三类。摩擦桩要进行承载力验算，此外由于沉降影响超静定结构的内力，因此还要计算沉降量，以获得由沉降引起的荷载效应。因为设计柱桩及嵌岩目的主要是对桩基进入基岩的深度进行控制， 所以为了确定桩基的入土深度，要考承载力、岩层的倾向、完整性是否处于岩溶地带等多方面因素。 4.2.2 桥台设计:常用桥台形式有柱式台、薄壁式台、扶壁式台、重力式 U 台以及肋型埋置式台等。 由于柱式台与薄壁式台的基础多为单排桩基或扩基，而且台后土压力较大，且其因此，导致这两类桥台高度不宜过高。虽然扶壁式台

11、承受较大的台后土压力，需要较多的配筋量，导致造价较高，但可减少桥梁的长度，可根据实际情况决定是否采用。 5. 结语 总之，山区高速公路桥梁设计是工程建设的重要环节和基础依据，只有保证设计的科学性、合理性、可行性及经济性，才能够确保施工环节的安全性、有序性和高效性。所以，在进行设计的时候，设计人员必须对项目所在区域的地貌、地质等进行细致的勘测、调研，在综合收集并研究相关文献、资料及勘测结果的基础上，更精确地进行设计，以便于保证高速公路桥梁工程的整体质量。 参考文献: 1匡峰.浅析高速公路桥梁设计要点J.科技创新导报，2012，(01).2吕令钊，张文涛.论山区高速公路中的桥梁设计J.交通标准化，2011，(Z1). 3尹智育.山区高速公路桥梁设计的问题研究J.科技创新导报，2011，(07).