1、山区高速公路桥梁设计关键问题研究【摘要】本文围绕着山区高速公路桥梁，分析了山区高速公路桥梁设计的关键性问题，同时，分析了要采用何种设计手法来提高山区高速公路桥梁的设计水平，以期可以提高山区高速公路桥梁的设计质量。 【关键词】山区；高速公路桥梁；设计；关键 中图分类号：X734 文献标识码： A 一、前言 由于山区地势险峻，地形复杂，所以，山区高速公路桥梁的设计必须要更加的严谨和科学，从山区的地形特点出发，结合科学的设计方法，确保山区高速公路桥梁设计的质量。 二、山区高速公路桥梁设计特点 1、地形起伏大,地质条件多变,陡坡基础要注意连同山体的稳定性。 2、高墩桥梁众多,各墩高差较大,稳定分析不能
2、忽视。 3、施工条件较差,施工场地受限,施工吊装安全问题突出。 4、弯、坡桥比例大,需考虑如何减少结构类型,以有利于节省施工投入。 5、山区地形纵横向起伏较大,桥台一般设置在填挖交界处,以避免桥台台后形成高挡墙或大锥坡。桥梁左右幅一般不等长。 三、山区高速公路桥梁设计原则 事实上，桥梁类型较多，在山区高速公路桥梁设计中就能够看到这些类型，山区高速公路桥梁结构自身安全性保障需要对结构计算分析和构造处理措施来进行。与平原区桥梁设计相比，山区高速公路桥梁设计计算需要考虑的因素是一样的，如恒载、活载、地震荷载、施工荷载等，但是山区高速公路桥梁设计计算除了需要考虑以上因素，还要对强风荷载、雪荷载、冻胀力
3、、水力等桥梁产生的影响也应考虑在内，因为山区的自然条件和气象条件的多变性决定的。山区桥梁布设有时会出现高敦大跨结构，这主要是在受地形条件限制较严格的路段才有，因此，在山区桥梁设计时，不可或缺的考虑内容包括下部结构的刚度分配、稳定性分析等。在山岭地区，由于地形起伏导致施工布设难度较大，尤其是大型施工机具无法正常使用。为预制构件提供大型的施工场地是不可能的，加上山岭运输条件差，很多预制构件无法正常使用。但是在山区桥梁设计方案中首选的是中小跨径预制构件，这主要是从节省造价方面来考虑。钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构桥梁也会出现在山区高速公路桥梁中，这主要是对于那些无法采用标准跨径结构的桥梁而
4、言。综上所述，山区高速公路桥梁设计原则可概括为：在合理的经济范围内确保桥梁结构更加安全、更容易养护、更加舒适、造型更加优美。 四、山区高速公路桥梁设计的关键 1.桥梁结构形式的确定 在山区高速公路桥梁设计的环节中，桥梁建筑要根据所处地区的综合环境的客观条件的不同，确定桥梁的总体形势，也就是选择桥梁的类型。就高速公路中的桥梁的作用来说，桥梁最重要的就是坚固和耐用，所以在桥梁初步结构的设计上应该充分考虑到它的实用性和强度。在山区高速公路桥梁的建设过程中，我们发现，我国山区高速公路桥梁在桥墩的设计上存在一些问题，首先选择的多是柔软性桥墩，也就降低了桥墩的稳定性以及桥梁在使用过程中的安全性。在山区高速
5、公路中，受到实际地形等的限制，线形控制上常常会有小半径的弯道和较大较长纵坡，在这样的情况下，就必须要采用一些相应的辅助措施，来保证高速公路桥梁的稳定性，降低事故发生的频率。其次在桥位的选择上，需要设计人员充分的考虑该山区的地质条件和水文条件，防止桥梁的建设会影响到河流的正常流向。 2.桥梁上部结构的设计 在山区高速公路桥梁的建设中，为了尽量方便施工，形成规模化生产，设计是会尽量考虑常见的结构形式，比如预应力混凝土 T 型梁，这些结构比较简单的桥梁的桥墩不能太高，选择连续的结构更加有利于桥梁的结构安全性和使用。连续结构的桥梁一旦在桥梁内部温度出现变化的时候就会产生相对应的内力，连续结构的桥梁不会
6、对这种内力产生伤害，但是高桥墩结构就会对这种内力产生副作用。连续结构形式为了分散内力，稳定桥墩。 3.桥梁方案的设计 高速公路桥梁的设计在整个高速公路的设计中都占据着重要的地位，无论是从人文角度还是从经济角度来说，桥梁的安全性和使用周期以及桥梁的造价都是设计中重点考虑的问题，每一项的重要程度都是设计人员不能忽视的。作为专业的高速公路桥梁的设计的人员，应该充分重视设计的工作，努力提高方案的设计水平，在设计方案的过程中进行充分的沟通，分析以及修改，最终达成最理想的方案，投入施工之后能够呈现完美的建造效果。 五、桥梁下部构造设计 1、桥墩 高度较矮的桥墩（h40m）多采用柱式墩，Y 型薄壁墩，其中又
7、以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区用的较多。但从美观上来说，方柱有棱有角，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。圆柱为各向同性，调整起来效果差一些。 2、高墩 一般矮桥墩的设计由强度控制，但当墩高较高时，就必须得考虑桥墩的稳定问题。 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）关于偏心受压柱条文说明 5.3.10 条指出， “当l0/h30 时
8、，构件已由材料破坏变为失稳破坏。 ”l0 为受压柱的有效长度，在 0.52 倍墩高之间变化，究竟取值多少，与施工状态、上构重量、上构和墩柱的连接方式即墩柱的支承刚度有关。 3、桥墩与路幅的关系 山区高速公路有整体式路基，也有分离式路基。目前路线选线越来越强调减少占地，环保、与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基。整体式路基的双幅桥，一般情况下下构按分幅单独设计，即双幅四柱。对于高墩长桥，为了减少开挖，增强边坡稳定性，节约材料，降低造价，整体式下构即双幅两柱不失为一种较好的选择。 4、桥台 山区高速公路桥梁桥台一般采用重力式 U 型台、肋板台、桩柱式台。其中以
9、重力式 U 台最常用，根据墩台与基础规定，U 台适应的填土范围为 410m，所以 U 台的高度最好以 10m 控制。山区桥梁 U 台一个显著特征就是横向，纵向横坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工方量，U 台设计时必须根据地形合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在 5m以下，联长宜控制在 150 米以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过 12m. 5、基础 山区高速公路桥梁最常用的基础仍为为扩大基础与桩基础。山区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩基础。因为分离式扩基础适应地形横坡，承
10、载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地质情况较差地段采用摩擦桩。桩基础不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长；遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况；地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜设计为挖孔桩。 六、结束语 总而言之，山区高速公路桥梁设计必须要立足山区的特点，同时，要选择能够提高山区高速公路桥梁质量的设计方法，在设计前，要进行实地考察，确保设计的科学性。 【参考文献】 1杜烨霖，王光亚，山区高速公路桥梁的设计J，上海同济大学出版社，2012. 2蒋大勇，王珂，高速公路桥梁设计中的注意问题J,北京大学出版社，2011.12. 3雷亚麟，徐伟佳，山区高速公路桥梁设计的问题J,湖北第二师范学院，2011. 4毛登峰,张美丽,张艺.关于山区公路桥梁设计的探讨J.科技信息.2012(27). 5刘世鹏.山区公路桥梁桥型方案设计J.青海交通科技.2011(06).
