山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計關(guān)鍵問題研究

王世斌

(浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院，浙江省金華市東陽市 322100)

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計關(guān)鍵問題研究

王世斌

(浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院，浙江省金華市東陽市 322100)

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，對于高速公路建設(shè)不斷呈上升趨勢。我國幅員廣闊，大部分地區(qū)是以山區(qū)、丘陵地貌為主，由于西部大開發(fā)政策的實行，為了經(jīng)濟的更好發(fā)展，對于高速公路的建設(shè)成為必然的要求，由于山區(qū)復雜的地形的影響，對于山區(qū)公路中橋梁的建設(shè)有著許多特點和存在許多問題，因此，對于山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計將具有重要的意義。本文主要結(jié)合近些年來對于山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的經(jīng)驗，并遵循關(guān)于橋梁設(shè)計的基本原則和高速公路的基本特點，對在設(shè)計中遇到的關(guān)鍵性問題進行分析和研究，并提出相應(yīng)的解決措施，以為真正實踐性的設(shè)計做出有力的依據(jù)。

山區(qū)高速公路 橋梁設(shè)計 關(guān)鍵問題

以山地為主要地形的地區(qū)，本身對于高速公路的建設(shè)就會存在許多困難，在山區(qū)高速公路對于橋梁的建設(shè)更是困難重重，會出現(xiàn)和需要面臨許多問題，這由于復雜的地形問題還有水文、地質(zhì)等等方面的問題需要進行解決。目前，對于在山區(qū)的高速公路橋梁的建設(shè)上主要有這些方面的設(shè)計，曲線橋、大縱坡橋、高敦橋、長橋等。其中對于曲線橋和直線高敦橋的設(shè)計對于橋梁設(shè)計師應(yīng)經(jīng)有了多年的研究并得到了認可，但是對于曲線橋、大縱坡橋、高敦橋、長橋等并存在山區(qū)高速公路上的設(shè)計，還處于摸索的階段。由于山區(qū)地形的彎度、坡度、高度、比較陡等等地形的因素的影響，嚴重增加了橋梁設(shè)計的復雜性，由于地形和環(huán)境的眾多原因也會給后期的維護和保養(yǎng)帶來一定的困難，對于橋梁設(shè)計的安全性、耐久性、科學性等問題要成為橋梁設(shè)計師們主要關(guān)注的問題，以真正實現(xiàn)山區(qū)地區(qū)交通的方便。

1. 山區(qū)高速公路的主要特點

山區(qū)高速公路主要的特點就是地形和地質(zhì)的復雜性，這也是山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的阻礙所在。對于地形的復雜性，表現(xiàn)為地面的高差比較大，橫坡比較陡；對于地質(zhì)的復雜性，表現(xiàn)為滑坡、不穩(wěn)定坡、陡崖等等不良地質(zhì)。對于山區(qū)高速公路橋梁的特點有彎坡橋多，高墩大跨多，墩臺形式多等，因此在設(shè)計時要更好的解決這些問題。

2. 山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計應(yīng)該遵循的原則和橋梁結(jié)構(gòu)的選擇

由于山區(qū)地區(qū)具有特殊的地形和環(huán)境，對于山區(qū)高速公路的橋梁設(shè)計會遇到許多問題，曲線橋、大縱坡橋、高敦橋、長橋等設(shè)計，這需要遵循相應(yīng)的設(shè)計原則和根據(jù)不同地形對于橋梁結(jié)構(gòu)的選擇做具體分析。

2.1 對橋梁的設(shè)計應(yīng)該遵循的原則

主要遵循的原則對橋梁上部分和下部分遵循的基本原則；關(guān)于涉及橋梁上部的基本原則，山區(qū)具有復雜的地形、地貌特點，為了確保山區(qū)交通的流暢，再設(shè)計的過程中，橋梁作為一個重要的組成部分，在設(shè)計是需要特別重視。在已知的橋梁的設(shè)計中，大部分是跨徑形式的橋梁，關(guān)于橋梁的橫斷面一般是以空心板和預(yù)制梁為主要的設(shè)計形式，對于跨徑較小的橋梁，空心板和預(yù)制梁兩種的橫斷面都可以考慮，而對于跨徑比較大的橋梁，選擇與質(zhì)量形式的橫斷面為最佳。對于橋梁的設(shè)計，還要考慮到設(shè)計的資金，盡量避免投資過高而產(chǎn)生浪費，在進行合適的橫斷面的橋梁選擇上，應(yīng)該考慮施工的便捷性和經(jīng)濟性原則；關(guān)于涉及橋梁下部的基本原則，主要是針對的橋墩臺的設(shè)計，再設(shè)計時要對結(jié)構(gòu)方案進行合理、科學的分析，在山區(qū)橋梁的實際建設(shè)的過程中會出現(xiàn)許多實質(zhì)性的問題，一般橋墩臺類型都是柱式墩，包括圓柱型和方柱型，關(guān)于圓柱型的橋墩一般再設(shè)計上會比較便捷，操作比較方便，但是大部分比價適應(yīng)于平原地區(qū)。方柱型相對于圓柱型的設(shè)計來說更具美觀性，在于橋梁上部更加和諧，在受力的能力上，方柱型的橋墩相對于圓柱型的橋墩來說受力會更強，會更加適用于山區(qū)地區(qū)橋梁的設(shè)計上。

2.2 對于橋梁結(jié)構(gòu)的選擇

對于橋梁的平面和立面構(gòu)成了橋梁體系的特征，如何選擇橋梁結(jié)構(gòu)是在橋梁設(shè)計上的重要問題。在山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計上要基于運營的穩(wěn)定性、科學性、耐久性，在設(shè)計時為預(yù)應(yīng)力連續(xù)結(jié)構(gòu)。對于曲線梁具有沿著某一變形不動點變形的趨勢；而大縱坡的橋梁在汽車的反復作用下，梁體會隨著汽車行駛的方向進行滑移；在曲線和大縱坡并存的橋梁上，梁體的這些變形趨勢會形成上下部間的相對的錯動，這種錯動往往會造成梁體的移動和支座的不平衡。隨著科技的不斷進步，柔性橋梁應(yīng)經(jīng)運用到山區(qū)橋梁的設(shè)計中，對于高敦橋來說，橋梁的穩(wěn)定性非常重要，在曲線、大縱坡的橋梁的設(shè)計上，應(yīng)該采取墩梁固結(jié)的剛構(gòu)體系，墩梁固結(jié)可以避免由于抗扭矩及抗滑移造成的支座設(shè)置麻煩和支柱損壞帶來的影響。

3. 在山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計存在的關(guān)鍵性問題

3.1 對于橋梁的設(shè)計理念的不完善

在山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計過程中，主要的任務(wù)就是對結(jié)構(gòu)方案進行科學、合理的選擇，要進行詳細分析橋梁的結(jié)構(gòu)特點，只有這樣才能夠更好的設(shè)計橋梁?？墒窃谠O(shè)計時會出現(xiàn)許多問題，由于負責山區(qū)橋梁的設(shè)計人員對于現(xiàn)實中橋梁結(jié)構(gòu)的體系和所需材料等方面進行了忽視，再加上對山區(qū)橋梁的設(shè)計中都缺乏對橋梁整體結(jié)構(gòu)的專業(yè)性的認識，再設(shè)計圖紙上會表達不清楚，這樣會在后期的施工上帶來許多問題。

3.2 施工者對于管理的水平比較低

由于對于山區(qū)橋梁的施工者的水平會比較高，但是往往在橋梁的施工者的水平會比較低，還缺乏科學的管理和有效的制度的制約，這會嚴重影響橋梁的安全性。往往在發(fā)生事故的橋梁上，橋梁事故發(fā)生的主要原因沒有遵循嚴格的法律法規(guī)，沒有科學、合理的管理手段，而造成了事故的發(fā)生。

4. 對于山區(qū)橋梁設(shè)計的考慮

4.1 合理優(yōu)化設(shè)計方案

對山區(qū)地區(qū)的周圍環(huán)境進行了解以后，進行合理、有效的設(shè)計方案，這樣才能夠保障山區(qū)橋梁的安全性、耐久性。對于橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要的結(jié)構(gòu)有大跨度的橋梁和標準跨度的橋梁這兩種結(jié)構(gòu)形式，這兩種結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有不同的控制因素，再具體的設(shè)計上這兩種結(jié)構(gòu)也會存在許多問題。在山區(qū)地區(qū)橋梁的設(shè)計上采用較多的是標準跨度的橋梁，對于這種設(shè)計的方案除了安全性、科學性的原則外，還要遵循經(jīng)濟性和便捷性等優(yōu)點。

4.2 對施工材料的合理選擇

橋梁的設(shè)計的安全性主要的依據(jù)就是在施工時對于材料的選擇。主要的施工材料是鋼筋混凝土的質(zhì)量，只有保障了鋼筋混凝土的正確選擇和使用，才能對橋梁的整體使用性、耐久性和安全性提供保障。在根本上要實現(xiàn)和重視對于混凝土施工與橋梁制造方面影響關(guān)系的控制，還要遵循嚴格的規(guī)范進行使用橋梁，以實現(xiàn)橋梁的安全保障。

4.3 對于不同形式的橋梁的設(shè)計

對于曲線、大縱坡長橋的設(shè)計要重視橋梁的穩(wěn)定性和變位的問題。在曲線、大縱坡、高墩、長橋并存的情況下，這些變位的問題，除了直接與直橋相同的縱橋向變位、豎向壓縮變位，還包括曲線橋扭轉(zhuǎn)發(fā)生的墩頂橫向變位、大縱坡下的向下移動變位、施工偏位等。這些變化，在橋梁的設(shè)計上要加以控制和得到重視。

4.4 重視橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于橋梁結(jié)構(gòu)的重視無論是在施工過程中還是在使用過程中，由于會受到周圍環(huán)境的影響，比如化學的侵蝕等對橋梁造成一定的影響；對于橋梁的建造時間和使用時間越長，對于所使用的材料會出現(xiàn)退化的現(xiàn)象，這會導致橋梁結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)構(gòu)的變化對性能也會帶來一定的損壞，這就會對橋梁造成嚴重的影響。

4.5 運營安全性的考慮

無論是曲線、大縱坡、高墩長橋或者其它形式的橋梁更多的考慮運營的安全性，在設(shè)計時要采用防撞欄，對于防撞欄盡可能承受較大的力，以免撞壞護欄發(fā)生危險。

結(jié)語

在近些年以來，我國對于山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計建設(shè)取得了可喜的成績。在山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計過程中，由于山區(qū)地形、地質(zhì)的復雜，再設(shè)計時帶來了一定的難度，為了確保橋梁設(shè)計的安全性、科學性、耐久性，就必須及時的解決在橋梁設(shè)計時存在的問題，以確保施工的順利進行。

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[3] 陳奉民，汪宏，曾輝. 山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計體會[J]. 公路交通技術(shù). 2008（02）

[4] 王丹. 基于Pushover方法的外包鋼加固鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析與評估[D]. 長安大學 2011

U45

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1007-6344（2015）11-0327-01

王世斌，男，1956-10，浙江省寧波市人，浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院教師，東北林業(yè)大學學士，研究方向：公路橋梁