山區(qū)高速公路橋梁設計關鍵問題論析

蔣成義

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，山區(qū)的高速公路橋梁需求更大，也對高速公路橋梁的質量提出了更高要求。高速公路的設計質量對高速公路的施工質量和運營情況有直接影響，文章將對山區(qū)高速公路橋梁設計中的關鍵性問題進行論析，為提高山區(qū)公路橋梁的設計質量提供一些參考和建議。

關鍵詞：山區(qū)；公路橋梁；設計；問題；策略

中圖分類號：U448.14 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0125-01

我國是地大物博、地形復雜多樣的國家，丘陵山區(qū)占國土面積的70%以上，所以山區(qū)的高速公路橋梁建設是國家交通建設的重要部分。山區(qū)高速公路橋梁設計的關鍵性問題是如何充分利用山區(qū)的水文地質、地形、自然生態(tài)環(huán)境，最大限度的發(fā)揮公路橋梁的使用功能，同時和自然環(huán)境相適應，保護山區(qū)的自然環(huán)境。

1 山區(qū)公路橋梁的特點和設計原則

山區(qū)高速公路的設計首先要考慮公路網(wǎng)的規(guī)劃，設計項目在路網(wǎng)中的地位和承擔的作用，以高速公路的使用任務、功能、遠景交通結合充分考慮高速公路的設計。山區(qū)高速公路設計時，面對的關鍵問題是山區(qū)的自然地理環(huán)境和工程地質條件，所以必須在充分勘察地形、地質、水文、自然環(huán)境的基礎上設定施工路線和方案、選擇施工工藝、擬定技術標準。另外，山區(qū)的高速公路路網(wǎng)設計應充分考慮高速公路與交通源的聯(lián)系，附近的拆遷、改建、占地等工程，以及公路施工時的取水、取土、棄土方案。山區(qū)高速公路設計時，必須充分考慮自然生態(tài)的破壞程度，在保證高速公路的功能的同時最大限度的保護生態(tài)環(huán)境，所以設計時須考慮生態(tài)植被的恢復方案。概括起來山區(qū)高速公路的設計要遵循“結構安全，使用舒適，經(jīng)濟性好，施工養(yǎng)護容易，造型優(yōu)美與自然相協(xié)調?！钡脑瓌t。

我國山區(qū)高速公路面臨復雜的地勢、構造物，所以高速公路工程中橋隧工程占了很大比重，有點甚至高達70～80%，所以橋梁設計的成功對整個高速公路工程的成功十分重要。山區(qū)高速公路水文地質條件復雜多變，地面高差大、橫坡坡陡，可能出現(xiàn)巖溶、滑坡、泥石流、崩塌等不良地質問題，設計時需考慮的因素較多，如路線的平縱橫、斜彎橋問題、半邊橋、高檔墻、高墩大跨徑橋設計方面的問題等。此外，山區(qū)高速公路橋梁也面臨很多溝壑上設置橋梁的問題，所以涵洞、通道、小橋等小型構造物是山區(qū)高速橋梁設計中的一大重點?？偠灾絽^(qū)高速公路橋梁設計時除了保障橋梁自身的結構設計安全外，還應綜合考慮不良地質、水文、平縱、彎坡斜橋等問題，橋梁設計時要特別注意強風荷載、雪荷載、凍脹力、水力等對橋梁產生的影響。山區(qū)高速橋梁涵蓋了幾乎所有的橋梁類型，復雜多樣，多以設計時必須遵循一切從實際出發(fā)，因地制宜的原則。

2 山區(qū)公路橋梁設計的幾個關鍵問題

山區(qū)高速公路橋梁面臨復雜的水文地質條件，橋梁比重大，并且高速公路設計時會遇到的問題橋梁設計也會遇到，另外，山區(qū)高速公路橋梁彎坡橋多，高墩大跨多，墩臺形式多，所以設計時必須充分協(xié)調好橋梁各細部構造與地形地質之間的關系。將高速公路橋梁設計分為上部結構、下部結構、基礎設計三方面來淺析。

2.1 上部結構設計時的關鍵問題

山區(qū)高速公路設計時遇到要設置的橋梁，常見的跨徑橋梁占絕大多數(shù)，特殊大跨徑橋梁較少?？鐝綐蛄旱脑O計一般要造價經(jīng)濟、標準化、施工方便、預制裝配化結構。大橋、中橋采取的跨徑一般為50m、40m、35m、30m、25m、20m、16m；中橋、小橋標準跨徑為16m、13m、10m、8m、6m。上部結構的選擇上，主要有空心板、預制T梁、預制小箱梁等，預制小箱梁更適宜35m、40m、50m的橋梁，20m跨徑以下的，用空心板截面的橋梁更經(jīng)濟實惠，30m、40m、50m截面的橋梁用T梁更能滿足受力情況。如果截面在25m～35m之間，一般采用小箱梁，某些施工工藝成熟的地區(qū)也可采用T梁截面。

2.2 下部結構設計時的關鍵問題

下部構造設計主要指橋梁墩臺的設計。常見的橋墩一般小于40m，大多柱式墩或Y型薄壁墩。柱式墩有圓柱形的，有方形的，圓柱形銜接方便易控制，平原地區(qū)用的比較多，方形與上梁協(xié)調，美觀，抗彎度、剛度、受力都比圓柱有優(yōu)越性，但是施工時要增設樁帽，工程量增多，而且不利于山區(qū)橫坡較陡地區(qū)施工的穩(wěn)定性。Y型墩施工比較復雜，墩高不高時一般不采用。山區(qū)地面橫坡的差異較大時、墩高較高時，一般采用Y型墩。高速公路橋梁橋墩設計時，一般橋墩主要考慮強度，高橋墩時，更要考慮穩(wěn)定性。

山區(qū)高速公路橋臺一般為重力式型臺、肋式臺、柱式臺。高度在10m以內的采用U型橋臺，填土范圍為4～10m；樁柱橋臺一般用于后臺填土不高時，填土高度小于5m。埋置式肋式臺適用范圍廣，但高度不應超過12m。

2.3 基礎設計時的關鍵問題

山區(qū)高速公路橋梁中，最為常用的基礎為樁基礎和擴大基礎。如果地質條件良好，選用擴大基礎為宜。地質情況較好時用嵌巖樁，較差時用摩擦樁。山區(qū)高速公路橋梁設計時，受當?shù)乩淼刭|條件的影響非常大，有時候，即便是同一座橋的相鄰橋墩，也可能不處在相同的地質構造上，需要另設基礎，所以，山區(qū)高速公路橋梁的基礎設置時，要充分根據(jù)具體橋墩位置的具體地質情況進行具體設施，防止橋位處出現(xiàn)斷層、巖溶、軟弱夾層等不良地質對基礎的穩(wěn)定性產生影響，提高基礎設置的整體穩(wěn)定性和協(xié)調性。

3 結語

隨著山區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代化進程的加快，山區(qū)高速公路的需求更大、要求更高，所以必須提高山區(qū)高速公路的設計質量。山區(qū)高速公路設計中，橋梁占了很大比重，把握好山區(qū)高速橋梁設計的關鍵問題對山區(qū)高速公路的整體設計質量至關重要。文章從山區(qū)高速公路橋梁的特點、設計原則出發(fā)，分上部結構、下部結構、基礎結構三個方面分析了高速公路橋梁設計中的關鍵問題，對提高山區(qū)高速公路橋梁設計質量具有重要指導作用，文章的研究具有一定價值。

參考文獻

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