論山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的關(guān)鍵點

張書荃

大連市交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司 遼寧大連 116000

中國九百六十萬平方公里，地形結(jié)構(gòu)分明，地勢劃分明顯：東部沿海地區(qū)及中部以平原為主，西南及黃土高原地區(qū)則以山區(qū)丘陵為主。相對于東部沿海地區(qū)的發(fā)達(dá)經(jīng)濟，中部和西部的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的滯后性，在十三五規(guī)劃當(dāng)中，這些目前發(fā)展處于落后狀態(tài)的區(qū)域被列入重點規(guī)劃地帶，致力于以交通帶動經(jīng)濟，達(dá)成相關(guān)目標(biāo)。作為高速公路建設(shè)的重點，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計在地形、水文以及地質(zhì)方面都有著頗為復(fù)雜的呈現(xiàn)，所以為了確保最終的質(zhì)量呈現(xiàn)，就必須做好先期的橋梁設(shè)計工作。

1 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的總原則

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的過程中，要充分考慮到橋梁結(jié)構(gòu)安全性、構(gòu)造的科學(xué)性以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理等所能造成的影響，并且要確保設(shè)計過程中橋梁的貨載、恒載、地震載荷以及施工載荷同平原高速公路的橋梁設(shè)計完全一致。與此同時，在計算過程中，還必須考慮到水力、風(fēng)力載荷、凍脹力以及風(fēng)雪等一系列自然因素對山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計所能產(chǎn)生的影響。

而在結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，因為地形、跨度、走向等一系列因素的影響，山區(qū)高速公路橋梁一般會選擇高墩大跨的機構(gòu)，再加上山地多數(shù)情況下缺少適于施工的場地，很多大型施工機械并不能進(jìn)入場地、助力施工過程，所以很多大跨徑的預(yù)制構(gòu)件、其應(yīng)用就受到非常大的限制，因此其盡可能要選擇跨徑比較小的預(yù)件進(jìn)行施工[1]。

在設(shè)計方案的敲定過程中，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計有必要結(jié)合橋型、施工難度等幾項比較重要的經(jīng)濟指標(biāo)進(jìn)行綜合性的考量。另外值得一提的是，山區(qū)高速公路當(dāng)中往往伴隨著很多小型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其位置和設(shè)計都直接或間接地反映在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的過程中，所以相關(guān)工作人員有必要對結(jié)構(gòu)布局的科學(xué)性引起足夠的重視。

2 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的關(guān)鍵點

相比平原高速公路橋梁設(shè)計，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計更為復(fù)雜、需求更多，而且因為山區(qū)地形的限制，公路橋梁設(shè)計需要在結(jié)構(gòu)、施工工藝方面做更多的突破，才能確保相關(guān)施工能夠呈現(xiàn)出最為優(yōu)質(zhì)的效果。

2.1 山區(qū)高速公路橋梁類型的選擇

相對而言，山區(qū)地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜，特別是在公路橋梁設(shè)計的過程中，有必要結(jié)合現(xiàn)場實際情況進(jìn)行設(shè)計，合理選擇橋梁類型，因為合適的橋梁類型很大程度上會幫助后續(xù)的施工過程降低難度、降低成本，提高施工的效果和質(zhì)量。實踐證明，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計包含所有的橋梁類型，在具體設(shè)計過程中，有必要參考項目本身的特點，從難度、成本等幾項綜合要素出發(fā)，來進(jìn)行對比和選擇[2]。

2.2 橋梁高墩的設(shè)計思路

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計一般會選擇大跨橋、高墩的結(jié)構(gòu)，尤其是橋墩的結(jié)構(gòu)對于山區(qū)高速公路的橋梁穩(wěn)定性、安全性非常關(guān)鍵。具體在高墩橋的設(shè)計過程中，需要考慮高墩橋的地址、結(jié)構(gòu)、形式以及強度，對其進(jìn)行科學(xué)計算和分析，保障橋梁的安全性和穩(wěn)定性；重視墩臺角度，具體來說其要遵循這樣幾方面原則：

（1）橋墩、橋臺中心線彼此之間不平行；

（2）各橋墩蓋梁長度完全相同；

（3）注意保障兩端伸縮縫的平行；

（4）橋墩中心線與交點處切線所成角度要保證完全一致；

（5）通過預(yù)制梁自身長度來對曲線引起的每片梁長度變化進(jìn)行調(diào)整。

2.3 橋梁曲線預(yù)制梁及板的設(shè)計布設(shè)

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計和建設(shè)的過程中，需要將預(yù)制的梁、板全部架設(shè)到橋梁下面的基體槽當(dāng)中，而受到橋梁結(jié)構(gòu)以及橋梁形式的影響，橋梁的梁和板的曲線結(jié)構(gòu)則需要借助橋梁墩臺的角度來有所實現(xiàn)，因此其過程中必須要注意到相關(guān)細(xì)節(jié)。

3 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計的優(yōu)化策略

優(yōu)化山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計，可以從這樣兩個角度予以實踐：

3.1 優(yōu)化設(shè)計理念，確保經(jīng)濟、穩(wěn)定和安全性的統(tǒng)一

首先，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計過程中，在對橋墩進(jìn)行選型時，有必要從河谷橫坡陡峭的環(huán)境出發(fā)，優(yōu)化橋墩類型以及高度，并將橋臺的垂直高度控制在相對合理的范圍內(nèi)。盡管降低橋臺的高度會增加山區(qū)的路面長度，但是隨著高度的降低，后續(xù)橋梁施工的難度也會逐漸降低，這對于高速公路橋梁設(shè)計和施工過程中成本的控制、安全性和穩(wěn)定性的維護(hù)都會產(chǎn)生非常大的作用。

其次，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計還必須考慮地形等因素的影響，通過制定橋梁跨域方案的方式來弱化其影響。而且需要參考前后山區(qū)公路的造價情況來調(diào)整橋梁的位置，對橋梁整體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計[3]。

最后，橋梁的路基也會直接影響橋梁的施工質(zhì)量與效果，因此對橋梁路基究竟該采取怎樣的結(jié)構(gòu)和形式，需要充分結(jié)合橋梁的選址、地質(zhì)情況，充分實現(xiàn)經(jīng)濟、安全和穩(wěn)定的相統(tǒng)一。

3.2 做好橋梁方滑坡的設(shè)計優(yōu)化

方滑坡存在的目的主要在于防止滑坡的出現(xiàn)，而在具體方滑坡設(shè)計的過程中，要綜合利用反壓、減載、地面排水等技術(shù)，充分實現(xiàn)對滑坡體的治理。

首先，施工應(yīng)盡可能安排在旱季，以免破壞滑體的穩(wěn)定性；

其次，在設(shè)計過程中如果出現(xiàn)無法避讓滑體的情況，要先對滑體進(jìn)行加固、防護(hù)；

再次，選擇何種方滑坡設(shè)計，有必要結(jié)合滑體的實際情況和地形來進(jìn)行綜合性考量；

最后，減載、反壓都是非常理想的土石方處理方式，完全能夠在應(yīng)急搶險和永久性工程當(dāng)中，發(fā)揮出優(yōu)良的效果[4]。

總而言之，鑒于山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計本身存在難度高、技術(shù)要求高的客觀情況，以及其所要面臨的地質(zhì)、環(huán)境、風(fēng)力、地形以及氣候等多重因素的影響，在具體設(shè)計過程中，有必要綜合考慮成本、難度以及施工可行性等多方面因素。如此，才能確保施工的質(zhì)量，呈現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的公路橋梁，為大眾提供更為便捷的服務(wù)。