山区公路桥涵设计的一般性原则探讨

■张小峰

(新疆新纪元公路设计有限责任公司，乌鲁木齐 830000)

1 山区公路桥涵设计的一般性原则

我国西部大开发的速度越来越快，而公路建设作为西部开发重要的组成部分，也必将加快在西部开发的脚步。鉴于我国西部地区多山区、丘陵与高原的自然环境，公路建设中有很多桥涵建设，但我国西部地区，尤其是山区中，气候变化多样，经常出现山洪、泥石流等自然灾害，这对公路及桥涵的设计提出了更高的要求。本文以S103线艾维尔沟——鱼儿沟公路改建工程为例，简述基于适用性、安全性、经济性、美观性及保护生态的五项桥涵设计原则，具体表述如下：

（1）适用性原则。适用性原则是公路桥涵设计中的基本原则。遵循适用性原则使公路能够适应当地自然环境及经济发展需求，保证其顺畅。因此，设计公路桥涵时一定要严格遵循适用性原则。

（2）安全性原则。安全性原则是公路桥涵设计中需要考虑的重要原则。桥涵的安全包括桥涵自身结构的安全性，抗自然灾害能力，及行车、行人的安全三个方面。

（3）经济性原则。山区修建公路的目的是方便山区之间及与山区外部的沟通，发展山区经济。设计过程中遵循经济性原则，可在建筑材料运输等方面实现经济节约。

（4）美观性原则。桥涵和周围环境要融合为一体，成为自然的一部分，所以桥涵的建设不能只考虑成本的节约，也要重视美观性，尤其在旅游山区的桥涵建设更要与旅游资源结合在一起，把桥涵设计的更为美观。

（5）生态保护原则。由于无人为破坏，山区自然环境一般都保持的很好，而修路造桥势必会对当地生态环境产生影响。为实现可持续发展、人与自然的协调，公路桥涵设计时也要遵循生态保护原则。

2 S103线艾维尔沟—鱼儿沟公路改建工程概况

S103线艾维尔沟—鱼儿沟公路改建工程位于新疆维吾尔自治区吐鲁番地区托克逊县境内，天山东段博格达峰北麓，准格尔盆地东南缘。本项目起点位于S103线K84+040处，终点接S301线K104+000（在建项目），二级公路，路线全长42.484km，是连接南疆的另一条重要通道。同时，本项目是托克逊县煤矿、石灰矿等能源输出的重要渠道，也是一条重要的能源公路。作为一条能源公路，路上行驶车辆以大型、重型车辆为主。根据以往调查经验，超载现象较严重，故设计时重点进行纵坡控制。合理设计路面结构层，以保证结构强度满足使用安全要求。在工程量增加不大的前提下，尽量采用较高的技术指标，提高公路安全舒适性，合理布置桥涵的位置、型式和跨径，精心计算荷载，验算结构，保证桥涵安全稳定。

K84+040至鱼儿沟段，老路纵坡大、线位低，受洪水冲刷隐患比较大，设计困难较大。本文以该段跨越鱼儿沟的桥涵为例，阐述如何在山区公路桥涵设计时遵循五项基本原则。

3 K84+040至鱼儿沟段桥涵设计

该段道路有双重性质，一为社会通行车辆和行人提供便利，二同时肩负着矿区道路运输的职责。

3.1 基于适用性原则的设计

（1）为适应地形，满足公路线形平面指标，改移河道550m，布线时有四段路线（K120+300～K120+390、K121+540～K121+680、K121+680～K121+800、K125+760～K126+060） 靠近鱼儿沟河床，改移后的河道右侧为凝灰岩山体，左侧做混凝土挑坝或浸水挡土墙。

(2)根据对本项目的交通量调查，拟建道路S103线定义为一条重要的能源公路，道路行驶车辆以大型、重型车辆为主，且超载现象较严重。故通过研究和论证，本项目的桥梁、涵洞设计荷载标准均采用公路—Ⅰ级，提高一个等级。

（3）为了社会车辆、行人通行的便利，合理利用桥跨。将桥跨两端的两跨设计为车辆和行人通道，并做好排水设计[1]，方便周围村民行人及行车，同时又能在雨季起到泄洪作用。

（4）其他因素。综合考虑通讯线路、电线、煤气管道等因素。将通信线路及电线固定在桥板底部，将煤气管道铺设在桥涵下部通道路面以下。

3.2 基于安全性原则的设计

（1）桥涵结构自身的安全性。桥涵设计不能出现大的裂缝与变形，因此，设计采用墩梁固结，其桥墩的长细比比简支或连续梁的桥墩小，利于结构稳定，且利用高墩的柔性可适应温度、混凝土收缩、徐变的变形。在大纵坡的情况下，既可省略支座,又可防止主梁下滑。

（2）桥涵抗自然灾害能力。在抗震设计时，按照桥梁设计规范的设计要求，制定抗震的措施。该桥涵在设计上尤其对桥墩做了抗震设计和处理；同时，设计时考虑了由于车速过高，而带来的车辆耦合发生振动的问题；在处理和预防洪水和泥石流问题上，降低桥墩数量，实现每一跨跨度的增加，提高流量，同时在河道两侧采取了分流措施，以避免滑坡、泥石流堵塞、冲毁桥涵结构。

（3）行车、行人的安全三个方面。保证防撞栏杆的高度与强度，为行人和车辆做好安全防护。由于桥涵下多为深沟险壑，桥面只有建设安全防护的栏杆，并且要保持足够高度与强度，才能使行人与车辆的安全得到保障[2]。同时，做好照明设施，使交通标志明确，并放缓了引桥坡度。以完全不熟悉本段路线及周围路网的外地司机为对象，通过交通标志引导，顺利快捷到达目的地，以警告、禁令、指路标志为主全线标志设置68块，其中指路标志40块，警告标志23块，禁令标志5块。

3.3 基于经济性原则的设计

本项目位于山岭区，沿线跨越冲沟较多，且冲沟均为季节性流水。若逐个设置桥涵，则数量太多，工程费用较大。在设计上尽量缩短河道运距来选择桥位，保障了建设经济效益。同时，充分利用了当地资源，对石、沙等建筑材料就近选择、就地选择，也节约了建设成本。

3.4 基于美观性原则的设计

充分考虑到鱼儿沟段的自然环境因素，在造型上，以简单和明快为主线，与自然环境保持和谐。简单明快的设计不仅降低了施工难度，而且为旅客提供了视觉上的享受。

3.5 基于生态保护原则的设计

（1）工程项目所在地植被稀少，生态脆弱。为充分保护植被，施工前。先将施工场地内的植被移植到河床。

（2）施工过程中需要取土时，取、弃不生长植物的土，取土完毕后，对边坡采取了恢复措施，预防水土流失的发生。

4 总结

综上所述，山区桥涵设计中存在问题和平原桥涵有很大区别，有着独有的规律与特点。桥涵建成以后的适用效果和前期设计有着密切的联系，要遵循山区公路桥涵设计的一般性原则。

[1]曲光增.大连至庄河高速公路桥涵设计简介[J].北方交通，2011(05).

[2]廖树东.梅州市扶大二级公路桥涵设计原则和方案比选[J].林业建设，2012(04).