山区高速公路桥梁设计关键问题论析

蒋成义

摘 要：随着社会经济的发展，山区的高速公路桥梁需求更大，也对高速公路桥梁的质量提出了更高要求。高速公路的设计质量对高速公路的施工质量和运营情况有直接影响，文章将对山区高速公路桥梁设计中的关键性问题进行论析，为提高山区公路桥梁的设计质量提供一些参考和建议。

关键词：山区；公路桥梁；设计；问题；策略

中图分类号：U448.14 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0125-01

我国是地大物博、地形复杂多样的国家，丘陵山区占国土面积的70%以上，所以山区的高速公路桥梁建设是国家交通建设的重要部分。山区高速公路桥梁设计的关键性问题是如何充分利用山区的水文地质、地形、自然生态环境，最大限度的发挥公路桥梁的使用功能，同时和自然环境相适应，保护山区的自然环境。

1 山区公路桥梁的特点和设计原则

山区高速公路的设计首先要考虑公路网的规划，设计项目在路网中的地位和承担的作用，以高速公路的使用任务、功能、远景交通结合充分考虑高速公路的设计。山区高速公路设计时，面对的关键问题是山区的自然地理环境和工程地质条件，所以必须在充分勘察地形、地质、水文、自然环境的基础上设定施工路线和方案、选择施工工艺、拟定技术标准。另外，山区的高速公路路网设计应充分考虑高速公路与交通源的联系，附近的拆迁、改建、占地等工程，以及公路施工时的取水、取土、弃土方案。山区高速公路设计时，必须充分考虑自然生态的破坏程度，在保证高速公路的功能的同时最大限度的保护生态环境，所以设计时须考虑生态植被的恢复方案。概括起来山区高速公路的设计要遵循“结构安全，使用舒适，经济性好，施工养护容易，造型优美与自然相协调。”的原则。

我国山区高速公路面临复杂的地势、构造物，所以高速公路工程中桥隧工程占了很大比重，有点甚至高达70～80%，所以桥梁设计的成功对整个高速公路工程的成功十分重要。山区高速公路水文地质条件复杂多变，地面高差大、横坡坡陡，可能出现岩溶、滑坡、泥石流、崩塌等不良地质问题，设计时需考虑的因素较多，如路线的平纵横、斜弯桥问题、半边桥、高档墙、高墩大跨径桥设计方面的问题等。此外，山区高速公路桥梁也面临很多沟壑上设置桥梁的问题，所以涵洞、通道、小桥等小型构造物是山区高速桥梁设计中的一大重点。总而言之，山区高速公路桥梁设计时除了保障桥梁自身的结构设计安全外，还应综合考虑不良地质、水文、平纵、弯坡斜桥等问题，桥梁设计时要特别注意强风荷载、雪荷载、冻胀力、水力等对桥梁产生的影响。山区高速桥梁涵盖了几乎所有的桥梁类型，复杂多样，多以设计时必须遵循一切从实际出发，因地制宜的原则。

2 山区公路桥梁设计的几个关键问题

山区高速公路桥梁面临复杂的水文地质条件，桥梁比重大，并且高速公路设计时会遇到的问题桥梁设计也会遇到，另外，山区高速公路桥梁弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，所以设计时必须充分协调好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。将高速公路桥梁设计分为上部结构、下部结构、基础设计三方面来浅析。

2.1 上部结构设计时的关键问题

山区高速公路设计时遇到要设置的桥梁，常见的跨径桥梁占绝大多数，特殊大跨径桥梁较少。跨径桥梁的设计一般要造价经济、标准化、施工方便、预制装配化结构。大桥、中桥采取的跨径一般为50m、40m、35m、30m、25m、20m、16m；中橋、小桥标准跨径为16m、13m、10m、8m、6m。上部结构的选择上，主要有空心板、预制T梁、预制小箱梁等，预制小箱梁更适宜35m、40m、50m的桥梁，20m跨径以下的，用空心板截面的桥梁更经济实惠，30m、40m、50m截面的桥梁用T梁更能满足受力情况。如果截面在25m～35m之间，一般采用小箱梁，某些施工工艺成熟的地区也可采用T梁截面。

2.2 下部结构设计时的关键问题

下部构造设计主要指桥梁墩台的设计。常见的桥墩一般小于40m，大多柱式墩或Y型薄壁墩。柱式墩有圆柱形的，有方形的，圆柱形衔接方便易控制，平原地区用的比较多，方形与上梁协调，美观，抗弯度、刚度、受力都比圆柱有优越性，但是施工时要增设桩帽，工程量增多，而且不利于山区横坡较陡地区施工的稳定性。Y型墩施工比较复杂，墩高不高时一般不采用。山区地面横坡的差异较大时、墩高较高时，一般采用Y型墩。高速公路桥梁桥墩设计时，一般桥墩主要考虑强度，高桥墩时，更要考虑稳定性。

山区高速公路桥台一般为重力式型台、肋式台、柱式台。高度在10m以内的采用U型桥台，填土范围为4～10m；桩柱桥台一般用于后台填土不高时，填土高度小于5m。埋置式肋式台适用范围广，但高度不应超过12m。

2.3 基础设计时的关键问题

山区高速公路桥梁中，最为常用的基础为桩基础和扩大基础。如果地质条件良好，选用扩大基础为宜。地质情况较好时用嵌岩桩，较差时用摩擦桩。山区高速公路桥梁设计时，受当地理地质条件的影响非常大，有时候，即便是同一座桥的相邻桥墩，也可能不处在相同的地质构造上，需要另设基础，所以，山区高速公路桥梁的基础设置时，要充分根据具体桥墩位置的具体地质情况进行具体设施，防止桥位处出现断层、岩溶、软弱夹层等不良地质对基础的稳定性产生影响，提高基础设置的整体稳定性和协调性。

3 结语

随着山区经济的发展和现代化进程的加快，山区高速公路的需求更大、要求更高，所以必须提高山区高速公路的设计质量。山区高速公路设计中，桥梁占了很大比重，把握好山区高速桥梁设计的关键问题对山区高速公路的整体设计质量至关重要。文章从山区高速公路桥梁的特点、设计原则出发，分上部结构、下部结构、基础结构三个方面分析了高速公路桥梁设计中的关键问题，对提高山区高速公路桥梁设计质量具有重要指导作用，文章的研究具有一定价值。

参考文献

[1]张鲲.山区高速公路桥梁设计关键技术浅析[J].交通科技，2015（02）.

[2]周俊武.山区高速公路桥梁施工技术要点分析[J].科技资讯，2015（10）.

[3]胡辉，方艳.山区高速公路桥梁设计关键问题探究[J].中国建筑金属结构，2013（16）.