关于山区高速公路桥梁的探讨与设计研究

向 姣

海峡 （福建） 交通工程设计有限公司，福建福州 350000

山区高速公路桥梁是我国公共交通系统中的重要组成部分，而由于山区在地形地貌上的特点，山区高速公路桥梁设计工作的展开也需要考量更多的因素。在这样的背景之下，针对具体的设计策略进行研究是非常有必要的。在我国社会不断发展的前提下，人们对路桥建设质量提出了新的要求，对于本文所讨论的内容来说，相关的设计人员必须能够结合新的政策法规及人们新的需求来展开设计工作，并确保设计方案在质量和成本等方面满足要求。本文将在讨论山区高速公路桥梁设计原则的基础上对其设计办法进行论述。

1 山区高速公路桥梁特点

1.1 施工周期较长

由于山区地形地貌上的限制，高速公路桥梁施工相比于地势平坦地区的路桥施工来说难度更高、复杂性更大，因此，此类工程自身的施工周期通常相对较长。结合本文所讨论的问题，设计人员应能结合具体的施工周期对施工工序、施工组织办法等进行调整。在实际施工过程中，山区高速公路桥梁施工需要对高墩柱进行混凝土浇筑，一般情况下，每次浇筑的高度约为4～6m之间，经过4次左右的浇筑才能完成20m以上的高墩柱施工。对这一施工过程进行分析不难看出，山区高速公路桥梁施工存在施工工艺比较复杂、耗费时间较多等特点，进而导致整体的施工周期较长。

1.2 需要大量设备支持

高速公路桥梁在实际施工过程中将涉及到大量的人员、设备及材料，而在山区地形的限制之下，施工作业的难度更高，也就需要更多设备的支持。为了确保实际的施工质量和施工效率，相关单位必须在这一过程中投入更多的人力、物力来确保山区高速公路桥梁建设的有效开展。对本文所讨论的问题来说，设计人员应能结合现场设备的布置、应用等进行设计，确保这些设备的应用都能有效地发挥出自身作用。

1.3 施工安全性较低

结合现有数据来看，我国山区高速公路桥梁施工所在地大都存在地理环境较复杂、地面起伏较大等特点，实际施工需要通过高空作业来完成，在这一过程中，如果不能通过有效的方法来进行管控，必然会出现各种各样的安全问题。从这一点来说，山区高速公路桥梁施工的安全性相对比较低。另一方面，如果当地地形比较复杂，且机械的使用容易引发地质灾害时，具体的施工过程则需要依赖人力来完成，机械化程度较低、劳动力密集也是导致山区高速公路桥梁施工安全系数较低的原因之一。对于山区高速公路桥梁设计工作来说，设计人员应结合当地地形地貌特点对原有方案进行完善，以此来保证实际施工过程中的安全性。

2 山区高速公路桥梁设计原则

2.1 成本最低原则

山区高速公路桥梁从筹建、规划到设计、施工、交付需要耗费较长的时间，这一过程中不但需要不同专业人员之间的配合，同时也需要大量的资金支持，在这样的背景之下，设计人员必须结合桥梁建设需求、预算、盈利目标等对建设成本进行控制。通过方案设计来对成本进行控制是确保路桥工程建设能达到预期盈利目标的关键，而在这一过程中，成本最低原则是在路桥建设质量能满足要求的前提下进行讨论的，设计人员应避免通过牺牲质量来降低成本的做法。结合现状，山区高速公路桥梁的设计可以通过桥梁结构的调整、选择质优价廉的材料等方法来对投入成本进行控制，最终达到在控制成本的同时确保施工质量的目标。

2.2 环境保护原则

随着我国社会的不断发展，人们对于环境保护问题的关注度也越来越高，而结合山区高速公路桥梁建设的特点来说，此类工程的开展必然会对周边自然生态环境造成一定影响。其中，具体的建设施工设计方案直接决定了实际施工过程对于周边环境的破坏程度。桥梁施工对于当地地形的改造、施工过程中所产生的建筑废料、噪音等都将对周边生态环境产生负面影响。针对这样的状况，设计人员应以做好环境保护工作为原则，通过调整施工方法、改变桥梁位置等方式来尽量避免实际施工过程对当地环境的影响。

2.3 适用性原则

通过完善的设计方案来解决山区高速公路桥梁建设中由于地形限制而遇到的问题是本文主要的研究目标，因此，设计人员必须能在实际施工过程中对当地的地形特点进行考察，避免出现照搬现有方案或过度参考的状况，这样必然会导致实际施工过程中出现各种各样的问题。由于我国地域辽阔，不同地区在地形地貌上的差异相对较大，而设计人员则应结合山区高速公路桥梁施工所在地的具体特点来完成方案设计工作。举例来说，圆柱形桥墩是现阶段桥梁施工过程中最为常用的一种墩台形式，且具备施工简单、便捷的特点，但对于山区地形来说，为了确保桥梁各个结构之间受力平衡，设计人员应优先选择方柱形桥墩。

3 设计办法

3.1 上部结构设计

山区高速公路桥梁上部结构常见的形式有以下三种：①连续梁桥。连续梁具备跨越能力大、行车条件较好等特点，适用于桥梁长度较大、弹孔跨径较大的桥梁。同时，这一结构也存在施工较为复杂、施工周期相对较长、成本较高等缺陷。在实际施工过程中，设计人员应结合现场状况及建设需求等来选择连续钢构梁或连续箱梁等形式来完成上部结构的设计。②简支梁板桥。简支梁板桥具备结构简单、施工方便等优势，这些特性也是这一类结构在桥梁施工中应用最为广泛的原因之一。对于本文所讨论的问题，当跨径逐渐增大时，简支梁的跨中弯矩也将随之增大，最终造成整体施工成本的增加，经济性降低。③先简支后连续梁桥。结合上文中的内容，连续梁桥与简支梁桥各有优缺点，适用范围也各不相同，而先简支后连续梁则能结合以上两种结构的优点，具体的施工方式如下：首先安装预制好的简支梁，然后在墩顶位置进行连续段的现浇施工。在这样的施工模式之下，不但桥梁整体的施工成本能得到控制，桥梁结构的整体性和行车舒适性也能得到很好的提升。对于这三种结构的选择，设计人员应结合成本预算、施工周期、施工现场状况等多项因素综合的来进行考量，进而从根本上保证山区高速公路桥梁设计方案能满足要求。

在确定好桥梁上部结构的基础之上，设计人员仍应注意以下问题：①处理好桥梁跨径与墩高之间的关系。一般来说，桥梁跨径与墩高之间的比值应在0.618～1之间，而对于山区高速公路桥梁的建设来说，由于山区地形起伏变化较为频繁，设计人员结合当地地形特点选择一种合适的跨径即可，避免由于墩高变化而频繁的改变跨径。②处理好上部构造与平面曲线半径的关系。当墩台径向布置时，曲率半径越小，内外梁梁长之间的差值就越大，而为了解决这样的问题，设计人员可以根据平面半径来对梁长进行更改。

3.2 下部结构设计

对于山区高速公路桥梁下部结构的设计来说，设计人员应从以下几方面入手来确保最终设计方案的科学性：①合理选择桥墩类型。桥墩是桥梁下部结构中最为重要的组成部分之一，而桥墩自身能否在稳定性、坚固性等方面达到要求也直接影响着桥梁整体的安全性和可靠性。从这一点来说，设计人员应结合多方面因素对桥墩类型进行选择，若桥墩高度较小，则应尽量选择柱式桥墩。在此基础之上，设计人员应对桥墩的受力状况进行分析，并结合分析结果确定墩柱与桩基之间的连接方式。

②完善桥梁基础设计。桥梁基础是桥梁下部结构中的核心构件，而针对桥梁基础的设计则直接影响着桥梁整体的运行安全，对于本文所讨论的山区高速公路桥梁来说更是如此，因此，设计人员应充分结合山区地形特点来完善桥梁基础设计。山区高速公路桥梁中常见的基础形式有桩基础和扩大基础两种，对于前者，如果当地地质条件较差，设计人员可以选择摩擦桩来保证桥梁基础在质量上满足要求。

③处理好桥墩与路幅之间的关系。为了达到减少占地、自然环保的目标，现阶段我国山区高速公路桥梁大都选择以整体式路基的形式来展开施工，下部结构一般采用双幅四柱的形式来进行设计。在设计的过程中，对于高墩长桥来说，为了减少开挖、增强边坡稳定性，设计人员可以选择双幅两柱的形式来完成对下部结构的设计。与双幅四柱的设计模式相比，双幅两柱不但能进一步节约建设成本，同时也能减少墩顶变位现象。

4 结语

综上所述，在针对山区高速公路桥梁特点进行分析的基础之上，本文首先对实际设计过程中所应遵循的原则进行了论述，并在此基础上对山区高速公路桥梁上部结构及下部结构的设计办法做了研究。总的来说，山区高速公路桥梁的建设是衡量我国公共交通体系发展的关键，而相关的设计人员则应结合施工现场状况、建设需求、成本预算、盈利目标等因素进行考量，确保设计方案的科学性和合理性。在本文内容的基础之上，设计人员应进一步通过对施工办法、施工原材料等的选择来确保实际施工过程中的安全性和施工质量。

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