關于山區橋梁設計要點研究

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

山區橋梁的建設首先要考慮的就是安全性問題，必須要保證在今后的使用過程中能夠滿足日常的功能需求，其次要綜合考慮舒適性，經濟型和美觀等方面的要求，結合環境因素進行合理的選址，選型，以達到對山區公路建設的目的。

一、山區橋梁建設要求

安全性：因為山區大多數情況下是氣候、地形是很復雜的，在山區橋梁的設計必須能夠適合山區環境特點，保證結構安全、行車安全。

舒適性：地形的復雜不只是會影響安全性的問題，地面的不平坦，彎道的角度以及個數，坡度的大小，視距的長短同樣也會影響到行車舒適性的問題，對駕駛員產生駕駛負擔，在設計中我們應該適當的考慮。

經濟性：在大多數的山區橋梁建設中，會出現材料輸送困難，邊坡處理困難，施工過程危險且很艱難的問題，但隨著我國公路橋梁建設的技術不斷提升這些困難都能夠得到有效的解決，但是建設成本依然巨大。由于山區經濟還較弱，所以考慮到經濟性的問題，我們應該在保證施工安全以及結構安全的情況下優先選擇較為經濟的方案。

二、設計要點

綜合結構的安全性、舒適性以及經濟性，對于山區橋梁的建設，提出一些在橋梁設計中需要考慮的一些要點因素。

(一)橋梁的選址問題

橋梁選址主要受到水文，地形、地物和地貌，工程地質的影響，應當根據實際情況綜合考慮。主要考慮的有：①當需要跨水庫橋位時，應該盡量的選擇跨越水庫面較小、沉積泥沙較少、冬天不會出現結硬冰塊的地帶。②跨越溝谷時應該盡量做到不去布設橋墩，或者盡量少的去布設橋墩。③橋位應當盡量遠離泥石流地區。④橋位選擇應該符合水文，選擇的河道應該順直，平穩且能夠將計算流量大部分通過。⑤橋位選擇應當結合當地的地形地貌，不宜對環境有過多的影響。⑤在設計過程中應該選擇構造簡單的地段保證橋梁的安全。⑥橋梁選址要選擇較小的橋梁高度，特別是在水文地質較差的地段更要小心對待。

(二)山區橋梁橋型的選擇

總的來說山區橋梁的設計跟一般橋梁所要求的也沒有太大的不同，都是要結合經濟、安全、舒適性、美觀、環境等因素綜合來考慮的，設計中為了降低工程量和不必要的麻煩我們還要做到因地制宜、就地取材、所設計橋梁與環境關系是否良好等一系列的要求和原則。

(三)通航凈高、凈寬尺度，河槽以及橋孔跨徑的計算

《內河通航標準》中提到，根據不同的航道凈空高度、寬度等級去設定航道的凈空高度和寬度。

對于河槽以及橋孔跨徑的計算，這里只引用當流水面寬大于流水平均深度10倍時的簡化計算公式，因為在計算河灘、河槽的流速回力半徑可用河灘、河槽的平均水深代替，濕周用水面寬代替來簡化計算，當然也是基本能夠滿足要求的。

(四)橋身的設計

1.墩臺的設計

(1)根據許多山區公路橋梁設計的經驗,墩高和跨徑的選擇一般是遵照以下原則:①當最大墩高H≤10m時,選用25m跨徑;重力式、雙柱式橋墩;②當最大墩高10m25m時,選用40m以上跨徑的連續剛構、連續梁,薄壁墩。

(2)橋臺具有多種形式，主要分為重力式橋臺、輕型橋臺、框架式橋臺、組合式橋臺、承拉橋臺等。具體的選擇應該根據實際工程，地質條件做出合理的選擇。

2.橋梁樁選擇

由于在山區橋梁中本身不需要承受太多的荷載，所以常用摩擦樁。下面介紹的是摩擦樁的承載力計算方法和山區橋梁水流沖刷對橋梁樁的影響。

式中,Qi、Fi分別為矩形樁入土部分4個側面各自承受的總側壓力及各個側面與巖土體間平均最大靜摩擦系數。實際計算時,重度γ、最大靜摩擦系數f為按樁穿過的各個土層厚加權的平均值。比如,樁共穿過n個性質不同的土層,每個土層的厚度為dj、重度為Yj、最大靜摩擦系數為fj,則

Y=∑(dj×Yj)∑djfi=∑(dj×fj)∑dj

(2)山區橋梁水流沖刷對橋梁樁的影響

單樁橋梁樁基礎面臨著受雨水沖刷的影響，可能大大降低其使用壽命。本文僅淺談橋梁水流沖刷，下面給出流水對橋梁的沖刷深度計算公式，對于水流對橋梁的沖擊力可以參考流體力學中的公式。

在設計時要注意墩臺埋置深度，考慮沖刷時(本文只介紹一般沖刷且為非粘性土的情況)墩臺埋置深度為：hs=Δh+hp+hb

一般沖刷，橋孔壓縮水流，橋下的流水速度增大，造成橋下斷面河床的沖刷的計算公式為：

式中，hs=Δh+hp+hb-是一般沖刷深度：Qcp—橋下河槽部分的計算流量；ε—單寬流量集中系數；H-平灘水位時的斷面平均水深；E-為與汛期含沙量有關的系數。

三、結論

目前，我們國家越來越重視對山區公路橋梁設施的建設，這是一個不可阻擋的趨勢。我們國家在橋梁方面的技術人才越來越多，橋梁技術也越來越成熟，許多山區橋梁的施工困難和設計困難都能夠得到有效的解決。本文也反復提到山區的地形是復雜的，在設計中絕不可節約一點成本，而不去實地探查，照搬別人的東西，必須做到建設出來的橋梁有足夠的安全性，能夠與環境相適宜，這才是我們應該建設的山區橋梁。只有真正的去了解當地的實際的情況，判斷在施工和今后使用的過程中可能會出現的困難，并且提出相應的措施，滿足橋梁在日常使用中的功能需求，才能設計出適合當地山區的橋梁，這樣才能為山區的公路建設提供便利，保證安全。