山區(qū)高速公路橋涵勘察設(shè)計(jì)

陶莎

[摘 ?要]山區(qū)高速公路是高速公路網(wǎng)中的重要部分，建設(shè)比重越來越大，對水土保持和環(huán)境保護(hù)的要求也會(huì)越來越高。山區(qū)高速公路橋涵勘察設(shè)計(jì)是堅(jiān)持“可持續(xù)發(fā)展”的理念，本著實(shí)用、施工方便、環(huán)保、美觀、經(jīng)濟(jì)等原則開展工作的，它為后期的工程建設(shè)提供了第一手的地質(zhì)資料，是施工的根本。本文主要分析了橋涵構(gòu)造物的勘察方法與側(cè)重點(diǎn)和橋涵布設(shè)的側(cè)重點(diǎn)，希望能給相關(guān)人員提供一定的幫助。

[關(guān)鍵詞]山區(qū) ? 高速公路 ?橋涵 ?勘察設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：D575 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0042-01

山區(qū)高速公路地質(zhì)條件、地形均很復(fù)雜，構(gòu)造物多，公路橋涵的勘察設(shè)計(jì)在工程中起到了龍頭作用，決定了公路橋涵的環(huán)境效益、社會(huì)效益、投資效益。正確把握前期的勘察設(shè)計(jì)可以降低后期的設(shè)計(jì)施工難度，要正確把握勘察設(shè)計(jì)的理念。本文主要分析了橋涵構(gòu)造物的勘察設(shè)計(jì)方法與側(cè)重點(diǎn)和橋涵布設(shè)的基本原則，希望能給相關(guān)人員提供一定的幫助。

1.橋涵構(gòu)造物的勘察設(shè)計(jì)方法與側(cè)重點(diǎn)

山區(qū)高速公路地質(zhì)條件、地形、地貌條件復(fù)雜，橋涵構(gòu)造物的設(shè)計(jì)質(zhì)量與外業(yè)的勘察設(shè)計(jì)有緊密聯(lián)系。

1.1 特大、大中橋勘察

布設(shè)特大、大中橋橋孔應(yīng)該要考慮水文計(jì)算要求和路線平縱橫協(xié)調(diào)配合，重要的跨河（谷）橋要進(jìn)行橋位多方案的比選。墩臺(tái)位置的橫坡變化較大，應(yīng)分階段有所側(cè)重。如果進(jìn)行線位微調(diào)可以明顯縮短橋孔時(shí)，要及時(shí)反饋調(diào)整意見給線路設(shè)計(jì)人員。實(shí)際上，線位的反復(fù)調(diào)整可以減少山區(qū)高速公路構(gòu)造物的數(shù)量，降低對環(huán)境的破壞程度。其次，采取綜合地質(zhì)勘察方法獲取構(gòu)造物兩階段設(shè)計(jì)的地形數(shù)據(jù)。山區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，初測應(yīng)該采用綜合地質(zhì)勘察方法，包括調(diào)繪、地質(zhì)遙感、槽探、鉆探及物探等。定測階段以地質(zhì)鉆探為主，槽探、物探為輔。遇到巖溶等不良地質(zhì)地段，應(yīng)視構(gòu)造物的重要程度加強(qiáng)橋梁鉆孔的深度，施工圖的定測階段要逐樁布置鉆孔。地勢陡峭的地段應(yīng)在橋墩、橋臺(tái)處設(shè)橫向物探線，搞清潛在的地質(zhì)變化。高填土區(qū)涵洞通道可采用手搖鉆等常規(guī)手段，如果承載力明顯不足、覆蓋層較厚應(yīng)布設(shè)一定數(shù)量的鉆孔。

1.2 小橋涵勘察

涵位和孔徑是山區(qū)公路小橋涵布設(shè)的重點(diǎn)。涵位布設(shè)要方便排水，基礎(chǔ)、進(jìn)出口的工程量要盡量少。山區(qū)的特殊地貌導(dǎo)致積水時(shí)間短，流量集中，不需要額外預(yù)留過水空間。孔徑的推算途徑很多，比如地方水文公式，一般應(yīng)該大于1.5m。如果是泥石流地區(qū)，則孔徑應(yīng)該適當(dāng)加大。

1.3 分離式立交和通道的勘察

堅(jiān)持“可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計(jì)理念，充分考慮人民群眾工作生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，發(fā)揮分離式立交和通道的綜合功能。詳細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)厝嗣癯鲂星闆r，預(yù)測今后地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，預(yù)留發(fā)展空間。林區(qū)路段要特別考慮進(jìn)出口的設(shè)定，方便防火防災(zāi)、運(yùn)輸木材等。

2.布設(shè)橋涵的基本原則

初步設(shè)計(jì)階段要考慮橋位處的地質(zhì)、地形和水文情況，從施工、使用功能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、美觀等幾方面評價(jià)橋位、橋型方案設(shè)計(jì)的合理性。施工圖設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步調(diào)整、優(yōu)化布孔方案，選擇合理的橋墩、橋臺(tái)型式，根據(jù)構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)和施工特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證方案的安全性和經(jīng)濟(jì)性。隨著路線方案研究的不斷深入，構(gòu)造物布設(shè)方案要及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。

2.1 山區(qū)橋梁的安全性

橋梁安全性從構(gòu)造物本身的強(qiáng)度、耐久性、穩(wěn)定以及全壽命周期的營運(yùn)安全度幾個(gè)方面來體現(xiàn)。山區(qū)高速公路橋梁采用的橋墩一般較高，為了加強(qiáng)橋梁整體結(jié)構(gòu)的縱橫向穩(wěn)定和提高行車的安全舒適性，一般采用先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)。

枯水季節(jié)和洪水季節(jié)的山區(qū)河流流量差異大，洪峰來臨時(shí)，橋墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定受到泥沙石等攜帶物的巨大威脅，因此，不宜把橋墩設(shè)置在谷底。在保證經(jīng)濟(jì)合理的情況下，較大跨徑的橋梁形式可以提高橋梁安全。

高烈度地震區(qū)的橋梁不僅要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的強(qiáng)度和變形能力，還要采用高阻尼橡膠支承、鉛芯橡膠支承等隔震裝置。

2.2 山區(qū)橋梁的適用性

橋梁是跨越公路（鐵路）本身、河流、不良地質(zhì)地段或重要工程的空間構(gòu)造物。堅(jiān)持“可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計(jì)理念，充分考慮人民群眾工作生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，發(fā)揮山區(qū)橋梁的綜合功能。把握好一座橋梁的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，理解其個(gè)性特點(diǎn)和功能是橋梁布孔的關(guān)鍵。

（1）一般情況，山區(qū)河流沒有通航要求或通航要求不高，設(shè)計(jì)前一定要認(rèn)真調(diào)查。一般橋梁控制跨徑或橋長的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是設(shè)計(jì)水位或流量，但是山區(qū)橋梁高度較高，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是河流沖刷對橋墩基礎(chǔ)的影響和經(jīng)濟(jì)跨徑的選擇。

（2）在山區(qū)，生活用水、農(nóng)田灌溉都離不開水庫，如果路線無法繞避水庫則應(yīng)布設(shè)大跨徑或者特殊跨徑的橋梁，橋墩與坡腳間應(yīng)該留有足夠的施工空間。橋墩不宜布置在堤壩坡面或坡腳上，否則會(huì)留下施工安全隱患，影響汛期防洪。庫區(qū)內(nèi)不要設(shè)置過多的橋墩，以免增加施工難度，造成水庫資源受污染。此外，布孔時(shí)要避讓水庫暗泄洪道。排水系統(tǒng)要集中排水，修筑污水處理池，避免運(yùn)營階段污染水源。

（3）跨越公路和鐵路時(shí)要根據(jù)公路和鐵路的交角、技術(shù)等級和遠(yuǎn)景規(guī)劃等確定跨徑、凈空及交叉形式，并考慮施工干擾問題。在保證經(jīng)濟(jì)合理的情況下，盡量選擇高速公路上跨;如果交叉角度較小，可以采用門架墩、獨(dú)柱墩等形式給擴(kuò)建和改建地方道路預(yù)留空間;下穿立交橋要考慮使用功能和美觀要求。

（4）協(xié)調(diào)和改移通訊光纜的工作量大，費(fèi)用高，應(yīng)該盡量避免干擾光纜。確定橋梁的跨越方案時(shí)，橋臺(tái)、橋墩與光纜之間要留有足夠的保護(hù)空間。

2.3 山區(qū)橋梁的美觀、協(xié)調(diào)性

橋梁設(shè)計(jì)在滿足使用功能和結(jié)構(gòu)安全的前提下，要考慮視覺效果，保證造型的美觀。

（1）跨徑搭配。先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的裝配式橋梁，跨徑應(yīng)連續(xù)勻稱過渡。非一孔跨越的特殊跨谷橋梁，邊中跨搭配應(yīng)該符合黃金分割原則，這樣的橋梁不僅結(jié)構(gòu)受力合格，視覺上也富于韻律美和節(jié)奏感。

（2）橋梁下構(gòu)。橋墩沿橋軸方向的主視覺效果應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。一般來說，同一座橋梁的橋墩形式應(yīng)該統(tǒng)一。四或六車道高速公路橋墩的墩高小于35m時(shí)，應(yīng)該盡量采用雙柱式橋墩，根據(jù)墩高大小考慮是否要加設(shè) 1～2 道系梁。如果地形起伏不大，盡量把系梁放在同一層面以求美觀。如果地形起伏大，要結(jié)合地形變化設(shè)置系梁。橫坡較陡時(shí)，應(yīng)該盡量采用獨(dú)柱墩。

當(dāng)墩高大于35m時(shí)，根據(jù)具體墩高和橋跨決定橋墩形式，可提高橋墩的穩(wěn)定性和安全性。隨著墩高的變化，可以調(diào)整壁厚改變墩身剛度，提高結(jié)構(gòu)的受力性能。從視覺效果上分析，橋梁的墩高和跨徑的比值應(yīng)該符合黃金分割定律。

（3）與環(huán)境相協(xié)調(diào)。高架橋橋梁范圍應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)新的高邊坡硬防護(hù)，建立生態(tài)景觀，體現(xiàn)人工和自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。填方路段，不宜采用全斷面混凝土硬質(zhì)防護(hù)形式的錐坡，應(yīng)該適當(dāng)?shù)胤啪忂吰拢谄履_種植繁殖力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)的灌木，在坡頂、坡面植草。隧道口等銜接處或挖方路段，應(yīng)該適當(dāng)修飾混凝土墩、臺(tái)表面，以求隱蔽。

3.結(jié)束語

山區(qū)高速公路是高速公路網(wǎng)中的重要部分，建設(shè)比重越來越大，對水土保持和環(huán)境保護(hù)的要求也會(huì)越來越高。山區(qū)高速公路橋涵的勘察設(shè)計(jì)是堅(jiān)持“可持續(xù)發(fā)展”的理念，本著實(shí)用、施工方便、環(huán)保、美觀、經(jīng)濟(jì)等原則開展工作的，它為后期的工程建設(shè)提供了第一手的地質(zhì)資料，是設(shè)計(jì)的靈魂和施工的根本。勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合山區(qū)高速公路的特點(diǎn)，抓住項(xiàng)目重點(diǎn)，把握好規(guī)律，積累經(jīng)驗(yàn)，提交符合質(zhì)量要求的勘察成果。

參考文獻(xiàn)

[1]公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98）[S].

[2]鄭景凡.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)問題[J].公路與汽運(yùn)，2008，05.

[3]曾照亮，程濤.山區(qū)高速公路橋涵勘察設(shè)計(jì)[J].中國水運(yùn)，2008，09.