山區高速公路橋梁設計關鍵問題論析

蔣成義

摘 要：隨著社會經濟的發展，山區的高速公路橋梁需求更大，也對高速公路橋梁的質量提出了更高要求。高速公路的設計質量對高速公路的施工質量和運營情況有直接影響，文章將對山區高速公路橋梁設計中的關鍵性問題進行論析，為提高山區公路橋梁的設計質量提供一些參考和建議。

關鍵詞：山區；公路橋梁；設計；問題；策略

中圖分類號：U448.14 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0125-01

我國是地大物博、地形復雜多樣的國家，丘陵山區占國土面積的70%以上，所以山區的高速公路橋梁建設是國家交通建設的重要部分。山區高速公路橋梁設計的關鍵性問題是如何充分利用山區的水文地質、地形、自然生態環境，最大限度的發揮公路橋梁的使用功能，同時和自然環境相適應，保護山區的自然環境。

1 山區公路橋梁的特點和設計原則

山區高速公路的設計首先要考慮公路網的規劃，設計項目在路網中的地位和承擔的作用，以高速公路的使用任務、功能、遠景交通結合充分考慮高速公路的設計。山區高速公路設計時，面對的關鍵問題是山區的自然地理環境和工程地質條件，所以必須在充分勘察地形、地質、水文、自然環境的基礎上設定施工路線和方案、選擇施工工藝、擬定技術標準。另外，山區的高速公路路網設計應充分考慮高速公路與交通源的聯系，附近的拆遷、改建、占地等工程，以及公路施工時的取水、取土、棄土方案。山區高速公路設計時，必須充分考慮自然生態的破壞程度，在保證高速公路的功能的同時最大限度的保護生態環境，所以設計時須考慮生態植被的恢復方案。概括起來山區高速公路的設計要遵循“結構安全，使用舒適，經濟性好，施工養護容易，造型優美與自然相協調。”的原則。

我國山區高速公路面臨復雜的地勢、構造物，所以高速公路工程中橋隧工程占了很大比重，有點甚至高達70～80%，所以橋梁設計的成功對整個高速公路工程的成功十分重要。山區高速公路水文地質條件復雜多變，地面高差大、橫坡坡陡，可能出現巖溶、滑坡、泥石流、崩塌等不良地質問題，設計時需考慮的因素較多，如路線的平縱橫、斜彎橋問題、半邊橋、高檔墻、高墩大跨徑橋設計方面的問題等。此外，山區高速公路橋梁也面臨很多溝壑上設置橋梁的問題，所以涵洞、通道、小橋等小型構造物是山區高速橋梁設計中的一大重點。總而言之，山區高速公路橋梁設計時除了保障橋梁自身的結構設計安全外，還應綜合考慮不良地質、水文、平縱、彎坡斜橋等問題，橋梁設計時要特別注意強風荷載、雪荷載、凍脹力、水力等對橋梁產生的影響。山區高速橋梁涵蓋了幾乎所有的橋梁類型，復雜多樣，多以設計時必須遵循一切從實際出發，因地制宜的原則。

2 山區公路橋梁設計的幾個關鍵問題

山區高速公路橋梁面臨復雜的水文地質條件，橋梁比重大，并且高速公路設計時會遇到的問題橋梁設計也會遇到，另外，山區高速公路橋梁彎坡橋多，高墩大跨多，墩臺形式多，所以設計時必須充分協調好橋梁各細部構造與地形地質之間的關系。將高速公路橋梁設計分為上部結構、下部結構、基礎設計三方面來淺析。

2.1 上部結構設計時的關鍵問題

山區高速公路設計時遇到要設置的橋梁，常見的跨徑橋梁占絕大多數，特殊大跨徑橋梁較少。跨徑橋梁的設計一般要造價經濟、標準化、施工方便、預制裝配化結構。大橋、中橋采取的跨徑一般為50m、40m、35m、30m、25m、20m、16m；中橋、小橋標準跨徑為16m、13m、10m、8m、6m。上部結構的選擇上，主要有空心板、預制T梁、預制小箱梁等，預制小箱梁更適宜35m、40m、50m的橋梁，20m跨徑以下的，用空心板截面的橋梁更經濟實惠，30m、40m、50m截面的橋梁用T梁更能滿足受力情況。如果截面在25m～35m之間，一般采用小箱梁，某些施工工藝成熟的地區也可采用T梁截面。

2.2 下部結構設計時的關鍵問題

下部構造設計主要指橋梁墩臺的設計。常見的橋墩一般小于40m，大多柱式墩或Y型薄壁墩。柱式墩有圓柱形的，有方形的，圓柱形銜接方便易控制，平原地區用的比較多，方形與上梁協調，美觀，抗彎度、剛度、受力都比圓柱有優越性，但是施工時要增設樁帽，工程量增多，而且不利于山區橫坡較陡地區施工的穩定性。Y型墩施工比較復雜，墩高不高時一般不采用。山區地面橫坡的差異較大時、墩高較高時，一般采用Y型墩。高速公路橋梁橋墩設計時，一般橋墩主要考慮強度，高橋墩時，更要考慮穩定性。

山區高速公路橋臺一般為重力式型臺、肋式臺、柱式臺。高度在10m以內的采用U型橋臺，填土范圍為4～10m；樁柱橋臺一般用于后臺填土不高時，填土高度小于5m。埋置式肋式臺適用范圍廣，但高度不應超過12m。

2.3 基礎設計時的關鍵問題

山區高速公路橋梁中，最為常用的基礎為樁基礎和擴大基礎。如果地質條件良好，選用擴大基礎為宜。地質情況較好時用嵌巖樁，較差時用摩擦樁。山區高速公路橋梁設計時，受當地理地質條件的影響非常大，有時候，即便是同一座橋的相鄰橋墩，也可能不處在相同的地質構造上，需要另設基礎，所以，山區高速公路橋梁的基礎設置時，要充分根據具體橋墩位置的具體地質情況進行具體設施，防止橋位處出現斷層、巖溶、軟弱夾層等不良地質對基礎的穩定性產生影響，提高基礎設置的整體穩定性和協調性。

3 結語

隨著山區經濟的發展和現代化進程的加快，山區高速公路的需求更大、要求更高，所以必須提高山區高速公路的設計質量。山區高速公路設計中，橋梁占了很大比重，把握好山區高速橋梁設計的關鍵問題對山區高速公路的整體設計質量至關重要。文章從山區高速公路橋梁的特點、設計原則出發，分上部結構、下部結構、基礎結構三個方面分析了高速公路橋梁設計中的關鍵問題，對提高山區高速公路橋梁設計質量具有重要指導作用，文章的研究具有一定價值。

參考文獻

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