試析山區路橋標準化設計要點

顧春艷

摘 要：近年來，我國對山區的開發力度越來越大，更加重視山區路橋工程建設。但就山區自身來講，因其具有較為復雜的地理環境，因此對施工技術要求更高。在正式施工前，必須做好山區路橋標準化設計，保證施工方案的合理性、完整性，有效解決施工過程中的各類問題，保證順利完成山區路橋施工。

關鍵詞：山區施工；路橋標準化；設計要點

中圖分類號：U445 文獻標志碼：A

1 山區路橋標準化設計原則

山區路橋設計的原則為安全性、可操作性、舒適性及可行性。在標準化設計過程中，必須對路橋外形的美觀性、生態效益及經濟效益等因素進行充分考慮。因山區具有較為復雜的地理條件，為確保路橋施工的安全，必須對邊坡是否穩定進行充分考慮，避免對橋墩、路基造成影響。因山區多洪流災害，或具有較為脆弱的生態環境，為避免洪水、山石滾落、泥石流等損壞橋梁，必須做好加固措施，以此提高橋梁結構的穩固性。與此同時，為提高工程的整體生態效益，合理控制工程的造價，在預制構件設計時，必須選取標準跨徑，如具有較高橋墩，則可通過跨徑增大的方式，滿足節省成本的目的。或選取無支架施工設計，這樣才能降低對附近自然環境的影響。

2 山區路橋標準化設計要點

2.1 地段選擇

對山區路橋設計而言，地段選擇極為關鍵。要求必須對地形因素進行充分考慮，在建設過程中，詳細勘察附近的地形，避開施工困難較大的地段，如實在無法避開，需采取行之有效的措施進行改善與處理。同時，在公路施工環節，必須對路橋建設投入資金、社會效益進行全面考慮，這樣才能確保路橋建設的可行性。

2.2 路橋銜接方式

山區地形特點為起伏大、地勢陡峭等，為此，在路橋設計時，一般都會將橋頭高度控制在3m以內。如施工路段具有較為平緩的地勢或路線具有較小縱坡時，可適當增加橋長。如無法進行橋臺高度調節，橋頭填土高度可適當增加，從而合理控制橋梁規模。在橋梁連接時，最常見的為U型結構，但具體操作時，“U”型結構施工具有較大難度，因此必須做好各項處理工作，避免損壞當地地質條件，防止地質災害發生。

2.3 橋梁選型要素

在橋梁選型過程中，必須對所有結構力學條件加以考慮，從根本上保證橋梁空間結構形式與設計原理、橋梁功能特性相符。橋梁選型是否合理，不僅會影響橋梁的美觀性、造價及功能，還會對橋梁整體質量產生嚴重影響。為此，必須嚴格按照施工現場實際情況，在設計時，充分考慮橋梁所在曲線半徑，通常來講，曲線半徑越大，地勢相對較為平緩，此時可選取簡支梁橋設計，選取活動模板，可實現模板長度自由轉變，對其預支長度進行合理調節，也就是說，可重復多次使用一套模板，盡可能降低工程造價。如20m為施工地帶的跨徑，設計時可選取小箱梁，以20m～40m為跨徑范圍，設計時可選取T形梁。當曲線為小半徑的情況下，則可進行加寬設置。

2.4 橋跨布置要素

橋梁布設也被稱作橋梁孔跨布設，設計過程中，必須對施工技術、載荷、水文氣象等要素進行充分考慮，如能夠很好地布設橋跨，就能夠達到工程造價降低的作用，并能夠縮短施工工期。如需具備排洪作用，需對橋梁具體跨度進行分析，確保排洪面積與設計要求相符。對上跨道路而言，下穿道寬度、位置對其影響較大。在橋梁總跨徑確定的前提下，必須嚴格按照實際水流情況，進行準確分孔。通常情況下，不斷增加橋梁跨徑，也會增加其孔數，這就必須提升橋梁上部工程造價，因此必須對各方面因素進行充分考慮，保證方案設計的合理性、科學性。

2.5 影響結構的外力因素

在車輛運行環節，影響較大的因素是大縱坡與長縱坡，此類因素將會降低汽車的制動性，如選取多梁式上部結構則會具有極差的自身平衡能力。同時，因曲線橋離心率的作用，相比內梁沖擊系數，外梁沖擊系數要高出許多，這種情況下下部結構的反作用力就會喪失。為此，在大縱坡、長縱坡設計時，應對沖擊力、制動力進行準確計算，并對結構自身的基本頻率進行綜合考慮，通過結構進出頻率，對其結果再次進行分析、確定。

3 山區路橋設計的具體形式

3.1 山谷橫跨高架橋

對于橋梁上部結構存有型梁與空心板時山谷橫跨高架橋的主要形式。對大多數大橋及特大橋梁而言，往往都會選取連續梁、鋼構體系，以便橋梁通行。而選取空心板體系用于中小橋梁，此類結構成本少，可有效降低工程投入。此外，在相同合同段內，往往不得選取多種跨徑混合使用，避免在周轉使用時，影響預置模板。

3.2 跨河橋梁

在跨河橋梁設計時，制定的設計方案，必須與施工現場的實際情況相結合，尤其是水文情況。一般可分兩點分析：第一，河流無須通航，設計此類橋梁時，較為簡單，成本低。但設計時必須具備協調的上下部橋梁結構，橋墩需與人工構造物隔離，進行橋墩數量的合理設計，最大限度地降低橋墩個數，確保能夠和水流方向相交。第二，如河流須通航，應先進行通航等級、水位等級的確定，隨后進行橋梁設計，且在設計時對通航、排洪要求進行綜合考慮。如河流具有較高通航等級，則結構可選取連續箱梁、大跨度鋼構箱梁等，如具有較低河流通航等級，則橋梁結構可選取簡單的T型梁結構、空心板結構。

3.3 跨橋線

設計過程中，具有較高分離式跨橋線的安全性要求，但會對整體外觀審美影響較大。對部分重要路橋來講，一般不會選用分離式形式。在橋梁設計、建設時，不僅要與人們出行、交通運輸要求相符，還要滿足審美、藝術需求。

4 山區路橋標準化設計的應用

本文以山區公路中等跨徑橋梁為例，在充分考慮地形、施工技術等因素的前提下，橋梁跨徑多選取20m～50m。在設計時，應做到以下幾點：

4.1 路橋配合需適宜，選取施工期間破壞環境最小的方案，山區公路往往順著陡坡定線，因此，必須盡可能降低橋墩數量、基礎開挖，防止對陡坡生態平衡造成嚴重影響。

4.2 基于經濟、適用、安全等條件，盡量選取標準化、系列化、經濟化的橋型，保證預制裝配施工科學、合理。要求施工必須具備安全吊裝、便于安裝、剛度適中等特點，可選取T梁。

4.3 在對行車舒適性、山區高墩橋梁養護難等因素進行綜合考慮的基礎上，選取的墩梁固結結構形式應具有連續性強、養護少等特點。一般20m以上墩高可選取的橋梁結構為墩梁固結形式，20m以內墩高可選取的結構類型為連續梁。連續—剛構混合體系通常用于彎、坡橋。

4.4 根據橋梁美學原則，跨徑和墩高關系可選取的比值為0.618～1.00，最具有經濟性。一般情況下，往往可選取一種標準跨徑或不多于兩種跨徑。基于經濟性原則，跨徑與墩高的關系見表1。

墩高在45m以上時，采取50m的“T”梁高跨較為合理，但因50m預制“T”梁具有較大起吊重量，高空吊裝具有極大難度，且極為危險，因此無特殊規定，無須選取該形式用于山區，可選取40m的“T”梁用于設計。墩高50m～60m時，應與地形具體情況相結合，選取40m“T”梁用于施工。

4.5 選取分幅雙柱墩用于下部結構，當地面橫坡在25°以上的情況下，可選取矩形墩、薄壁墩作為設計類型，一般選取的樁基礎具有較大直徑。樁基礎位于斜坡位置，計算樁基埋設土內的深度時，必須對其安全性進行充分考慮。當樁基礎為嵌巖樁，應按照地質狀況，合理確定樁中心和巖層斜坡面之間的水平距高，進而保證嵌巖深度合理。

4.6 選取彎梁直做的方式用于曲線橋，且在10cm以內控制各跨、各幅及同幅各片預制梁長級差，盡量減少預制梁長所選類型，不足部分調整梁長時可在結構連續或剛構位置墩頂的現澆連續段進行，也可利用封錨段長度在墩頂伸縮縫位置合理調整具體梁長。除此之外，橋臺位置則通過橋臺臺口線旋轉一個微小角度做好調整處理，進而確保能夠選取相同尺寸的橋臺孔各片預制梁長。利用翼緣板傾斜和超高值相同的方法滿足超高路段預制梁設計要求。

結語

綜上所述，伴隨社會經濟的高速發展，山區路橋建設愈加重要。因山區具有較為復雜的地形、地質、水文等條件，進而增加了設計難度，為此在具體建設施工環節，必須因地制宜，結合當地實際情況，基于經濟性的原則，合理選取設計方案，提高設計的合理性、科學性，只有這樣才能掌握山區路橋標準化設計的要點，才能提高山區路橋施工的整體質量。

參考文獻

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