山區高速公路橋梁設計方案研究

劉明艷

（江蘇交科交通設計研究院有限公司，江蘇 淮安 223003）

山區高速公路橋梁的設計是可以顯著提高地方經濟發展水平的重要措施之一，對推進山區的綜合發展有著重要作用，也是我國踐行“城鄉一體化”方向的重要舉措。但由于我國山區往往呈現范圍廣、差別大的現象，地形條件的限制較多，想要在山區建設高速公路并不是一項容易的事情。因此，對于該類建設的設計研究，應當結合各地區間存在的差異，因地制宜來制定方案，確保設計方案在質量與安全方面都能夠滿足相應的要求。

1 山區高速公路橋梁的特點

1.1 山區地形復雜

山區的地理環境對高速公路橋梁的設計影響較大，要認真勘測各類山區的地勢地貌。大多數山區地面起伏大，且坡陡，穩定性差。在設計山區高速公路橋梁時，還需要充分研究環境問題，諸如風力、水力等對橋梁可能造成的影響。

1.2 施工周期較長

由于山區地理環境的限制，高速公路橋梁的施工建設難度大。故而工程的施工周期較長，在設計方案時，一定要充分考慮到，不能拿平原高速公路施工經驗來生搬硬套。施工工序及辦法的改變、對材料的新需求等，在設計時都要仔細考慮在內，合理預估施工情況，做好相應的保障工作。

1.3 施工安全性較低

事實上，很多地方的山區高速公路橋梁的施工，都需要依靠高空作業來完成，這意味著施工工人所承擔的風險概率上升。如果不能預先考慮好隱患并在施工過程中采取相應的辦法來管控，勢必會出現很多難以承受的安全問題。

2 施工中存在的隱患

2.1 安全體系不完整

有些項目施工時，只重視工程的進度，而沒有合理考慮到安全問題。尤其是在山區環境下的施工過程，倘若安全體系不完整，不僅會延誤工程進度，還極有可能帶來人員傷亡。當下不少施工方都忽視了安全管理監督，而施工人員也沒有健全的自我保護意識，在沒有一套嚴謹、精確的保障體系的條件下，山區高速公路橋梁的任何建設都隱藏著極大的安全隱患。

2.2 隊伍綜合素質偏低

山區的高速公路橋梁施工過程頗為困難，因而對施工團隊的各方面要求都比較高。事實上，有很多施工隊伍的成員都是隨意組建，人員的綜合素質與水平根本無法達到基本標準。據有效資料統計，我國山區的施工人員大多都是農民，隊伍缺乏足夠的專業水平和安全意識。在施工過程中，不但不重視安全問題，難以預防危險，同樣無法進行規范施工，對施工質量造成不可忽視的影響。近些年來，大多數高速公路橋梁出現的重大事故，都是源于這個原因。

3 橋梁結構形式的選擇

3.1 結構體系

高速公路橋梁的設計，要充分考慮其質量與安全性，基于此，現今普遍采用的是預應力連續結構。它比直線橋有一個突出的優勢，那就是梁體存在彎扭禍合作用。曲線梁由于受到彎扭禍合的作用，會產生變形；而大縱坡橋梁，則會因汽車制動力的長期反復作用，產生沿汽車行駛方向滑移的現象。

此外，曲線和大縱坡橋的橋墩較之直線和平橋橋墩，將承受更大的水平力與附加彎矩。事實上，這種力所帶來的影響，會取決于很多方面，除了上部結構外，還取決于上下部間的約束條件。只有采用合理的結構體系，才能避免這些問題帶來的負面影響，甚至發揮出其結構優勢，增強公路橋梁的綜合屬性。

3.2 上部結構設計

目前，山區高速公路橋梁普遍使用的上部結構有如下幾種。

第一，連續梁橋。連續梁擁有行車條件好、跨越能力強等特點，比較適用于橋梁長度大、彈孔跨徑大的情況。第二，簡支梁板橋。支梁板橋擁有施工方便、結構簡潔等天然優勢，也使得它能夠在橋梁施工中被最廣泛應用。第三，先簡支后連續梁橋。上述兩種結構各有優劣，而先簡支后連續梁橋正是吸收兩者的長處，同時盡量避免其缺陷而產生的。對于以上三種結構，在選擇時應當充分結合施工成本、適用性與安全性等方面考慮，選擇最為適宜的上部結構。

除確定橋梁上部結構外，在設計過程中還需注重的問題有：第一，橋梁跨徑與墩高間的關系應妥善解決。由于山區地勢容易起伏，在設計過程中應當因地制宜，結合當地地理環境選擇合適的跨徑。第二，上部構造與曲線半徑的關系也應合理解決。當墩臺徑向放置時，隨著曲率半徑減小，表里梁梁長之間的差值會越來越大，設計過程中應當結合平面半徑對梁長進行相應地更改，從而避免出現該類問題。

3.3 下部結構設計

3.3.1 合理選擇橋墩類型

橋墩作為不可或缺的環節，選擇的合理與否將直接影響到橋梁的安全性和質量。在設計過程中，除了考慮各方面因素選擇橋墩類型外，還應當研究橋墩的受力情況，進而選定墩柱與樁基的連接方式。

3.3.2 完善橋梁基礎設計

橋梁基礎作為橋梁下部的重中之重，需要被嚴謹考慮設計?？紤]到不同山區存在環境差異，要針對其特點進行設計，一般的基礎樣式有樁基礎和擴大基礎，在考慮到各方面因素的情況下才能合理選擇。

3.3.3 解決好橋墩與路幅間的關系

當前，在山區環境下，公路橋梁的施工，為了減少占地并盡可能自然環保，普遍采用整體式路基的形式。在設計過程中，對高墩長橋而言，為提高邊坡穩定性，可以采用雙幅兩柱的形式來完成下部結構設計。

4 設計策略

4.1 做好施工前的考察工作

山區地理環境對施工考驗較大，因此，在施工前要做好充分地勘測和評估。充分了解施工點周圍的地理環境條件，可以運用GIS技術勘測地質情況，從而選擇最佳的施工路線，保障工程的整體可靠性。在地質調查的基礎上，還應當針對橋位處展開必要地鉆探工作，更加詳細充分地了解地質情況。

4.2 合理選擇施工材料

橋梁的質量與安全性很大程度上源于施工材料的性能，其中，最為重要的是鋼筋和混凝土，施工材料只有得到了保障，才能確保橋梁的使用性能可以整體提升。此外，也需要在設計過程中重視鋼筋與混凝土之間的控制關系，使其規范化、合理化。

4.3 針對性處理問題

對橋梁結構形式的選擇是設計的基礎，但還需要根據山區的具體情況展開分析。對于地震等級較高的區域，橋梁中的抗震性能就需要充分考慮；對于巖溶地區，橋梁地質的探索就顯得相當重要；對通航等級有要求，就應當充分考慮通航需要、橋墩抗船撞等問題；在寒冷環境下，抗凍性就需要作為重點。總而言之，在設計階段就要充分考慮到各方面的因素，針對性的處理各地區的不同問題，施工過程才能順利有保障。

5 結語

山區高速公路橋梁的設計對于推動山區經濟乃至全國經濟的發展，都有很大的幫助。在設計過程中要把“因地制宜”的觀念放在首位，具體情況具體分析，在選用了行之有效的設計模式的基礎上，結合環境要求進行改動，以保障公路橋梁質量與安全為目標，才能夠設計出合理的方案。