胡 輝 , 方 艷

（1.南昌市公路橋梁工程處，江西南昌 330000；2.江西省高速公路投資集團有限責任公司，泰和管理中心，井岡山機場所，江西吉安 343700）

1 山區(qū)高速公路橋梁的特點

山區(qū)高速公路的特點首先是山區(qū)地形復雜，表現(xiàn)為地表高差大、變化頻繁、橫坡陡等；其次是山區(qū)地質(zhì)復雜，山區(qū)除了平原區(qū)的軟土、鹽漬土、液化土、巖溶、采空區(qū)等不良地質(zhì)外，還有崩塌、滑坡、泥石流等災害地質(zhì)，且分布范圍廣；此外，山區(qū)水系眾多，水文條件復雜；最后，山區(qū)高速公路的修建，還需著重考慮山區(qū)的自然環(huán)境，正確的處理技術(shù)標準與自然環(huán)境的關(guān)系，以最大限度的保護區(qū)域自然環(huán)境。山區(qū)地質(zhì)條件復雜惡劣，導致橋梁基礎設計繁雜。橋梁結(jié)構(gòu)的選取也至關(guān)重要，常見的結(jié)構(gòu)為鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。

2 山區(qū)曲線預制梁橋梁、板布設問題

預制結(jié)構(gòu)橋梁就是將橋梁的梁、板等上部結(jié)構(gòu)先行預制好后，直接架設到橋梁的下部結(jié)構(gòu)上。預制結(jié)構(gòu)設計簡單，施工方便快捷，可以從設計到施工上批量生產(chǎn)，是一種造價較低而又高效的設計方案，因而成為了西部欠發(fā)達地區(qū)山區(qū)高速公路橋梁設計的首選方案。然而，預制結(jié)構(gòu)橋梁在其省錢而又高效的同時，也有一定的局限性。預制結(jié)構(gòu)橋梁的上部結(jié)構(gòu)理論上來說必須是標準長度跨徑；預制結(jié)構(gòu)梁、板全都為直線結(jié)構(gòu)，然而，山區(qū)高速公路橋梁中直線結(jié)構(gòu)橋梁很少，大部分均為彎橋。因此，如何把直線預制的梁、板布設到平曲線上成為了預制結(jié)構(gòu)在山區(qū)高速公路橋梁架設中的又一重要問題，主要有墩臺等角度布置和各墩臺平行布置兩種方式。

2.1 墩臺等角度布置

墩臺等角度布置結(jié)構(gòu)的橋墩中心線與橋臺中心線交點處的切線所成角度均相同，橋墩與橋臺的中心線互不平行，各橋墩蓋梁長度全部相同。墩臺等角度布置通常為等90°布置即徑向布孔。

墩臺等角度布置時，內(nèi)外梁梁長不相等，一般通過等梁長法和變梁長法來解決。等梁長法適用于曲線半徑較大的情況，將預制梁預制成標準跨徑等梁長，而梁長的變化則通過現(xiàn)澆梁端長度或連續(xù)梁現(xiàn)澆中橫梁的寬度來調(diào)整。當曲線半徑較小時，內(nèi)外弧差較大，導致內(nèi)外梁長度差別較大，此時采用變化預制梁長度的方法來適應曲線引起的梁長變化，也即變梁長法。變梁長法雖然設計簡單，但施工難度較大，因此，設計時應盡量采用等梁長法。

2.2 各墩臺平行布置

各墩臺平行布置時，各孔預制板長度相等，但由于板端角度不同，墩、臺長度不一致，使得設計和施工相對復雜。

墩臺平行布置通常有按直線布板和按折線布板兩種方式。按直線布板時，橋墩中心線與橋梁中心線所成角度相同，各橋墩中心線互相平行，直線布板設計和布板方便簡單，但采用這種方法需要犧牲平面線形的曲線協(xié)調(diào)性，因而只是用于長度較短且曲線矢高不超過20cm的中、小橋。按折線布板時，橋墩中心線與橋梁中心線所成角度各不相同，各橋墩蓋梁長度各不相同，上部結(jié)構(gòu)板長相同，每孔內(nèi)預制板角度相同但各孔板角度均不同。折線布板適用于曲線矢高大于20cm的情況。

3 山區(qū)高墩橋梁下部柔性高墩設計問題

受山區(qū)復雜地形及公路線形的影響和制約，山區(qū)公路橋梁大部分為高墩、大跨橋的結(jié)構(gòu)，然而，隨著橋梁跨度的增大，橋墩的截面尺寸也需相應增加，這必然使得橋梁下部結(jié)構(gòu)的工程量增大，工程造價增高。為了減少工程材料，降低工程造價，近年來提出了柔性橋墩的設計方法，柔性橋墩在實現(xiàn)橋梁下部構(gòu)造輕型化的同時，還能減少水平外力對橋梁上部結(jié)構(gòu)的影響。

柔性高墩結(jié)構(gòu)的計算方法為集成剛度法。集成剛度法把單層連跨結(jié)構(gòu)逐跨濃縮為兩端具有抗推(拉)的彈性支承的單跨結(jié)構(gòu)，從而使得計算量大大減少。結(jié)構(gòu)抗推（拉）的剛度可用彈簧表示，剛度的集合，可用若干串、并聯(lián)在一起的彈簧模型模擬。連續(xù)梁橋的橋墩與其支座的集成剛度可認為是串聯(lián)關(guān)系，而各個橋墩之間的集成剛度是并聯(lián)關(guān)系。

4 山區(qū)橋梁基礎設計問題

橋梁基礎的設計對整個橋梁的質(zhì)量和正常使用起著決定性的作用。山區(qū)公路橋梁的墩臺基礎形式主要有鉆孔樁基礎和明挖擴大基礎兩類。一般來說，對于地質(zhì)條件較好，巖層埋藏位置較淺、基巖穩(wěn)定、山體平緩等的橋位處，優(yōu)先選擇明挖擴大基礎。對于小型構(gòu)造物如涵洞、通道等，一般也設計為淺基礎。對于載荷較大，地基上部土層較軟，適宜的地基持力層位置較深時，可考慮采用樁基礎。樁基礎的設計核心是在滿足單樁承載力的前提下，以摩擦樁樁長作為控制指標；嵌巖樁一般取用雙控指標：基巖強度和嵌巖深度。此外，山區(qū)橋梁地形、地質(zhì)、生態(tài)條件復雜，實際設計中應在綜合考慮地形、地質(zhì)條件的同時，還需慎重考慮對生態(tài)環(huán)境的影響。

5 鋼筋混凝土的耐久性問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土對鋼筋起保護作用并提供結(jié)構(gòu)抗壓強度，而鋼筋提供結(jié)構(gòu)的抗拉強度，因此，鋼筋混凝土的材料性能衰退主要有混凝土中鋼筋的銹蝕和混凝土本身性能衰退這兩個方面?；炷林袖摻畹匿P蝕主要由電化學過程而引起，不僅受本身的晶格結(jié)構(gòu)差異、化學組成不同、受力程度不同、鈍化膜不連續(xù)等不均勻性因素，還受混凝土性能的好壞、外界環(huán)境介質(zhì)、破壞情況等因素的影響?；炷帘旧淼男阅芩ネ酥饕富炷潦苤車h(huán)境的生物、化學、物理作用，導致混凝土內(nèi)的一些成分產(chǎn)生反應，使得混泥土發(fā)生溶解析出、變性、基體開裂及結(jié)晶膨脹等，最終降低了混凝土的性能，更嚴重的會加速混凝土中鋼筋的腐蝕。目前的保護措施有采用環(huán)氧涂層鋼筋、高性能混凝土、混凝土外涂層、電化學保護、鋼筋阻銹劑等幾種方式。

6 結(jié)語

本文對山區(qū)高速公路橋梁設計中的常見的幾個關(guān)鍵問題進行了分析研究，主要結(jié)論如下：由于山區(qū)公路橋梁線形的特殊性，預制結(jié)構(gòu)橋梁設計中預制梁、板布置是否合理將會嚴重影響橋梁的施工進度和造價；在山區(qū)公路橋梁設計中，高墩結(jié)構(gòu)的計算設計是橋梁下部結(jié)構(gòu)設計的一大難題，柔性高墩的設計更是橋梁下部結(jié)構(gòu)設計的重中之重；山區(qū)的地形、地質(zhì)、環(huán)境條件復雜，在山區(qū)橋梁基礎設計中，應綜合考慮各方面的因素。