摘 要：橋梁是高速公路工程的重要內(nèi)容之一，高速公路橋梁設(shè)計(jì)方案以及結(jié)構(gòu)合理性在很大程度上影響著整體高速公路項(xiàng)目成本以及整體質(zhì)量，特別是對(duì)于山區(qū)較為特殊的地域形式，需要對(duì)高速公路橋梁進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)而合理化設(shè)計(jì)。本文結(jié)合山區(qū)公路橋梁的建設(shè)特點(diǎn)，探討山區(qū)公路常規(guī)橋梁的設(shè)計(jì)方法，為山區(qū)高速公路的橋梁設(shè)計(jì)與施工提供一定的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；公路橋梁；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

橋梁是高速公路的重要組成部分。橋梁的設(shè)置是否合適，橋梁設(shè)計(jì)方案是否合理，直接影響整條路線的工程造價(jià)及使用功能?，F(xiàn)如今在山區(qū)修建的公路越來越多，山區(qū)公路具有地形、地質(zhì)、水文等條件復(fù)雜，構(gòu)造物多，橋隧比例大的特點(diǎn)。本文針對(duì)山區(qū)公路橋梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。

l 山區(qū)公路橋梁的建設(shè)特點(diǎn)

山區(qū)地形復(fù)雜，山高谷深，地面起伏大，橫坡陡峻；滑坡、崩塌、陡崖及巖溶等不良地質(zhì)不同程度發(fā)育；巖性、巖石風(fēng)化程度差異較大；水系分布較廣，河流具有河床縱坡大、流速快、沖刷較強(qiáng)等明顯的特點(diǎn)。

公路路線在布設(shè)時(shí)受到平、縱、橫三個(gè)方面的限制，導(dǎo)致路線平曲線較多，平面半徑小，縱坡較大。因此山區(qū)公路橋梁彎、坡、斜橋較多。由于山區(qū)地形橫坡變化大，導(dǎo)致半幅橋、高低橋、懸空橋較多；山高谷深，也使橋梁墩高橋長，墩臺(tái)形式復(fù)雜多樣；復(fù)雜的地質(zhì)條件也導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)復(fù)雜。

2山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的基本原則

（1）安全可靠。橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性方面應(yīng)有足夠的安全儲(chǔ)備。由于山區(qū)的地形地質(zhì)條件和氣象條件的復(fù)雜多變，橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算除考慮常規(guī)的荷載以外，還應(yīng)考慮山區(qū)常有的強(qiáng)風(fēng)、雨雪凍脹、水力等荷載對(duì)橋梁產(chǎn)生的影響。此外，橋梁的整體剛度分配和構(gòu)件穩(wěn)定性分析等都是山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)不可缺少的考慮內(nèi)容。

（2）耐久適用。山區(qū)公路橋梁應(yīng)采用全壽命周期成本理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)保證在100年的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)安全適用。山區(qū)公路橋梁應(yīng)充分考慮地震、高溫、潮濕等不同的地理氣候環(huán)境對(duì)橋梁耐久性的影響，在材料的選擇、保護(hù)層厚度、防水阻銹等方面滿足耐久性的要求；特別應(yīng)注重良好的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證橋梁耐久性的關(guān)鍵。

（3）經(jīng)濟(jì)合理。山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)不但要考慮其技術(shù)的可行性，同時(shí)必須充分考慮橋梁的經(jīng)濟(jì)性。因此，橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原則，根據(jù)工程所處的地理環(huán)境、施工條件及工期等方面進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，選擇造價(jià)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用綜合最省的橋型，并盡量采用預(yù)制安裝的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)行工廠化施工管理，從而節(jié)約工程造價(jià)，取得良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

（4）環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)還應(yīng)充分考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，從橋位選擇、孔跨布置、基礎(chǔ)形式、上下部施工方法、施工組織設(shè)計(jì)等多方面全面考慮對(duì)環(huán)境的保護(hù)，盡量減少對(duì)環(huán)境的破壞，把對(duì)環(huán)境的不利影響減到最小。

3山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)分析

3.1結(jié)構(gòu)形式的選擇

（1）對(duì)于單孔跨徑20m及以下的中小橋梁，及地質(zhì)差異較大或軟土地基上推薦采用連續(xù)橋面簡支結(jié)構(gòu)，單孔跨徑20m以上的橋梁推薦用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。

（2）對(duì)于墩高小于70m的常規(guī)橋梁，采用裝配式的T梁和小箱梁結(jié)構(gòu)，空心板多用于橋梁較短、凈空受限的地方。裝配式結(jié)構(gòu)的T梁、小箱梁和空心板，具有造價(jià)低、施工方便的特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)。跨徑在20m以下的優(yōu)先采用空心板；20m、25m、30m的跨徑，可采用T梁或小箱梁；對(duì)于40m的跨徑，由于小箱梁的吊裝重量較大，宜優(yōu)先采用T梁；跨徑45m、50m的T梁及小箱梁應(yīng)盡量少采用。

（3）小半徑曲線橋（半徑小于250m）及立交區(qū)分合流處的橋梁宜選擇抗扭能力較強(qiáng)的整體式連續(xù)閉合箱梁或連續(xù)板式結(jié)構(gòu)。

（4）同一施工合同段內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)型式應(yīng)盡量保持統(tǒng)一；跨徑相同的橋梁結(jié)構(gòu)型式應(yīng)盡量一致。立交區(qū)的主線橋梁，在不受平縱面線形及凈空的限制時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用與主線相同的結(jié)構(gòu)形式。

3.2曲線橋梁設(shè)計(jì)

山區(qū)公路常在平曲線段設(shè)橋，當(dāng)橋梁所處平曲線的半徑大于250m時(shí)，可采取預(yù)制梁“彎橋直做”的方法布設(shè)，既簡化設(shè)計(jì)又方便施工。墩臺(tái)平行布置：當(dāng)曲線半徑較大，橋梁較短時(shí)，可采用墩臺(tái)、梁板平行布置的方式。墩臺(tái)徑向布置：各墩臺(tái)垂直于路線按曲線法線方向布置，橋梁上部的預(yù)制梁采用徑向布置，每孔的各片梁長度不等，其優(yōu)點(diǎn)是下部構(gòu)造尺寸統(tǒng)一，方便設(shè)計(jì)與施工。無論采用墩臺(tái)平行布置或徑向布置，都需將邊梁外側(cè)翼緣板按曲線布設(shè)。

3.3橋墩

（1）橋墩形式的選擇

山區(qū)公路常規(guī)橋梁的橋墩形式，應(yīng)結(jié)合地形地質(zhì)條件、跨徑及墩高來綜合考慮。一般主要有柱式墩、薄壁墩、Y形墩等。其中以柱式墩采用的最多。為克服山區(qū)公路橋梁高墩壓曲失穩(wěn)，對(duì)不同的高墩采用不同的橋墩型式：一般地，墩高H≤25m的采用雙柱式墩；墩高25m≤H≤45m的采用獨(dú)柱墩、Y形墩；墩高45m≤H≤70m采用慣矩大、穩(wěn)定性好的空心薄壁墩。

（2）柱式墩

a圓柱墩構(gòu)造簡單，施工外觀質(zhì)量較易控制，與樁基銜接方便。方柱墩抗彎剛度大于圓柱墩，受力性能也較好，但其必須設(shè)置承臺(tái)與樁基連接，當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí)，不但開挖工程量較大，也容易引起基坑邊坡的不穩(wěn)定。

b當(dāng)設(shè)置橋墩處地面橫坡較大時(shí)，采用獨(dú)柱墩是較為合適的結(jié)構(gòu)形式。地面陡峻采用多柱墩時(shí)，墩高差異大剛度懸殊造成受力不均；采用獨(dú)柱墩則可避免，同時(shí)獨(dú)柱墩可以大大減少對(duì)山體的開挖。對(duì)于橋梁斜跨道路或河流時(shí)，獨(dú)柱墩也有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

c一般一座橋的墩柱規(guī)格不宜超過2種，以減少施工模板。墩柱間系梁的設(shè)置應(yīng)結(jié)合墩高、抗震需求綜合考慮。一般墩高小于10m時(shí)，設(shè)置一道底系梁；墩高大于10m時(shí)，可按7～10m的間距從墩頂自上而下地設(shè)置系梁。

（3）空心薄壁墩

當(dāng)橋梁墩高在40～70m時(shí)，一般選擇采用箱形截面的空心薄壁墩。空心薄壁墩分為等截面和變截面兩種形式。當(dāng)墩高小于55m時(shí)，可采用等截面的空心薄壁墩，當(dāng)墩高在55～70m時(shí)，采用順橋向變截面的空心薄壁墩。

（4）蓋梁

對(duì)于山區(qū)公路常規(guī)橋梁，不論墩柱采用何種形式，蓋梁應(yīng)盡量采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，少采用預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁，這樣可以減少高空二次張拉預(yù)應(yīng)力的施工難度，有效地控制施工質(zhì)量。

3.4橋臺(tái)

（1）重力式橋臺(tái)的高度一般控制在10m以內(nèi)。山區(qū)橋梁重力式橋臺(tái)為了適應(yīng)橫坡較陡的地形，減小開挖，節(jié)約圬工方量，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合地形設(shè)置縱橫向臺(tái)階。

（2）樁柱式橋臺(tái)由于抗推剛度小，一般橋臺(tái)高度宜控制在5m以下，埋置式肋板臺(tái)適應(yīng)范圍廣一些，但也不宜超過12m。當(dāng)橋臺(tái)處地形橫坡較陡峻難以設(shè)置錐坡時(shí)，可以采用重力式橋臺(tái)臺(tái)下設(shè)置樁基的方案，也可以適當(dāng)調(diào)整橋梁孔跨布置，把橋臺(tái)設(shè)置于挖方段內(nèi)，基坑開挖至橋臺(tái)蓋梁底面，其下直接設(shè)置樁基礎(chǔ)。

（3）橋臺(tái)與路基的銜接。為減少橋頭跳車，在橋臺(tái)后應(yīng)設(shè)置一定長度的過渡段。過渡段內(nèi)采用透水性填料填筑，壓實(shí)度≥96%，在上部設(shè)置2～3層土工格柵，并做好縱向和橫向排水系統(tǒng)。

3.5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

若沿線山嶺區(qū)地質(zhì)條件較好，承載力大，一般對(duì)于地面橫坡小的橋墩基礎(chǔ)，可采用擴(kuò)大基礎(chǔ)形式；但多數(shù)高架橋跨深溝或位于隧道進(jìn)出口等地形復(fù)雜路段，地面縱橫向坡度較陡，如采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，兩側(cè)基礎(chǔ)埋深相差很大，易引起基底受力不均勻；且基礎(chǔ)施工工作面大，基坑開挖工程量大，嚴(yán)重破壞山體、植被，造成水土流失和水體污染，對(duì)環(huán)境的破壞相當(dāng)嚴(yán)重；由于山體橫坡較陡，基坑開挖后高邊坡也存在著防護(hù)困難、工程量大，邊坡穩(wěn)定性和安全等問題。因此，從施工難易程度、結(jié)構(gòu)安全性、工程造價(jià)和環(huán)境保護(hù)等方面綜合考慮，靈活采用人工挖孔短樁基礎(chǔ)與擴(kuò)大基礎(chǔ)相結(jié)合的方式。

4 結(jié)束語

橋梁作為山區(qū)公路的重要組成部分，在進(jìn)行橋梁勘察設(shè)計(jì)時(shí)，認(rèn)真收集各種基礎(chǔ)資料，充分掌握當(dāng)?shù)氐牡乩?、社?huì)及經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，制定合理的橋梁方案，不斷完善常規(guī)橋梁的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)每座橋的現(xiàn)場具體情況進(jìn)行針對(duì)性地設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)的橋梁的安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性。

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