李莉LI Li

（赤峰市翁牛特旗交通運(yùn)輸局，赤峰 024000）

（Transport Department of Wengniuteqi，Chifeng City，Chifeng 024000，China）

1 山區(qū)公路橋梁的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

山區(qū)公路橋梁的特點(diǎn)很大程度上取決于山區(qū)特殊的地理環(huán)境和條件。山區(qū)一般地面起伏大、坡度陡峭，不良地質(zhì)常常容易發(fā)生滑坡和坍塌的現(xiàn)象，在有水系的地方，河流情況不同于平原地區(qū)，河流常具有流速快、河床縱坡較大且沖刷強(qiáng)烈的特點(diǎn)。這些山區(qū)特殊的地理?xiàng)l件決定了山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和艱巨性，橋梁設(shè)計(jì)不但要避讓和跨越眾多障礙物，而且受到多重外部因素的制約。長(zhǎng)橋、高墩、大縱坡、多曲線是山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)的常見(jiàn)特點(diǎn)，山區(qū)公路的路線設(shè)計(jì)為解決特殊地形與較高的地形之間的矛盾，彎橋、斜橋分布較多，以此來(lái)縮短線路長(zhǎng)度、降低橋梁總體造價(jià)。在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)和水流沖刷嚴(yán)重的地區(qū)，容易形成V 形的溝谷，沿河兩岸懸崖峭壁多有分布，長(zhǎng)縱坡和大縱坡的橋梁是常見(jiàn)橋梁設(shè)計(jì)形式。

2 山區(qū)公路常規(guī)橋梁的設(shè)計(jì)原則

如同大多數(shù)工程的設(shè)計(jì)原則，山區(qū)公路橋梁的總體設(shè)計(jì)原則應(yīng)堅(jiān)持安全性、適用性及經(jīng)濟(jì)性，在此基礎(chǔ)上力求美觀性。安全性要求橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性上有足夠的安全保障；適用性表明山區(qū)橋梁的設(shè)計(jì)一定要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w的地質(zhì)條件充分考慮，最大限度發(fā)揮橋梁工程的社會(huì)效應(yīng)；經(jīng)濟(jì)性顧名思義，山區(qū)橋梁的設(shè)計(jì)不僅要考慮技術(shù)上的可行性而且要充分考慮橋梁工程的造價(jià)，設(shè)計(jì)中應(yīng)因地制宜，根據(jù)工程所處的地理環(huán)境，進(jìn)行多方案的經(jīng)濟(jì)可行性探討。在此基礎(chǔ)上考慮橋梁的美觀性，即橋梁造型具有一定的造型美，能與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，自成一道美麗的景觀，這個(gè)原則實(shí)現(xiàn)的前提是一定在確保橋梁的安全可靠和經(jīng)濟(jì)適用的基礎(chǔ)上才能去達(dá)到的。

3 山區(qū)公路常規(guī)橋梁的設(shè)計(jì)分析

3.1 橋梁整體方案的設(shè)計(jì) 山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題是考慮路是否采用橋梁方案，亦或是路基方案。修筑山區(qū)公路橋梁是為了跨越河流、溝谷以及繞開(kāi)某些特定的不良地質(zhì)段而進(jìn)行的工程。在山區(qū)一般而言，由于地形起伏而修筑的旱橋所占的比重較大。在這種情況下，設(shè)橋地段的填方路基高度限值的設(shè)定就成為關(guān)鍵問(wèn)題，這是因?yàn)橐环矫孢@是整個(gè)橋梁工程的基礎(chǔ)，另一方面，這也直接影響到橋梁工程的建設(shè)規(guī)模和投資。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合路線方案與橋梁各部分的構(gòu)造物來(lái)進(jìn)行最后的方案設(shè)計(jì)。尤其在路基中心填方高度大于20m 時(shí)，更需要參照具體情況而定。另外，在山區(qū)居民集中或耕地緊張的地區(qū)，即使路基填高不大也要盡量設(shè)橋，這樣做不但可以最大限度地減少公路帶來(lái)的屏障效應(yīng)而且在耕地緊張的情況下也是對(duì)土地資源的一種保護(hù)。但是在大多數(shù)山區(qū)路段，為了減少土方量的調(diào)配和運(yùn)輸，即使填高超過(guò)30m一般也仍采用路基方案，這樣可以大大提高橋梁建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 橋址的選擇 橋址的選擇總體服從公路的線路安排，因此在公路線路的選擇中，橋址的選擇要盡量避開(kāi)可能會(huì)發(fā)生巖溶、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的不良的地質(zhì)河段和容易形成流水、流木的河段。較為理想的橋址選擇是河流的河道順直、河床良好、河槽水流通過(guò)能力良好，確保橋梁軸線盡量與水流的主流方向正交。此外，橋址的選擇應(yīng)避開(kāi)不良地質(zhì)帶諸如有斷裂、巖堆、積雪、采空區(qū)、山體坍塌的地帶，對(duì)于出現(xiàn)凍土、膨脹土、鹽漬土、粘土等特巖土發(fā)育的地帶同樣是不適宜選作橋址的。

3.3 橋墩的設(shè)計(jì) 橋墩的選擇要結(jié)合山區(qū)地區(qū)的地質(zhì)條件、橋梁的跨徑、墩高進(jìn)行綜合考慮。山區(qū)橋墩的常見(jiàn)形式有柱式墩、薄壁墩、Y 型墩等等，設(shè)計(jì)中最常用的是柱式墩，柱式墩分為圓柱和方柱。柱式墩能較好的受力性、構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，能克服山區(qū)公路橋梁高墩壓曲失穩(wěn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)于橋墩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

①當(dāng)橋墩的墩高小于30m 一般設(shè)計(jì)為雙柱式或三柱式橋墩，而墩高不小于30m 時(shí)宜設(shè)計(jì)為矩形空心薄壁墩。而在墩高大于7m 的雙柱式或三柱式橋墩處則應(yīng)設(shè)置橫系梁，設(shè)置的間距為每7m 設(shè)置一道，樁頂設(shè)置地系梁。②墩柱直徑的型號(hào)最好是一種或者兩種，如果過(guò)多則容易造成施工的困難，也不利于節(jié)約工程造價(jià)。③在橋墩的剛度不夠時(shí)，最好能設(shè)置活動(dòng)的支座或板式橡膠支座，以來(lái)增強(qiáng)其剛度。④樁基嵌入的深度宜在基巖的3 倍樁徑處，在左右橫坡較大的地方要加長(zhǎng)樁長(zhǎng)，但是應(yīng)注意左右樁的長(zhǎng)度不宜相差太大。在橫坡較陡、高差較大的地方，通常采用增加的辦法來(lái)提高橋墩的橫向剛度。當(dāng)出現(xiàn)覆蓋層較厚且偏壓嚴(yán)重時(shí)，宜在樁位的上坡方向設(shè)置抗滑樁來(lái)抵抗偏壓。

在設(shè)計(jì)中具體選用何種柱式墩應(yīng)視具體的問(wèn)題具體分析，例如，在河流河床主槽不明顯的地方，橋墩處于主槽中，使得阻水嚴(yán)重，橋墩局部沖刷大，這個(gè)時(shí)候采用獨(dú)柱墩是比較合適的，可以減小橋墩的阻水面積。此外，在地面橫坡大的地方設(shè)置橋墩，也往往采用獨(dú)柱墩，因?yàn)楠?dú)柱墩不僅能最大限度減少山體開(kāi)挖而且對(duì)橋梁跨越道路、河流等障礙物具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

3.4 橋梁上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 橋梁的上部結(jié)構(gòu)是指橋的板或梁，在設(shè)計(jì)中一方面要處理好跨徑和墩高的關(guān)系、按照橋梁的美學(xué)原則，選擇0.618-1 的比例是比較經(jīng)濟(jì)，例如30m 跨徑的橋梁最適合的墩高一般在18m-30m，山區(qū)地段地面起伏變化較為頻繁，在選擇跨徑時(shí)通常要根據(jù)地形而定，而不能以墩高的變化來(lái)決定跨徑的大小，當(dāng)墩柱高度變化很大的時(shí)候，宜采用組合跨徑。在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)若有好幾種可供選擇的跨徑方案，則應(yīng)結(jié)合上下構(gòu)造進(jìn)行造價(jià)分析，選擇造價(jià)經(jīng)濟(jì)合算的。

另一方面要處理好上部結(jié)構(gòu)和平面曲線的關(guān)系。橋梁的平面曲線半徑對(duì)橋梁跨徑具有較大影響，其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面——內(nèi)外弧差及中矢高。由于曲率的影響，內(nèi)外梁的梁長(zhǎng)不一致，其變化是曲線半徑越小，內(nèi)外梁的梁長(zhǎng)差大，曲線半徑越大，內(nèi)外梁的梁長(zhǎng)差越小。對(duì)此問(wèn)題，解決的方式可以根據(jù)平面曲線半徑變化梁長(zhǎng)，如果梁長(zhǎng)不變則也可以通過(guò)加大帽梁或封錨端來(lái)處理。關(guān)于中矢高的問(wèn)題，調(diào)整護(hù)墻內(nèi)緣線使之與平面曲線相適應(yīng)是解決中矢高小于10cm 時(shí)的有效手段，對(duì)于高矢高大于10cm 的情況，可以按實(shí)際曲線來(lái)預(yù)制梁的外緣，或是在預(yù)制T 梁邊梁時(shí)，將邊梁預(yù)留一段長(zhǎng)度，使現(xiàn)澆橋面板和護(hù)墻適應(yīng)平面曲線。

4 山區(qū)公路常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)的其他注意事項(xiàng)

在掌握了以上設(shè)計(jì)的原則和要點(diǎn)外，還有一些情況需要加以注意。當(dāng)橋跨區(qū)部分的地面占據(jù)了上部板梁位置時(shí)，地面至梁板底面至少50cm 的區(qū)域要加以清空，而且要對(duì)清空位置進(jìn)行邊坡防護(hù)工作。如果要在道路的中央分隔帶設(shè)置橋墩，那么在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮增加橋墩的防撞設(shè)計(jì)同時(shí)提高橋墩的剛度。在允許的情況下，橋墩最好不設(shè)計(jì)為獨(dú)柱墩，獨(dú)柱墩雖然也有其自身的優(yōu)勢(shì)和多種適用性，但是也容易發(fā)生偏載和傾覆。如果現(xiàn)實(shí)條件決定了一定要采用獨(dú)柱墩的設(shè)計(jì)時(shí)，則應(yīng)采取相應(yīng)措施防止偏壓和傾覆。

5 結(jié)語(yǔ)

鑒于山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的特殊性及其在山區(qū)公路工程中的重要地位，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真貫徹工程設(shè)計(jì)原則，掌握山區(qū)橋梁的設(shè)計(jì)特征，結(jié)合具體的現(xiàn)場(chǎng)情況，因地制宜，做出科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)方案。最重要的工作是一定要從實(shí)際出發(fā)，采用靈活的設(shè)計(jì)方式，確保橋梁的安全耐用性。

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[2]黃皓,彭念.淺談山區(qū)公路常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（18）.

[3]楊大烈.山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)探討[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（1）.