龔世康

中國(guó)公路工程咨詢(xún)集團(tuán)有限公司，北京 100000

山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)和建設(shè)是推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展特別是農(nóng)村發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措，對(duì)于改善山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用，也是我國(guó)城鄉(xiāng)區(qū)域一體化發(fā)展的重要舉措。但是我國(guó)的山區(qū)地區(qū)范圍較廣，地域差別較大，一方面高速公路橋梁在設(shè)計(jì)方面還存在較多的問(wèn)題，加之山區(qū)區(qū)域地形、地質(zhì)條件的限制，如果設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響到山區(qū)高速公路建設(shè)的安全性。因此，根據(jù)山區(qū)高速公路建設(shè)的基本情況，結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展情況，對(duì)山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié)，能夠提高山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量和水平，充分發(fā)揮山區(qū)高速公路的性能，推動(dòng)山區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)的一體化建設(shè)和發(fā)展。

1 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的原則

山區(qū)的地理環(huán)境和地質(zhì)條件差異性較大，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)會(huì)受到很多外在因素的影響，故山區(qū)高速公路的橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)相對(duì)比較困難，設(shè)計(jì)方案不合理，也會(huì)嚴(yán)重影響到高速公路的質(zhì)量。山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)需要遵循的原則有：

（1） 要根據(jù)山區(qū)的地理環(huán)境情況，選擇合適的橋梁類(lèi)型；（2）山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計(jì)需要充分考慮到周?chē)淖匀画h(huán)境條件，要充分減少風(fēng)力、水力等可能對(duì)橋梁造成不利影響的因素；（3） 山區(qū)的地形起伏較大，需要根據(jù)實(shí)際的地形情況，做好相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)，特別是橋梁高墩的設(shè)計(jì)既需要符合地形情況，同時(shí)要確保結(jié)構(gòu)承載力，保證橋梁的穩(wěn)定性；（4） 橋梁設(shè)計(jì)通常分為上、下結(jié)構(gòu)兩部分，上、下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則是不同的，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮結(jié)構(gòu)跨徑與墩高的匹配、結(jié)構(gòu)承受上部荷載的能力，下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)是橋墩臺(tái)及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，確保墩臺(tái)結(jié)構(gòu)選型合理、基礎(chǔ)承載力滿(mǎn)足要求，充分保證橋梁設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性；（5）橋梁設(shè)計(jì)同時(shí)應(yīng)充分考慮施工的安全性、便利性，便于簡(jiǎn)單操作的施工往往對(duì)確保施工質(zhì)量具有重要影響。

2 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

橋梁體系特征主要體現(xiàn)在橋梁平、立面的設(shè)計(jì)上，選擇合理的橋梁結(jié)構(gòu)形式對(duì)于山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)十分重要。山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要有：

（1） 路線(xiàn)平面設(shè)計(jì)受地形地貌及地質(zhì)影響，而橋跨選擇又需滿(mǎn)足路線(xiàn)線(xiàn)型要求，根據(jù)路線(xiàn)線(xiàn)型要求，采用合理的上部結(jié)構(gòu)形式，做到既安全又經(jīng)濟(jì)；（2） 對(duì)于處于小半徑上的橋梁，必要時(shí)需采用曲線(xiàn)橋，而曲線(xiàn)橋不僅要承受彎矩，還需要承受較大的扭矩作用，一般宜采用箱型截面；（3） 路線(xiàn)縱斷面需適應(yīng)山區(qū)地形起伏，橋梁跨徑的選擇與橋高關(guān)系密不可分，應(yīng)綜合考慮上、下部結(jié)構(gòu)匹配性，做到綜合造價(jià)經(jīng)濟(jì)；（4） 山區(qū)高速橋梁處理較大縱坡時(shí)，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)承受縱橋向汽車(chē)荷載的影響，避免梁體支座不穩(wěn)；（5） 當(dāng)橋梁墩高較高時(shí)，應(yīng)考慮采用部分墩梁固結(jié)的剛構(gòu)體系，既能提高結(jié)構(gòu)整體剛度，又可減少后期支座更換的維護(hù)成本。

3 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)需充分結(jié)合山區(qū)的地理環(huán)境和地質(zhì)情況，要始終遵循因地制宜的原則，對(duì)山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。梁板、墩臺(tái)等主要受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分，同時(shí)需在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各種細(xì)節(jié)問(wèn)題，完善設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的不斷完善，要從保證結(jié)構(gòu)本身受力性能穩(wěn)定性、山區(qū)公路橋梁建設(shè)耐久性著手，使施工更安全、便利，進(jìn)而提升山區(qū)公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量。

3.1 設(shè)計(jì)理念不夠完善

在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，橋梁的安全性和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，需要充分保證其科學(xué)性、合理性，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作受到的影響因素比較多，特別是以往較多的考慮結(jié)構(gòu)建造經(jīng)濟(jì)性的理念，而忽視橋梁結(jié)構(gòu)在整個(gè)設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的壽命周期中的綜合經(jīng)濟(jì)性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案從整個(gè)壽命周期角度講并非是合理的方案。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不夠完善

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，直接影響橋梁結(jié)構(gòu)使用的安全。而當(dāng)前采用較多的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式為鉆孔灌注樁，樁基設(shè)計(jì)依賴(lài)地勘成果的可靠性，因而準(zhǔn)確、可靠的地質(zhì)資料顯得尤為重要，但是，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往存在對(duì)于影響基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的因素考慮不到位而導(dǎo)致的地勘資料完整性不足，設(shè)計(jì)不合理的地方。

4 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題

4.1 橋梁設(shè)計(jì)的環(huán)境因素

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中需要充分考慮到周?chē)淖匀画h(huán)境和氣候條件，要始終遵循因地制宜的原則。橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐挠欣麠l件，就地取材。從利于施工方面，當(dāng)具備布設(shè)施工場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，以便標(biāo)準(zhǔn)化施工管理，降低施工成本及提高施工質(zhì)量；當(dāng)?shù)匦纹鸱^大，施工場(chǎng)地布設(shè)較為困難時(shí)，可考慮采用現(xiàn)澆施工方法，避免采用不便于運(yùn)輸?shù)拇髧嵨坏念A(yù)制構(gòu)件；同時(shí)結(jié)構(gòu)材料的選擇，宜采用便于維護(hù)管理的混凝土結(jié)構(gòu)，不宜采用養(yǎng)護(hù)成本較高的鋼結(jié)構(gòu)。

4.2 橋梁高墩的設(shè)計(jì)

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中，由于山區(qū)的地形起伏較大，山區(qū)高速公路橋梁常需設(shè)置高墩，而高墩設(shè)計(jì)需要充分考慮到橋墩的穩(wěn)定性。在滿(mǎn)足高墩受力需要的前提下，兼顧高墩造價(jià)、外形，做到既安全、又經(jīng)濟(jì)美觀是設(shè)計(jì)成敗的主要因素。

5 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

5.1 做好施工前的地質(zhì)勘測(cè)工作

山區(qū)高速公路的施工中，地質(zhì)環(huán)境條件相對(duì)比較差，而且工程地質(zhì)條件復(fù)雜，地形起伏較大，氣候環(huán)境也相對(duì)較差。因此，施工之前需要做好對(duì)地質(zhì)的勘測(cè)，了解周?chē)牡乩憝h(huán)境條件，如果勘測(cè)工作沒(méi)有做到位，很容易影響到后期的工程施工，因此，做好施工之前的勘測(cè)工作是十分重要的。例如，在實(shí)際施工之前，運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)，通過(guò)區(qū)域地圖中的位置情況，從中選擇最優(yōu)的施工線(xiàn)路，保證設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)對(duì)圍巖的檢測(cè)，保障工程整體的安全。

5.2 對(duì)橋梁工程地質(zhì)情況的評(píng)估

通常，在進(jìn)行山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)之前，需對(duì)路線(xiàn)沿線(xiàn)工程地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，在調(diào)查基礎(chǔ)上，針對(duì)橋位處進(jìn)行必要的鉆探工作，以便充分了解橋位地質(zhì)情況。特別是遇到復(fù)雜地質(zhì)時(shí)，需采用各種地勘綜合手段，充分揭示橋位地質(zhì)，以供確定合理的設(shè)計(jì)方案。

5.3 施工材料的準(zhǔn)備

在山區(qū)高速公路橋梁工程施工中，一些區(qū)域比較偏僻，需要提前準(zhǔn)備好施工材料，施工材料可以就近取材，也能夠減少運(yùn)輸?shù)某杀?。在工程施工之前，需要?zhǔn)備好施工中需要應(yīng)用到的各種材料，同時(shí)需要保證材料的質(zhì)量，做好對(duì)材料的檢測(cè)，要確保材料能夠達(dá)到工程施工的標(biāo)準(zhǔn)。

5.4 對(duì)施工場(chǎng)地地基的處理

在高速公路橋梁設(shè)計(jì)施工中，為適應(yīng)相應(yīng)的施工方案，有時(shí)需對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地基處理，例如，支架現(xiàn)澆箱梁施工時(shí)需對(duì)支架場(chǎng)地進(jìn)行處理，預(yù)制結(jié)構(gòu)需進(jìn)行預(yù)制場(chǎng)地的硬化處理等。對(duì)于工程施工中地基的處理，需要根據(jù)不同的地基采取不同的施工方式，以便充分提升施工的效率。

5.5 針對(duì)性處理問(wèn)題

在山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境情況有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)處于大縱坡橋梁的設(shè)計(jì)，需控制橋梁縱向位移；對(duì)于高墩橋梁設(shè)計(jì)，橋梁穩(wěn)定性要求較高，橋墩的移位和轉(zhuǎn)角會(huì)對(duì)橋梁的受力造成一定影響，需要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行有效控制；對(duì)于位于曲線(xiàn)上的橋梁，上部結(jié)構(gòu)選型對(duì)于曲線(xiàn)的適用性及施工便利性顯得較為重要；對(duì)于地震等級(jí)較高的地區(qū)，橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)顯得較為關(guān)鍵；對(duì)于巖溶地區(qū)的橋梁設(shè)計(jì)，橋梁基礎(chǔ)地質(zhì)的探明十分重要；對(duì)于有通航等級(jí)要求的橋梁設(shè)計(jì)，橋跨滿(mǎn)足通航需要、橋墩抗船撞設(shè)計(jì)就是重點(diǎn)考慮的問(wèn)題；對(duì)于寒冷地區(qū)橋梁，結(jié)構(gòu)抗凍性能設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。總之，只有在工程的設(shè)計(jì)階段充分考慮各種因素，提前考慮到工程的安全性、耐久性，并做好對(duì)工程后期的維護(hù)和保養(yǎng)，方能使橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程始終處于良好的使用狀態(tài)。

橋梁設(shè)計(jì)施工中，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容會(huì)影響到橋梁工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，每一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都會(huì)對(duì)整個(gè)橋梁后期的應(yīng)用起到重要的作用，而整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分控制好成本，并對(duì)后期運(yùn)營(yíng)和維護(hù)提出要求。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)作為當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成，對(duì)于提升地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的作用，利于實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展。為促進(jìn)山區(qū)高速公路橋梁的建設(shè)，需根據(jù)山區(qū)高速公路項(xiàng)目的特點(diǎn)，充分考慮影響設(shè)計(jì)成果質(zhì)量的各種因素，有效解決設(shè)計(jì)中存在的各種問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，方能確保設(shè)計(jì)方案合理。

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