蘭州乾元交通規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司，甘肅 蘭州 730000

山區(qū)地勢險峻、地形復(fù)雜，高速公路橋梁設(shè)計的難度較大，對設(shè)計人員有較高的要求，同時工程建設(shè)的費用較高。因此，設(shè)計人員在進行山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計時，不僅要結(jié)合地形考慮設(shè)計的耐用性，還要兼顧實用性和經(jīng)濟性。如果設(shè)計人員沒有按照較高的標準進行設(shè)計，就很難保障橋梁的安全性，導致后續(xù)產(chǎn)生高額的維護費。

1 山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)的特點

1.1 技術(shù)難題多

山區(qū)高速公路不同于一般的高速公路，其地勢險峻，地形條件復(fù)雜，水系較多，水文條件很難逐一探明。山區(qū)地面落差較大，存在陡崖、斷層等地形，在暴雨等惡劣天氣情況下很容易發(fā)生山體滑坡和崩塌，并引發(fā)泥石流。面對這種極端的地質(zhì)情況，工程施工的難度極大，在具體的勘察設(shè)計和施工中會遇到很多技術(shù)性難題。例如，在初期支護施工完成后，工程常會出現(xiàn)開裂、變形、塌方等一系列病害，并隨著施工的逐漸深入，加劇大規(guī)模沉降風險，進而加大施工的風險，影響施工作業(yè)的有序開展。若想保證工程質(zhì)量，就需要結(jié)合當?shù)氐乃囊约暗刭|(zhì)地形進行工程設(shè)計，采用分層開挖支護法，避免出現(xiàn)單一受力點，同時加強施工的質(zhì)量管理，對工程進行全過程嚴格把控，這樣才能進一步解決難題，保證施工的質(zhì)量。

1.2 工程規(guī)模大

山區(qū)高速公路橋梁因為要跨越高山、深谷等眾多不同的區(qū)域，所以在實際施工過程中需要施工的公里數(shù)較長，需要的施工人員也較多，進而擴大了管理的規(guī)模，增加了管理的難度。此外，在具體的施工過程中需要使用的工程設(shè)備較多，涉及的環(huán)節(jié)多且復(fù)雜，需要多個部門采用不同的施工工藝、工序等協(xié)調(diào)配合，這也是造成工程規(guī)模較大的主要因素。工程周期較長、工程任務(wù)復(fù)雜艱巨，故要想保證橋梁質(zhì)量，就要做好現(xiàn)場勘察，并結(jié)合當?shù)氐牡刭|(zhì)條件提出切實可行的技術(shù)方案，嚴格把控設(shè)計和施工的關(guān)鍵點，這樣才能進一步確保施工的質(zhì)量，提升橋梁的耐用性和安全性。

1.3 工程造價高

由于山區(qū)高速公路橋梁的建設(shè)周期長，工程任務(wù)復(fù)雜艱巨，需要投入大量的機械設(shè)備、工程物資以及人力資源，還要配備具有專業(yè)施工技能的人才。因此，山區(qū)高速公路橋梁的工程造價成本不同于一般的工程，其工程造價更高。例如，要給每一根墩柱提供6m的模板，配備大噸位吊車以及其他眾多機械設(shè)備，這些都需要大量資金提供有力的保障。

1.4 施工存在安全問題

山區(qū)一般地勢險峻，加上橋梁施工通常需要進行高空作業(yè)，這兩種因素的疊加不但使施工難度顯著增加，而且施工人員的安全問題更加難以得到有效保障。高空作業(yè)相較于其他普通作業(yè)方式，難度系數(shù)更高，且山區(qū)地勢地貌較為復(fù)雜，有些地方無法完全依賴機械設(shè)備進行施工，必須輔以人工才能開展作業(yè)，因此難以有效保障工作人員的安全，施工存在很多安全風險。

2 山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計原則

2.1 具備經(jīng)濟性，施工養(yǎng)護容易

山區(qū)地勢險峻，地形起伏較大，在進行橋梁施工時需要投入更多的大型設(shè)備和專業(yè)技術(shù)施工人員，導致山區(qū)高速公路橋梁的工程造價成本相較于其他普通工程施工成本要高得多。山區(qū)高速公路橋梁的建設(shè)需要考慮經(jīng)濟性和工程的可行性，在兩者之間盡量尋求平衡。同時，中小型橋梁應(yīng)該在有預(yù)制條件的前提下采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，而大跨徑橋梁應(yīng)該就地選材，以縮短材料的運距，同時應(yīng)盡可能地使用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。此外，橋梁后期的養(yǎng)護十分重要，尤其是對于處在地勢條件不好、氣候環(huán)境惡劣的橋梁，必須使所建設(shè)的橋梁具有良好的耐候性，并且便于后期的養(yǎng)護管理。

2.2 造型優(yōu)美，與自然相協(xié)調(diào)

造型優(yōu)美的橋梁既讓人賞心悅目，又可以樹立山區(qū)良好的形象，因此在設(shè)計橋梁時，應(yīng)在保證橋梁質(zhì)量的前提下，使其造型更加優(yōu)美。同時，在生態(tài)環(huán)境日益惡劣的情況下，山區(qū)公路橋梁的建設(shè)更應(yīng)該考慮其對自然環(huán)境的影響，盡量避免或減輕對自然環(huán)境的破壞，使人與環(huán)境和諧相處。例如，在建設(shè)高速公路橋梁時，應(yīng)盡量避免污染河流，將對自然環(huán)境的破壞降到最低；在修建山區(qū)高速公路橋梁時，要盡可能保護建設(shè)區(qū)域內(nèi)的耕地和其他自然生態(tài)環(huán)境。

3 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計優(yōu)化措施

3.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

地形、地質(zhì)、水文、橋梁跨度、橋墩高度等都會影響山區(qū)高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)，因此，設(shè)計人員在進行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)充分考慮這些因素的干擾，選擇一些便于施工、結(jié)構(gòu)簡單、工程造價低的橋型。在對普通的橋梁的上部結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計時，應(yīng)多采用裝配式結(jié)構(gòu)；而對于高度大于60m的橋梁而言，為了提高橋梁質(zhì)量，一般采用連續(xù)剛構(gòu)橋型。但是山區(qū)地勢較為復(fù)雜，容易在雨季受到河流的影響，河水內(nèi)所攜帶的泥沙石等物質(zhì)會威脅橋墩的穩(wěn)定性，因此應(yīng)盡量避免在溝谷中心設(shè)置橋梁跨越點。同時，為了更好地使橋梁適應(yīng)山區(qū)地形，可以采用組合跨徑布控的方式。此外，應(yīng)注意斜坡上橋梁基礎(chǔ)施工，確保不會受到當?shù)刂脖坏挠绊?，要盡可能地采取跨度較大的設(shè)計。

3.2 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

設(shè)計人員在進行山區(qū)高速公路橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮橋梁的抗震性。設(shè)計人員在計算彎橋高墩時，應(yīng)考慮其偏心荷載、離心力和風荷載等影響因素，并且要保證各橋墩的高度相差不大，才能進一步確保山區(qū)高速公路橋梁的抗震性能。橋梁墩高小于35m的橋墩，一般采用圓柱式的橋墩；橋梁墩高大于35m的橋墩，一般采用空心類的橋墩。同時，在設(shè)計橋梁下部結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員還應(yīng)該盡量減少橋墩類型，以方便標準化施工。此外，斜坡也是施工需要重點考慮的地方，尤其是當斜坡較陡時，應(yīng)增加樁基礎(chǔ)的嵌巖深度。

3.3 附屬結(jié)構(gòu)及排水設(shè)計優(yōu)化措施

山區(qū)高速公路橋梁的附屬結(jié)構(gòu)和排水系統(tǒng)非常重要，只有對其進行優(yōu)化設(shè)計，才能使公路橋梁更加穩(wěn)固。首先，應(yīng)該關(guān)注橋頭搭板的設(shè)計。當?shù)貙訛榫鶆驇r層時，如果橋臺的位置處于挖方段，那么在設(shè)計時就不可以設(shè)置搭板。其次，需要考慮橋梁的伸縮裝置設(shè)計。當橋梁為高墩時，要考慮伸縮量增大的情況，然后通過一定的計算使伸縮裝置得到合理的延長。最后，橋面防排水設(shè)計要根據(jù)橋梁的位置進行優(yōu)化設(shè)計。如果橋梁位于凹形曲線上，那么可以在曲線的低凹點設(shè)置對應(yīng)的泄水孔，然后加密泄水管；如果橋梁需要跨越水庫或者經(jīng)過敏感的水源保護區(qū)，則需要對橋面排水進行集中排放。在橋面排水的具體設(shè)計中，要將橋面的水設(shè)計引入附近的邊渠位置，而不能將水排在公路上，以免對路面造成污染，影響路面正常的交通運行。鑒于此，當橋梁需要跨域水庫或者經(jīng)過水源保護區(qū)域時，可以進行隔油沉淀設(shè)計，從而滿足排放的標準。

3.4 橋梁防滑坡的設(shè)計優(yōu)化措施

山區(qū)高速公路橋梁所處區(qū)域的氣候條件一般較為復(fù)雜，如果橋梁在降雨、降雪量較大的區(qū)域，則車輛在行駛的過程中容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，極易發(fā)生交通事故，針對這種情況，設(shè)計人員應(yīng)該做好橋梁防滑坡的優(yōu)化設(shè)計，以防車輛出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，保障人們安全出行。因此，設(shè)計人員要做好減載、反壓、地面排水等多項設(shè)計，降低滑坡的概率，保障山區(qū)高速公路橋梁的安全性。同時，應(yīng)盡量在旱季施工，有效避免破壞滑體的穩(wěn)定性。山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計如果實在無法避免滑體，應(yīng)考慮對滑體進行防護和加固。在實際的優(yōu)化設(shè)計中，如何選擇防滑坡的設(shè)計方案，需要設(shè)計人員進行深入考察，對當?shù)氐膶嶋H情況進行分析，從而選擇最優(yōu)設(shè)計方案，保障橋梁的安全性。

4 結(jié)束語

總之，山區(qū)高速公路橋梁對山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的意義重大，設(shè)計人員應(yīng)該對山區(qū)進行實地考察，并采取合理、科學的設(shè)計方案，進一步提高山區(qū)高速公路橋梁的安全穩(wěn)定性能，避免在后續(xù)的使用中出現(xiàn)問題，保障山區(qū)高速公路橋梁的質(zhì)量，推動山區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。