杨万超
中交一公局集团有限公司 北京 100000
摘要：本文主要讲述了笔者由近几年参与的几个山区高速公路桥梁勘察设计项目中得出的思考，对山区桥梁的总体勘察设计、以及上部结构与下部结构设计中的重难点进行总结和分析，并且提出了一些个人想法。
关键词：山区；高速公路桥梁；勘察设计
1 山区公路桥梁的特点与总体设计方案
1.1 山区公路桥梁勘察设计的特点
伴随着社会经济的飞速发展，为了促进各地区之间的经济交往，国家建设高速公路网的速度越来越快。由于我国山区所占面积较多，所以在山区修建公路桥梁时，需要对其外部设计条件进行勘察，得出的特点有以下几个方面：地形地质构成条件繁杂；气候条件恶劣；施工条件较差，造成这几个特点的主要原因在于：1.地势起伏过高，地形变化强烈，地面上覆盖了大量的植被。2.复杂的地质构造经常会导致滑坡、岩溶等不良地质现象的出现。3.在恶劣的气象条件影响之下，时常会发生极端天气，造成泥石流与山洪的发生。4.施工场地面积较小，难以开展正常工作，加之不便利的交通条件，使道路施工受到了较多的阻碍。
1.2 精细化勘察设计要点思考
建设桥梁的勘察设计，同其他土木工程一样，在解决问题时，都需要相关施工人员因地制宜的进行思考，每个问题都没有统一的答案，众人所寻求的不过是最为接近最优化答案的一个方案。如果试图做到这个最优方案，最好的方法就是进行精细化的勘察设计，以下内容是关于桥梁精细化勘察设计要点的阐述。
1.要精准把握外业资料，对于墩台的测量或是地勘，都可以准确掌握；对每个如沟谷、河流位置或是管线距离等障碍点均需有所了解。2.在进行设计时，一定要充分考虑桥梁所在的地理环境，做到因地制宜，切忌盲目照搬过往设计方案，因为只有将工程项目与当前环境互相适配，才可以体现出工程项目的精细。3.在进行总体设计时，要有统筹规划的概念。尽量使总体方案、施工方法、工程结构等保持一致，如果仅注重局部精细，则必然会造成整体的粗略。4.在进行桥梁设计时，一定要充分考虑桥梁的整体寿命，不可以一味贪图设计上的便捷，致使桥梁在使用期限内出现不便于施工、运营与保养等问题，只有做到以上几点才可以全面发挥出勘察设计的精细性。
1.3 对总体设计的理解
在设计山区桥梁建造方案时，保持的核心理念应当是因地制宜，充分考虑桥梁所在地的地貌特征以及线内外结构物之间的关系，拟定合理的桥梁设计方案。为了保证桥梁设计的外观大方却又不失精细之处，需要注意以下两点：
1.当地是否需要建桥？因为受到地形地貌所限，所以山区公路的桥梁以旱桥居多，因此如何把控路基填筑的最大高度成为了设计中的核心问题，这个问题也会对项目的建造规模以及投资数额造成直接影响。在路基规范中，规定“当中心填方高度超过20米时，此时应当与路线方案和桥梁等构造物一同做方案比选”首先，笔者对于“在某些居民较为集中或是耕地资源紧张的地方，即便路基填高的高度较小，也应当造桥”的观点，表示认同。因为这样一来，可以尽量减少高速公路对于当地环境面积的影响，可以保护耕地。但是放诸山区路段，在考虑土石方的调配与减少弃方等问题后，应当尽量在填方高度达到30米或以上时采取路基方案，便于提高社会与经济效益。
2.桥梁的长度应为多少？山区常规桥梁的建造长度主要取决于桥台的最大高度。通常情况下桥台的高度不超过8米，受到某些特殊原因限制，最大高度可不超12米。在确定桥台高度之后，应当尽量使跨度与高度保持协调性，立足于现实情况安放墩台位置，设计初步方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 山区公路桥梁上部结构设计
2.1 主要形式与特点
山区公路桥梁在满足功能需求的前提下，力求满足结构形式上的简洁、受力准确、利于施工的特点，除此以外，还应当考虑结构的耐用性以及良好的观感等。
对于跨径较大的桥梁，虽然较多采用的是索承体系及拱式结构。但是目前悬臂浇筑箱梁仍然是一种最优方案。对于跨径中等的桥梁，箱梁桥与预制装配式主梁相比，缺点突出，主要表现为：无论通过任何一种施工方式都会花费较高的造价。而预制梁则具有施工便捷、造价低等明显优势，借此也成为了许多中等跨径桥梁的优选桥型。不过对于造型不规则，或是立交、匝道曲线桥梁而言，现浇箱梁的抗扭、承载潜力以及整体性能明显优于装配式主梁，此时应当选择箱梁桥型。
2.2 装配式预制主梁设计
根据当前桥梁使用范围以及建造规模来看，预制装配式主梁占据着主流地位。根据其截面形式的不同，主要划分为t梁、小箱梁和空心板。
（1）预制装配式梁桥曲线布梁
考虑到我国山区公路桥梁中曲线桥的分布范围较广、数量较多，一旦平曲线半径较大时，主流设计方案是采用装配式主梁“以直代曲”的方法。曲线布梁的构造原理类似于搭积木，虽然方法很多但是需要把握住每个主梁的预制长度、宽度、坡度与角度。即做到以下几方面：a.主梁预制长度既可等长，也可变长。等长的优势在于便于施工，但是会提升二次浇筑的难度，盖梁时需进行加宽工作。变长施工虽然略显复杂，但是随着近年来不断改进的模板工艺，变长也已被大家所接受。除此以外，在控制长度时应当保证横隔板的精准对接。b.宽度的影响对象主要是内外边梁的外侧翼缘宽度，也就是通常所说的曲线的弦弧差。如果出现了较大的弦弧差，则需通过偏移设计基准线进行调整。c.设计时，一定要严格要求主梁预制横坡的施工工作，否则将会导致翼板无法正常对接，如果此时选择强行浇筑，则会导致桥面板受到较大损伤。d.选择以直代曲的主梁设计时，仍需注意两端与梁周线的夹角问题。
（2）双支座T梁
在某些地区，搭建桥梁的过程中逐渐形成了在先简支后连续T梁时，需要采用双支座模式的习惯，。不过我国目前主要采用的是单支座模式，两种不同制作模式的主要区别在于：双支座模式在施工，不用依靠临时支座进行支撑，同时也无需更换支座进行支撑体系的变革，这种模式的主要优点在于便于施工。但是缺点也很突出：受力不明确，同一个桥墩，在支撑两排支座时，可能出现受力不均衡的情况。长此以往，收缩徐变会导致主梁内力分布混乱。
3 山区公路桥梁下部结构勘察设计
3.1 主要形式与特点
由于山区的公路桥梁经常需要横跨沟谷或者顺着山腰分布，导致纵横间的地形变化较大，所以墩台对于两侧山体稳定，会造成非常大的影响，同时还会影响桥梁设计的美观性。基于此考虑，一般采用双（多）柱式桥墩，如果墩高较大，可选用实体薄壁或空心薄壁墩，这类桥墩的设计合理性，往往会影响周围山体边坡的开挖程度。为了保护山体，减少开挖量，在沿山坡架设中小跨径桥梁时，也可选用独柱独桩的方式。
3.2 高墩设计与反思
通常情况下对于高度未达到40米以及采用强度控制设计的桥墩，通常采用柱式墩，而高度达到50米以上且采用稳定控制设计的桥墩，多采用空心薄壁墩。但是双柱墩的最大高度应是多少为宜？目前国内的主流做法是将其控制在45~50米范围内。造成这种现象的主要原因在于，无论是规范条文或是实际操作中对于高墩的计算都存在着一些界限模糊的区域。比如如何计算稳定性或如何精准模拟出边界条件？所以，至今高墩作为偏心受压构件，其取值问题一直受到较大争议。
结语
伴随着高速公路网在山区内的不断铺设，桥梁工程的勘察设计也将会迎来许多新的挑战，基于此背景之下，我们需要不断改进技术手段，更加精细的去建造每一座桥梁。在设计桥梁之初，不仅要保证桥梁的稳定性，还要保证其便于施工，以及易于将来对桥梁构件的维修与保养，以期达到桥梁结构在寿命周期内的安全与耐用性。
参考文献
[1]交通部公路规划设计院.JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版 社，2004.
[2]交通部公路规划设计院.JTGD62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版 社，2004.
论文作者:杨万超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/5
标签：桥梁论文; 山区论文; 支座论文; 公路论文; 勘察设计论文; 高度论文; 桥墩论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;