摘要：在山区进行高速公路桥梁建设难度是非常大的，要克服的问题也是非常多的，要进行山区高速公路桥梁建设一定要对山区的自然地质情况进行掌握，在进行设计的时候要充分利用山区的特点，这样才能使高速公路桥梁的建设和山区环境相适应。本文主要对山区高速公路桥梁设计相关问题进行了简要分析。
关键词：山区高速公路；桥梁结构；设计要点
1.山区桥梁的特性和设计原则
山区高速公路和平原地区的高速公路有着显著的区别，因为山区高速公路具有地形复杂、地质复杂、水文条件复杂等特点，在设计与施工过程中难度较大。山区高速公路的地形地面高差大、坡陡、弯转大；地质方面，岩溶、滑坡、斜坡、陡崖等情况不同程度存在，在许多山区道路修建过程中都会遇到其中一种或几种地质状况；水文条件方面，水系众多，暴雨、洪水、泥沙路线比较复杂、不统一。受到上述因素的影响，山区高速公路路线布设时存在平曲线多、平面半径小、纵坡较大等特点，受制约的因素较多。
山区高速公路的特殊性，使得山区高速公路桥梁本身也有一些特点：桥梁的路线沿河岸交叉设线，斜弯桥分布较多；山区地形复杂、地面线横坡陡的实际，使得山区高速公路的高挡墙和半边桥多；沟壑纵横，导致桥梁的跨度大，高墩大跨桥多，墩台形式也非常复杂；不同的地质条件，需要设计相应的桥梁基础设计；小型沟渠不计其数，散布在公路不同段落，要求设计各种涵洞、通道、小桥等，这是和城区高速公路桥梁不同的一大显著特点。
山区桥梁设计几乎涵盖了所有的桥梁类型，设计原则主要应遵循：
（一）结构安全原则
桥梁结构自身的安全性需靠可靠的结构计算分析成果和合理的构造处理措施来保证。山区的自然条件和气象条件的多变性决定了山区桥梁还应注重考虑强风荷载、雪荷载、冻胀力、水力等对桥梁产生的影响。
（二）经济性原则
山区桥梁应根据工程所处的地理环境和施工条件进行多方案的技术经济指标论证，以期获得最佳方案，从而节约工程费用，取得良好的经济指标。
（三）因地制宜原则
山区高速公路桥梁结构型式的选择要因地制宜，以桥梁的功能性为桥式选择的主要依据。桥梁的设计应根据当地的地理、环境和人文条件来进行，所以每个桥都不同，可以说几乎没有完全相同的两个桥，即便是同样的桥型，也会因与周围的地形和环境差异而产生不同的效果。
（四）协调性原则
桥梁建设离不开环境，在目前提倡生态平衡和环境保护的背景下，山区桥梁更应该注重与周围自然景观和环境的协调。在具体设计过重中，提前就应避免对山体滥挖乱填，避免施工时随意破坏植被、污染河流等行为，以防止公路修建以后带来的地质灾害。
2. 山区高速公路桥梁结构设计应当注意的技术要点
2.1上部结构设计要点
山区高速公路，桥梁所占的比重较大，但一般情况下，特殊的大跨径桥梁相比较是少数。因此，对于数量众多的常见跨径桥梁，其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。常用的大、中桥标准跨径有16m、20m、25m、30m、35m、40m、50m，常用的中、小桥标准跨径有6m、8m、10m、13m、16m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆横断面型式主要有空心板、预制T梁、预制小箱梁等。一般情况，对于跨径小于30m的桥梁空心板、预制T梁、预制小箱梁等结构形式均可以采用，对于跨径35m、40m、50m的桥梁，根据梁的受力特点，更宜采用T梁或者小箱梁。从造价上讲，20m跨径以下，用空心板截面的桥梁造价相对经济些，且空心板的建筑高度最低，对于较小跨径且桥梁净空不高时，空心板截面最适宜。从受力上讲，对于较大跨径40m、5Om的桥梁，用T梁截面则更好。小箱梁无论从造价、施工简便性还是受力等各方面看，可以说是介于空心板和T梁之间的一种截面。因此，对于跨径25m-35m的截面，常采用的是小箱梁的结构形式。当然，也不排除因一些地区由于T梁施工技术的成熟性也常采用T梁截面。
2.2桥梁下部构造设计
（1）桥墩
高度较矮的桥墩（h<40m）多采用柱式墩，Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区用的较多。但从美观上来说，方柱有棱有角，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。圆柱为各向同性，调整起来效果差一些。
（2）高墩
一般矮桥墩的设计由强度控制，但当墩高较高时，就必须得考虑桥墩的稳定问题。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62―2004）关于偏心受压柱条文说明5.3.10条指出，“当l0/h>30时，构件已由材料破坏变为失稳破坏。”l0为受压柱的有效长度，在0.5～2倍墩高之间变化，究竟取值多少，与施工状态、上构重量、上构和墩柱的连接方式即墩柱的支承刚度有关。
（3）桥墩与路幅的关系
山区高速公路有整体式路基，也有分离式路基。目前路线选线越来越强调减少占地，环保、与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基。整体式路基的双幅桥，一般情况下下构按分幅单独设计，即双幅四柱。对于高墩长桥，为了减少开挖，增强边坡稳定性，节约材料，降低造价，整体式下构即双幅两柱不失为一种较好的选择。
（4）桥台
山区高速公路桥梁桥台一般采用重力式U型台、肋板台、桩柱式台。其中以重力式U台最常用，根据《墩台与基础》规定，U台适应的填土范围为4―10m，所以U台的高度最好以10m控制。山区桥梁U台一个显著特征就是横向，纵向横坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工方量，U台设计时必须根据地形合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150米以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。
（5）基础
山区高速公路桥梁最常用的基础仍为为扩大基础与桩基础。山区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩基础。因为分离式扩基础适应地形横坡，承载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地质情况较差地段采用摩擦桩。桩基础不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长；遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况；地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜设计为挖孔桩。
结语
高速公路桥梁由于地形条件复杂，岩性差异大，设计人员需要先收集完整的资料，并根据具体地段的实际情况，进行充分的对比分析和论证，选取最佳的山区高速公路桥梁设计方案确保高速公路桥梁的安全、舒适、经济性。
参考文献
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[3]李耀生.论山区高速公路施工的特点与施工技术[J].四川建材，2014（5）：115-116.
论文作者:方珊婷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/29
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