宜昌市交通规划勘察设计研究院 湖北宜昌 443000
摘要：山区公路桥梁设计因山区复杂多变的地质地形条件造成桥梁建设施工工期紧、经济和社会压力大，设计面临系列难题。要搞好山区公路桥梁设计，必须解决好桥梁与路线的关系、桥梁位置选取、上部结构设计等几个关键问题，设计中必须准确把握好山地特点，密切结合运营和施工要求，经济、合理地选取好结构形式，确保设计桥梁的质量和安全。
关键词：山区公路桥梁；设计要点；优化措施
引言
我国山区面积占据了我国国土总面积的69.1%。由于我国经济建设发展需要，山区公路的修建越来越多，桥梁设计是山区公路建设中的重点问题。山区公路因地形、地貌、水文地质条件复杂，根据美观、适用、经济、安全的桥梁设计原则，常规桥梁的使用越来越多。只有弄清山区常规桥梁设计原则，山区常规桥梁桥型选择，解决好桥梁上部、下部结构设计这些关键问题，才能保证山区公路桥梁建设的质量、安全和效益。
1山区桥梁的特点
山区地形条件和地质条件都比较复杂，因此在山区进行公路的修建时桥隧比重较高。而山区公路桥梁的设计、修建主要有以下几个特点。
1.1地形地质
山区的地形地貌存在较大的落差，这些落差的变化较为剧烈，且落差变化的频繁性也较高。除此之外，山区地质的构造也比平原地区复杂，修建中常常遇到岩溶、崩塌、煤层等不利于工程建设的地质现象。结合高程变化和公路路线技术指标的要求，在山区中常常修建弯坡桥，且桥墩高度普遍较高、墩台的样式也较多。
1.2弯坡桥
山区弯坡桥的曲线要素主要是由障碍物、公路路线走势及半径大小控制的。其纵坡的坡度和长度均应符合路线设计规范的要求。而山区地形起伏的剧烈程度往往会对桥梁墩台的高度具有决定作用。因此山区常常会因为河谷线形、地质运动情况以及水流冲刷、侵蚀作用的影响而使得桥梁墩台呈现为高度大、形式多的特点。同时为满足路与桥的顺利相接，防止桥头出现跳车现象常常会在山区桥梁的设计中采用多种形式的墩台类型，而桥梁也会呈现为蜿蜒绵长的特点。
2山区公路桥梁的设计要点
2.1上部结构设计
山区桥梁由于受地形地面、水文地质等自然环境的影响，常规桥梁上部结构设计宜考虑预制场地、运输环境，采用造价合理，施工便利的常规结构。（1）跨径相同的桥梁结构形式尽量相同，主线桥梁，如果净空及平面线形、纵断面线形等允许，尽量采用一样的结构形式，以方便施工，节约造价。（2）半径小于250m的曲线桥宜采用抗扭性能好的连续箱梁或连续板式结构。半径大于250m的曲线桥宜利用预制梁进行弯桥直做，以利于施工。（3）桥墩高度小于70m时，考虑造价和施工，上部结构应尽量采用标准跨径的装配式小箱梁、T梁、空心板。跨径为40m时，宜优先选用T梁；跨径为30m、25m、20m时，可选用T梁和小箱梁；跨径小于20m时，宜优先选用空心板。（4）上部结构宜采用先简支后连续体系或简支梁体系。对单孔跨径小于20m的中小桥梁宜采用简支梁体系，对单孔跨径超过20m的桥梁宜采用先简支后连续体系。
2.2下部结构设计
（1）山区地形、地貌、水文地质条件复杂，桥梁下部结构如果设计不合理，可能会引发基础墩台破坏，影响桥梁质量和安全。因此应需格外重视桥梁下部结构设计。（2）下部结构设计中，应高度重视高墩的稳定性，应综合考虑墩身的刚度和约束条件。为形成连续刚构体系，改善桥墩的受力，同座桥桥墩的高度相差较大时，应将一联中的中间墩的高度增加，相近刚度的桥墩固结，在两侧较矮的墩设置支座。对跨度大的连续刚构桥，墩矮时采用双薄壁墩；墩高时采用空心薄壁墩，以提高墩的抗推、抗弯刚度，利于高墩稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其他桥梁，当墩高小于25m时，宜采用双柱式墩；当墩高在25～45m范围时，宜采用单独桥墩；当墩高在45～75m范围时，宜采用空心薄壁墩。（3）考虑山区地形，常用桥台有肋板式、桩柱式、重力式U型桥台。山区地形陡峭，不适合设置锥坡，很大程度上限制桩柱式、肋板式桥台使用，采用较多的是重力式桥台，其高度一般不宜超过10m，可结合山区地形设置纵横向台阶。（4）山区公路桥梁根据山区地形、地貌、水文地质条件情况，桥梁墩台基础常采用扩大基础和桩基础。在可能发生流砂或淤泥地基中采用钻孔桩时，应先做试桩。同一结构物在液化砂土地基中采用不同桩长时，桩端应设置在抗震性能相近的土层或同一土层中，应使用类型相同的桩，宜全部采用摩擦桩、端承桩、扩底桩、不扩底桩、灌注桩、预制桩中的一种，不能同时采用两种或多种；应优先采用钢筋混凝土灌注长桩。
3设计的优化措施
3.1做好施工前的地质勘测工作
山区公路的施工中，地质环境条件相对比较差，而且工程地质条件复杂，地形起伏较大，气候环境也相对较差。因此，施工之前需要做好对地质的勘测，了解周围的地理环境条件，如果勘测工作没有做到位，很容易影响到后期的工程施工，因此，做好施工之前的勘测工作是十分重要的。例如，在实际施工之前，运用GIS技术对地质情况进行勘测，通过区域地图中的位置情况，从中选择最优的设计路线，保证设计的合理性，保障工程整体的安全。
3.2对桥梁工程地质情况的评估
通常，在进行山区公路桥梁设计之前，需对路线沿线工程地质情况进行调查，在调查基础上，针对桥位处进行必要的钻探工作，以便充分了解桥位地质情况。特别是遇到复杂地质时，需采用各种地勘综合手段，充分揭示桥位地质，以供确定合理的设计方案。
3.3施工材料的准备
在山区公路桥梁工程施工中，一些区域比较偏僻，需要提前准备好施工材料，施工材料可以就近取材，可减少运输的成本。在工程施工之前，需要准备好施工中需要运用到的各种材料，同时需要保证材料的质量，做好对材料的检测，要确保材料能够达到工程施工的标准。
3.4对施工场地地基的处理
在公路桥梁施工中，为适应相应的施工方案，有时需对施工场地进行地基处理，例如，支架现浇箱梁施工时需对支架场地进行处理，预制结构需进行预制场地的硬化处理等。对于工程施工中地基的处理，需要根据不同的地基采取不同的施工方式，以便充分提升施工效率。
3.5针对性处理问题
在山区公路桥梁设计中，需要根据当地的地理环境情况有针对性的进行设计。针对处于大纵坡桥梁的设计，需控制桥梁纵向位移；对于高墩桥梁设计，桥梁稳定性要求较高，桥墩的移位和转角会对桥梁的受力造成一定影响，需要在设计中进行有效控制；对于位于曲线上的桥梁，上部结构选型对于曲线的适用性及施工便利性显得较为重要；对于地震等级较高的地区，桥梁结构的抗震性能设计显得较为关键；对于岩溶地区的桥梁设计，桥梁基础地质的探明十分重要；对于有通航等级要求的桥梁设计，桥跨满足通航需要、桥墩抗船撞设计就是重点考虑的问题；对于寒冷地区桥梁，结构抗冻性能设计就显得尤为重要。总之，只有在工程的设计阶段充分考虑各种因素，提前考虑到工程的安全性、耐久性，并做好对工程后期的维护和保养，方能使桥梁结构在运营过程始终处于良好的使用状态。桥梁设计施工中，各项基础设计内容都会影响到桥梁工程设计质量，每一环节的设计都对整个桥梁后期运营有着重要的影响，整个设计过程中需要充分控制好成本，并对后期运营和维护提出要求。
结束语
综上所述，山区公路桥梁建设作为当前我国经济发展的重要组成，对于提升地方经济发展起到重要的作用，利于实现城乡一体化的发展。为促进山区公路桥梁的建设，需根据山区公路项目的特点，充分考虑影响设计成果质量的各种因素，有效解决设计中存在的各种问题，进行针对性设计，方能确保设计方案合理。
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[3]王济源.山区公路桥梁设计关键问题研究[J].四川建材，2016，42（7）：110-111.
论文作者:熊兵,李磊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第8期
论文发表时间:2018/10/30
标签：桥梁论文; 山区论文; 公路论文; 地形论文; 地质论文; 桥墩论文; 结构论文; 《建筑细部》2018年第8期论文;