摘要：随着我国经济的飞速发展，国内高等级公路建设也加快了建设的脚步，尤其是高等级公路的建设已经开始深入到山区。这不仅单纯的方便了交通，也带动了山区经济的发展。本文结合了高速公路中桥梁设计的思路，分析了目前我国山区公路桥梁设计中的关键问题，以供从业人员参考。
关键词：山区公路；设计思路；关键问题
随着我国经济的迅猛发展，高速公路的建设力度不断提升。我国地域辽阔，但地形主要以丘陵、山区为主。在这些地区的高速公路建设中，桥梁建设是十分重要的组成部分，故山区公路的桥梁设计研究的现实意义重大。山区公路的地形地质复杂，具体表现为地面的高度差异大，变化较为频繁，存在着岩溶、滑坡、崩塌、煤层、不稳定斜坡、陡崖等不良的地质现象。针对这些道路现象，路线设计的纵、横、平这三个方面都将受到约束。因此，在满足适用、经济、安全和美观的基本原则的前提下，应着重考虑桥梁跨径与地形的协调和适应性。
一、山区公路桥梁设计思路
1、桥梁结构形式的确定
在山区公路桥梁设计的环节中，桥梁建筑要根据所处地区的综合环境的客观条件的不同，确定桥梁的总体形势，也就是选择桥梁的类型。就高速公路中的桥梁的作用来说，桥梁最重要的就是坚固和耐用，所以在桥梁初步结构的设计上应该充分考虑到它的实用性和强度。在山区公路桥梁的建设过程中，我们发现，我国山区公路桥梁在桥墩的设计上存在一些问题，首先选择的多是柔软性桥墩，也就降低了桥墩的稳定性以及桥梁在使用过程中的安全性。在山区公路中，受到实际地形等的限制，线形控制上常常会有小半径的弯道和较大较长纵坡，在这样的情况下，就必须要采用一些相应的辅助措施，来保证高速公路桥梁的稳定性，降低事故发生的频率。其次在桥位的选择上，需要设计人员充分的考虑该山区的地质条件和水文条件，防止桥梁的建设会影响到河流的正常流向。
2、桥梁上部结构的设计
在山区公路桥梁的建设中，为了尽量方便施工，形成规模化生产，设计是会尽量考虑常见的结构形式，比如预应力混凝土T型梁，这些结构比较简单的桥梁的桥墩不能太高，选择连续的结构更加有利于桥梁的结构安全性和使用。连续结构的桥梁一旦在桥梁内部温度出现变化的时候就会产生相对应的内力，连续结构的桥梁不会对这种内力产生伤害，但是高桥墩结构就会对这种内力产生副作用。连续结构形式为了分散内力，稳定桥墩。
3、桥梁方案的设计
高速公路桥梁的设计在整个高速公路的设计中都占据着重要的地位，无论是从人文角度还是从经济角度来说，桥梁的安全性和使用周期以及桥梁的造价都是设计中重点考虑的问题，每一项的重要程度都是设计人员不能忽视的。作为专业的高速公路桥梁的设计的人员，应该充分重视设计的工作，努力提高方案的设计水平，在设计方案的过程中进行充分的沟通，分析以及修改，最终达成最理想的方案，投入施工之后能够呈现完美的建造效果。
二、山区公路桥梁设计关键问题
1、山区曲线预制梁桥预制梁、板布设。在山区公路桥梁施工中，预制结构是最常见的桥梁结构。但是，对于预制结构桥梁来说，它存在一定的局限性，一是预制桥梁的上部结构需要达到标准的长度跨径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆公路工程使用的预制板、预制T梁跨径和预制小箱梁跨径都有相应的标准。
所以，如果确定施工方案为预制结构桥梁时，需要按照标准跨径布置孔跨；二是将高速公路修建在山区时，桥梁受地势环境影响，通常会有一些曲线半径存在于平面线型中，在山区公路桥梁中普遍存在弯桥。所以，施工单位要合理制定方案，科学布置板梁，充分发挥预制结构优点，确保整体线型能够满足平曲线型的布置要求；三是解决好上部构造板梁布置和平面区县的适应关系。桥位处于平面曲线半径对桥梁上部结构的平面布置具有较大影响，一般表现为中矢高和内外弧差两个方面。在布置墩台角度时，受曲率半径影响，内外梁梁长存在一定差异，内外梁梁长差随着半径的变小而增大。在平行布置墩台时，中矢高的大小受桥梁平面线形路面平曲线的直接影响。通常来说，桥梁的中矢高如果在10cm以下，则可用按照直线平行布孔，桥梁的中矢高如果在10cm-20cm直接，则在平行布孔以后将桥梁整体向曲线凸出方向移动，中矢高如果在20cm以上则需要按照折线平行布设，同时要适当调整边梁翼缘。
2、桥梁上部结构应力设计。在山区公路桥梁施工中，对于非标准跨径的结构，一般采用两种结构，一种是预应力钢筋混凝土现浇，另一种是钢筋混凝土现浇桥梁。其中，上部结构的内力计算是现浇桥梁结构设计中的关键问题。按照结构受力情况，预应力混凝土结构可分为部分预应力混凝土和全预应力混凝土结构。在计算预应力混凝土现浇梁桥上部结构时，混凝土梁在各种载荷组合作用下，各个截面是不产生拉应力的，截面最小应力σ≥0MPa。
如果个别截面由于次内力的影响无法将拉应力消除，则允许存在较小的拉应力，但要控制拉应力在2MPa以下。与此同时，因为C50混凝土有着2.65MPa的轴心抗拉强度标准值，因此只要将个别截面的拉应力控制在2.65MPa以下，混凝土就能够满足结构正常使用，不会出现开裂情况。
3、桥梁下部柔性高墩设计。如果山区桥墩的高度在40m以上时，就需要对桥梁的稳定性加强重视，因为当桥梁具有较高高度时，复杂的环境因素会给桥梁造成更大的压力，直接影响着桥梁的稳定性。按照相关标准，当l0/h>30时，构件已由材料破坏变为失稳破坏。l0/h=30是第一类稳定与第二类稳定的分界点，因此，施工单位需要对高度的柔性设计加强重视，通过柔性高墩的合理设计能够桥梁稳定性问题得到有效解决。施工人员除了要考虑高墩桥梁的最大承受极限和桥面承载能力以外，还需要对连续梁结构时各个桥墩互相制约等因素进行综合考虑，对整体的桥梁进行分析，对下部的高墩的柔性设计深入研究。
另外，还需要对漂流物或水质腐蚀性影响等外部因素进行综合考虑，进行配筋计算和裂缝验算，完成对整个墩台的下部结构计算。
4、山区复杂地质条件桥梁桩基设计。在实际施工中，可能会遇到斜坡、断层破碎带、采空区以及深厚覆盖层等地质条件。以深厚覆盖层条件为例，较厚覆盖层分布厚度在50-70m左右，我们在选择桩基施工方式时需要根据覆盖层的厚度进行。30m以下厚度的一般是按照嵌岩桩设计，超过40m的按照摩擦桩设计，大于30m且小于40m范围内的可以根据经济水平、技术水平等任意选择。施工人员需要根据桩基施工方式来确定桩长，并对侧壁摩阻力的作用进行充分考虑，使桩长适当减少。与此同时，采用摩擦桩时需要对沉降对上部结构的影响进行综合考虑，特殊情况下上部结构采用简支结构，从而使沉降对桥梁上部结构的影响有所降低。
三、结束语
山区公路桥梁作为一种公共建筑设施，无论是建筑过程中还是在使用的过程中，都会受到来自各界的影响。所以要求我们的设计人员要在设计的同时就能够充分的分析这些因素给桥梁以及高速公路带来的影响，同时要想出合理的设计方案来控制这些因素所带来的不良影响。所以在桥梁设计的过程中一定要因地制宜，因为不同的地区就会有不同的影响内容和影响程度。同时这也要求设计人员要不断加强自身的学习，不断掌握新的技术，再结合自身的经验，作出一个合理的高速公路桥梁的设计方案。
参考文献：
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[2] 吴星，虞建.关于山区公路的桥梁设计问题探讨[J].科技资讯，2013
[3] 陈建欣.山区地带高速公路桥梁的设计[J].交通世界（运输.车辆），2015
论文作者:王永源
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
标签：桥梁论文; 结构论文; 山区论文; 公路论文; 桥墩论文; 高速公路论文; 应力论文; 《防护工程》2018年第33期论文;