摘要：经济的进步，城镇化进程的加快，促进桥梁建设的发展。桥梁在交通建设中发挥着非常重要的作用，而对于山区而言，交通建设完善与否直接影响其经济的发展。而在山区中进行桥梁的建设时，由于受到地形条件的限制，常常会采用中小跨径桥梁，而在对于中小跨径桥梁进行设计的时候，必须要遵循一些基本的原则，充分考虑建设场地地质条件、地理环境等因素的影响，合理地对于桥梁上部结构以及下部结构进行设计，从而更加有利于山区中小桥梁施工活动的开展，同时更好地保证山区中小桥梁的质量。本文就山区中小跨径桥梁设计要点展开探讨。
关键词：山区中小跨径桥梁；设计原则；设计要点
引言
山区中小跨径桥梁在设计过程中与常见桥梁设计之间存在较大差异，设计过程中需要对较多要素进行分析。在设计前期阶段相关部门需要对施工区域地形地质变化情况进行分析，对设计措施可行性进行探究，结合中小桥梁设计要求拟定设计原则，对后续中小跨径桥梁设计质量与施工质量具有较大影响。
1山区中小桥梁设计原则
1.1安全性原则
在对于山区中小桥梁进行设计的时候，首先必须要遵循安全性原则，对于任何一种桥梁结构的设计而言，安全都是其最基本的一个原则。而在对于山区中小跨径桥梁进行设计的过程中，由于山区的地质、地形、地貌条件都较为复杂，而且存在着诸多的安全隐患，所以在这样的环境中进行桥梁的建设，必须要充分的考虑其安全性。因此在设计的过程中，除了需要对于地震荷载、恒载、活载以及施工荷载加以考虑之外，由于山区的自然条件以及气象条件往往具有多变的特征，所以在设计的过程中还必须要充分地考虑风荷载、雪荷载、冻胀力以及水力等因素对于桥梁结构安全造成的影响，合理地进行设计，从而设计出最有利于桥梁结构安全的方案。
1.2便于施工原则
在山区地形施工中，地形起伏变化性较大，加上地形中有较多沟壑，在此环境展开桥梁施工建设具有较大难度。所以在山区进行中小桥梁设计时，需要全面遵循便于施工的基本原则。拟定不同的设计方案，通过方案比较，选取便于施工的方案。在山区开展施工活动中，由于施工机械施工难度较大，加上材料与设备不便于运输，所以在具体设计过程中需要对此类要素进行综合分析，创设良好的施工条件，可以尽可能放弃应用大型机械设备，应用小跨径预制构件，这样能够降低中小桥梁施工难度，有利于提升施工效率。还需要设定明确的施工计划，对重点施工环节要拟定不同实施方案，旨在提升施工质量。改善传统设计中的不足之处，拟定更多可行性方案。
1.3经济性原则
在山区进行桥梁的建设，由于受到地形地质条件的限制，同时施工的难度也相对较大，所以相应的建设成本也就更高。因此，从成本控制的角度来看，在对于山区中小桥梁进行设计的时候，还必须要遵循经济性原则。在山区中小桥梁设计的过程中，上部结构形式的选择、基础形式的选择以及材料的选择都会对于中小桥梁的造价造成影响，所以必须要确定多种山区中小桥梁方案，并且从技术层面和经济层面对于各种设计方案进行比较，选择出技术可行且成本最为合理的方案，有效地控制山区中小桥梁的成本。
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2现阶段山区中小跨径桥梁设计要点
2.1上部结构设计要点
当前在山区中小跨径桥梁设计过程中，对上部结构进行设计时，需要根据山区基本地形情况选取相应的结构形式，可以选用最规范化的跨径，这样有助于促进施工活动开展。对主梁进行设计是山区中小桥梁上部结构设计的重要环节，目前常用的设计形式主要是预制装配式主梁，此类设计能够有效施工，提升施工质量。目前预制装配式主梁构成形式较多，主要有空心板、T梁与小箱梁。根据项目施工建设要求确定主梁，然后分析施工区域地势地形等影响要素。如果施工环境复杂程度较高，可以应用空心板，但是应用中会出现不同程度桥面开裂问题。小箱梁自身抗扭矩性能较好，T梁在设计应用中具有较大强度，跨越能力也较强，能够有效提升桥梁质量，所以能够在山区小桥梁施工中进行应用。
2.2桥梁下部结构设计要点
（1）桥墩台的合理设计。山区公路中小桥梁设计过程中，对桥墩身高度小于20m的桥梁采用柱式桥墩(桥梁为旱桥时可采用矩形柱式墩，桥梁跨越河流时可采用圆形柱式墩)，柱高(不含盖梁高)在7m以上的中小桥，需在地面或常水位线以上设置横系梁;当墩身高度大于16m时，在墩身中部增设一道系梁。上部采用连续箱梁结构，下部采用无盖梁柱式桥墩，墩高)7m时，在墩顶加一道横系梁，墩高)16m时，在墩身中部增设一道横系梁。对桥墩高度大于20m的桥梁宜采用大尺寸的矩形空心或实体桥墩。全桥的墩柱形式、规格除特殊要求外尽可能保持一致。但桩柱配筋应根据墩柱高度、支座的型式经设计分析确定。尤其是结构型式和墩柱高度变化较大的桥，原则上不得为设计简便全桥各墩柱采用相同配筋。同时山区中小桥梁设计时，应结合现场的自然地理条件，水文地质情况选择合理的墩台构造，特别是山区时有山洪泥石流发生，应充分考虑桥梁墩台的抗泥石流的冲击能力，针对此类情况，可选择抗冲能力较强的重力式实体墩台，且设置必要的防冲设施。（2）桥墩台的型式。在桥梁设计的过程中,一定要将上部构造的类型、桥墩台的高度以及地形地质条件等纳人到考虑范围内,进而正确地选择桥墩台的形式与尺寸。在山区中,公路桥墩台的形式多种多样,比较常见的桥墩有矩形重力式实体墩、柱式墩、矩形空心墩、轻型薄壁墩桥台有重力式型桥台,肋板台,桩基接盖梁桥台,轻型薄壁桥台。在桥墩台高度不高的情况下,通常都会选择小尺寸的矩形重力式实体墩、柱式墩、薄壁式墩台、重力式型桥台、桩基接盖梁桥台。这几种方式的构造简单，而且能够控制施工过程中的外观质量，在同基础进行衔接的时候也十分简单。在桥梁高度较高时，通常采用大尺寸的矩形重力式实体墩、矩形空心墩、肋板式桥台。在设计方面，亦需要针对具体的地形和美观性要求来合理地选择桥墩台型式。
2.3山区中小桥梁减隔震设计要点
我国西北和西南山区很多处于地震多发带，地震作用对于桥梁的设计非常关键。从地震中破坏和破损的桥梁调研，主要震害问题是：（1）上部结构碰撞和梁体移位，梁体移位严重的是整体桥梁落梁，例如汶川地震中庙子坪岷江特大桥引起落梁事件，大部分梁体移位是部分位移及挡块的破坏，并未引起整体桥梁的垮损；（2）支座震害，主要表现为支座塑性变形、支座位移和支座局部锚固的破坏，这是因为高墩桥梁的梁体移位对支座产生很大的不均匀集中力，导致支座失效且锚固构件破坏；（3）桥墩震害，包括墩底混凝土破损、盖梁及节点破坏、桥台破坏等现象。对于山区中小跨径桥梁，可以从以下方面进行减隔震设计，提高桥梁在地震作用下安全性：首先，在桥墩端部设置减隔震阻尼装置，采用阻尼装置可以有效控制高墩的位移，达到预期的抗震设防要求；其次，设置桥梁限位装置，限制因为梁体过大的位移引起的落梁风险，通过布设弹性挡块、拉索支座、弹性衬垫等进行限位；再次，加强高墩桥梁的墩柱延性设计，避免发生突发性破坏和垮塌，注重配筋比和含箍率的设计；最后，需要积极引进新型的抗震材料，消能耗能构造材料，提高地震作用下桥梁的能量耗散。
结语
在对于山区中小桥梁进行设计的过程中，必须要严格遵循安全性原则、便于施工原则和经济性原则，同时还应该充分考虑山区场地的实际情况，选择最为合理的桥梁结构形式，有效地对于上部结构、下部结构以及基础进行设计，从而使得山区中小桥梁的施工活动能够更加有效地得以开展，同时确保其经济性，保证山区中小桥梁建设的质量，推动山区交通的发展。
参考文献
[1]胥正良.山区中小跨径桥梁设计要点解析[J].城市建筑,2015.
[2]史同振,朱宗亮.山区中小跨径桥梁设计要点[J].城市建设理论研究,2014, (11).
论文作者:阮伟,李乾辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：桥梁论文; 山区论文; 桥墩论文; 桥台论文; 支座论文; 地形论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;