摘要：在我国山区发展的过程中很容易受到一些因素所影响，山区经济社会发展的主要制约因素之一就是交通。受复杂地形地质等条件的影响，山区道路的设计更为复杂，施工难度大，造价高，进一步制约了山区高速公路网的完善。本文主要针对山区高速公路桥梁设计进行探讨，目的在于解决当前设计中的实际问题。
关键词：山区交通；高速公路；桥梁设计；研究
随着我国各地的交通网络不断的完善，各地的道路四通八达，为我国经济的发展创造了良好的条件，但从我国道路的整体状况来看，存在道路网络分布不均的现象。尤其是我国山区的道路网络有待完善。另外，山区的高速公路存在一定的特点，在进行山区高速公路修建的过程中，需要我们根据这些特点，并通过相应的技术来完成山区高速公路的修建。
1.山区高速公路的主要特点
众所周知，山区具有地形复杂、地质条件复杂以及自然灾害严重等特点，因此，山区高速公路的建设条件具有地形、地质条件复杂、自然灾害频发的特点。其中，山区地形复杂只要体现在地面存在的高差较大、地形变化较为频繁，存在横陡坡的地形；山区的地质条件复杂主要表现在滑坡、岩溶、崩塌、煤气层地质等不良的地质条件较为多见。由于受到地形地质的影响，在对路线进行布设的过程中，平向、纵向以及横向都会受到严重的制约，一般来讲主要是平曲线较多、纵坡较大、平面半径较小，桥梁所占的比例会比较高，横坡也会比较陡，所修建的半边桥以及高挡墙也会比较多。高速公路桥梁除具有上述特点之外，还具有高墩跨度大、墩台的形式较为多样化、弯坡桥出现的情况也较多等特点，基于以上内容，在进行山区高速公路桥梁设计的过程中，必须处理好其细部构造和地质地形条件之间的关系。
2.山区高速公路路基与桥梁的关系
2.1 高填方路基的方案与桥梁跨越方案的对比
山区高速公路的桥梁设计一般受地形条件影响较大，因此，路基方案中所设置的高架桥一般不适用于此，而在众多存在的问题中，路桥的界限设置问题一直都是一个难点和重点，并且很大程度上影响着公路修建的造价。路基修建过程中有其规范，当路基中心处填方的高度高于20m的情况下，最好与桥梁跨越方案进行对比选择。而在项目工程施工的过程中，往往受工期因素的影响，对此进行忽略，而直对桥梁的方案进行考虑。事实上，如果施工地点地质条件较好，基石中心处填方的高度在30m左右，但V型峡谷的收敛较为迅速，并且隧道和桥相互连接的地区属于消化隧道产生的废方，因此路基方案较好，这是由于此类地形架桥存在场地局促的特点，这会导致施工的难度增大，并且坡面陡峭容易产生坡边不稳定的状态。而针对于所处低段宽阔平缓，即使中心处填方的高度只有20m左右，若需要跨越标段借方，并且运输的距离比较远，填方的基地对于路段的处理也应该需要花费大量的资金，在这种情况下还应该考虑桥梁方案的经济性和安全性。因此，高速公路路桥的界限，不能够以偏概全，针对与中心处填方的高度高于20m的填方路段，应该根据施工地点的地质、地形、路段存有的废方量及构造物以及施工工程的造价等方面应该进行综合考虑，通过方案的比选后来进行决定是否对桥梁进行设置。
2.2 半边桥与挡墙之间的关系
山区高速公路的地形较为陡峭，即使能够以设计来对路基错台状况进行处理，但是有的时候设计还需要遵循一定的要求，例如转向车道的设置，这就使路基错台的这一方案不容易进行实施，这就会导致半边桥容易出现，当较低一侧填土的高度能够达到15m的时候，应该结合当地的地质和地形加设挡墙，并对挡墙、半边桥以及弃土方案进行比较，然后再决定对桥梁是否进行设置。
3.结构体系方面的特征
为了实现往来行车的舒适度，并保证结构的耐用性，山区高速公路的桥梁一般采取连续结构或是连续钢构进行建造，而由于在进行连续钢构建造时，桥梁的墩高就会产生差异，这时就需要通过对桥墩线刚度进行调整来使桥墩的受力结构得到改善，就会使桥墩的尺寸参差不齐，整体的美观性下降，并且施工的过程中会加大工程量。而连续结构的联长不能够过长，舒适性也会非常差，并且墩台会出现较大程度的水平位移，需要将墩柱进行扩大，这就造成了材料的浪费。可以根据施工地的地形，使中间的桥墩的稍高一些，刚度相似并相邻的桥墩应固结在一起，相对较矮的桥边墩可以加设支座，从而形成连续梁。
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4.桥梁上下部分的结构设计
4.1桥梁上部的结构设计
4.1.1 上部结构设计的一般原则
在对桥梁进行设计的过程中，标准跨径通常采用20m、25m、30m以及40m的跨径，T梁的横向连接方式主要有钢接和铰接，但两者在相比之下，采用钢接的方式进行横向连接较为适宜，铰接在异形桥和斜交桥中也较为适宜，这些都在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中有所涉及。
4.1.2 桥梁上部结构的具体设计
在进行桥梁上部结构的设计过程中，需要对两种关系进行处理好。其一，应处理好墩高和跨径之间的关系。既要保证符合相应的美学原理，又要保证其设计的经济性，应结合多种设计方案，从优选择，以使工程造价降低；其二，需要处理好平面曲线半径和上部构造之间的关系。
4.2 桥梁下部的结构设计
4.2.1 桥墩设计
对于高度在40m以下的桥墩一般采用桥墩的种类为柱式墩或是Y型墩，较为常用的为柱式墩。柱式墩可以分为方柱和圆柱两种墩型，其衔接较为方便，一般多用于平原地区，并且较为美观。而从受力角度来讲，在两种墩型的截面积相同的情况下，方柱的刚度高于圆柱，因此受力也由于圆柱，所以方柱较为使用一些。
4.2.2 高墩设计
一般来讲，较矮的桥墩在设计的过程中会受到其强度影响，当桥墩的墩高较高时，则需要对桥墩的稳定性进行考虑。根据相关规定所提及的：“当10/h大于30的情况下，相应的构件就会由材料破坏转变为失去稳定性破坏”，其中10代表的是受压柱的长度，通常来讲子啊墩高的1~2倍之间发生变化，取值与其承钢度相关。
4.2.3 桥墩与路幅之间的关系
山区高速公路的路基可分为整体式和分离式两种。在进行选线的过程中，一般会考虑到环保、占地、景观等重要因素，从目前来看，分离式路基使用的频率较少，一般只有中长隧道才会对其进行使用，并且整体式路基的采用将会越来越多。整体式路基包含双幅桥，一般情况下，为了节约成本，较多采用的是双幅两柱式设计。
4.2.4 桥台设计
桥台一般分为重力式U型台、桩柱式台、肋板台等，一般来讲，重力式U型台是最为常用的一种，其填土的范围应控制在5~10m之间，故U型台应控制在10m的高度。并且其具有横向的特征。U型台在进行设计的过程中，应以地形作为设计的依据对台阶进行合理的划分。
4.2.5 基础设计
对于基础设计这一部分主要涉及到的是桩基础和扩大基础。山区的地质一般较好，所以多数采用分离式扩大基础。原因在于这种扩大基础的类型较为适应山区的地形，并且承载力也能够得到满足。而桩基础一般为柱桩和嵌岩桩，对于地质较差的区域一般使用摩擦桩。桩基础在施工的过程中一般是采用钻孔桩及挖孔桩的方式进行，但两种方法在施工的过程中仍需要以当地的实际情况为主。
5.结束语
综上所述，山区高速公路桥梁在设计的过程中，应该对施工地区的地质、地形进行考察，通过地质和地形的特点，采取相应的设计理念和设计技巧来完成桥梁的设计，要做到既保证设计的安全性，又要考虑桥梁设计的经济性和合理性。以使山区高速公路桥梁的设计达到相应的标准。
参考文献:
[1]陈伟.山区高速公路桥梁设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015,5（28）：76-77.
[2]何鑫.对山区高速公路桥梁设计探讨[J].四川水泥，2015,11（11）：23-24.
论文作者:高雅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
标签：桥梁论文; 山区论文; 地形论文; 高速公路论文; 桥墩论文; 路基论文; 地质论文; 《基层建设》2017年第32期论文;