广东省交通规划设计研究院股份有限公司 510507
摘要：山区高速公路桥梁所处位置地形、地质、水文条件都比较复杂，导致山区高速公路桥梁具有曲线多、纵坡较大、平面半径较小等特点。另外，山区高速公路一般都是沿山谷河流展线，沿河岸交替设线，不可避免地需要设置很多斜弯桥。山区地形陡峭，导致会有较多半边桥和高挡墙存在。基于以上这些特点可以看出山区高速公路桥梁设计是一个比较复杂的工程。
关键词：山区；高速公路；桥梁设计
1.山区高速公路桥梁建设特点
1.1由于桥梁在山区高速公路建设中所占比重相对较大，且一般的桥梁基本都需要进行高空作业，再加上浇筑次数多以及天气设备等因素的影响，山区高速公路桥梁建设的施工工期相对较长；
1.2施工过程中，因高墩柱施工在时间上的影响，为保证工期，工程建设一般采用平行作业的方式，模板的需求量因此而提升；同时，大吨位吊车及其他机械设备的调配与投入相比于普通桥梁施工也要大一些；
1.3施工过程中，尽管墩柱完成的延米数比较大，但因部分未完成高墩柱的存在，因此实际延米数与计量规定并不相符，项目投资资金的回笼以及工程的建设周期容易因此而受到影响；
1.4在山区的作业环境中，不同墩柱的高度差相对较大，高墩柱因墩身的影响，故其重心较高，墩身的柔度因此变大，同时又因施工要求的严苛，所以桥梁建设过程中，高墩施工的定位控制难度一般都比较大；
1.5山区高速公路桥梁建设一般处于地貌相对复杂的地区，建设区域坡度的起伏相对较大，再加上高空作业的所占比重较大，因此山区高速公路桥梁建设的安全系数一般都比较低。
结合山区高速公路桥梁建设的这些特点，要在项目建设过程中，保证桥梁施工的有序推进，则必须从桥梁设计的角度上进行重视，遵循一定的原则并通过科学、合理且精确的设计和规划，为桥梁的建设提供参考依据。
2.山区高速公路桥梁设计的基本原则
通常山区的地理、地貌环境比较复杂，在这些地区修建高速公路连接用的桥梁，需要遵循以下原则：
2.1建设成本最低原则
建设成本最低原则是指在山区高速公路桥梁修建时，在保证桥梁质量的前提下，尽可能使桥梁的造价达到最低。通常降低桥梁造价方法有：通过改变桥梁设计结构来降低造价、因地制宜选择桥梁建筑材料来降低造价、选择最佳施工方案来降低桥梁造价等。
2.2环境保护原则
环境保护原则是指在桥梁结构设计、桥梁修建位置的选择及施工方法的选择时，尽可能最大程度的降低对周围环境的破坏。
2.3符合技术标准原则
修建的桥梁必须达到国家规定的技术标准和规范，确保桥梁的结构安全、质量和使用寿命。
3.山区高速公路桥梁设计要点
3.1科学选择施工材料
在设计与建造桥梁的过程中，桥梁的建造安全性保障关键性因素在于钢筋混凝土的质量，其对于桥梁结构的整体使用性、耐久性以及安全性有直接性的影响。要把控好混凝土施工质量，高质量完成桥梁建造的控制，一方面要严格遵守相关的规范来配备混凝土，还要做好相关试验工作，确保材料的性能。
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3.2上部结构设计
山区高速公路，桥梁所占的比重较大，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。一般情况，对于跨径20到35米的桥梁可以采用小箱梁，对于跨径＞35米的桥梁，根据其桥梁的受力特点，通常采用T梁更为结实和安全。另外，从使用效果和造价上讲，小于20米跨径的桥梁，现阶段通常用密肋式预应力矮T梁替代空心板结构。小箱梁是介于矮T梁和常规T梁之间的一种截面，无论从造价、施工简便性还是受力等各方面更有优势，所以对于跨径在20到35米的截面，采用小箱梁的结构形式是最为适宜的选择。
3.3桥梁下部构造设计
3.3.1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。
3.3.2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。根据相关规定指出“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，其取值与墩柱的结构形式有关。
3.3.3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。
3.3.4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，根据相关规定，U台适应的填土范围为4-10m，所以U台的高度一般以不超过10m控制。山区桥梁一个显著特征就是横向，纵向坡度大，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，一般超过12m。
3.3.5基础
山区高速公路桥梁最常用的基础为扩大基础与桩基础。山区地质情况一般较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩大基础。因为分离式扩大基础适应地形横坡，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，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不良地质情况、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。
结束语：总之，山区高速公路桥梁设计是一项复杂的工作，对设计者的技能水平要求较高，加之山区的特殊地形，因此，一定要正确选择山区高速公路桥梁的建设材料，并加强对其上部结构以及下部结构设计的研究，结合实际情况选择最科学的设计方案，保障桥梁工程建设的质量。
参考文献
[1]熊文.山区高速公路桥梁的设计与分析[J].交通标准化.2011.
[2]李振华.山区高速公路桥梁设计的特点和方法探讨[J].工程技术研究.2017（06）.
[3]白琦成.山区高速铁路桥梁设计几个问题探讨[J].铁道标准设计.2011（02）.
论文作者:韦荣彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/4
标签：桥梁论文; 山区论文; 高速公路论文; 造价论文; 桥墩论文; 路基论文; 较高论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;