摘要：通过对高速公路桥梁工程设计深入研究，然后对桥梁的设计原则认真分析，并对其设计与要点进行概述，为相关工作提供借鉴。
关键词：高速公路；桥梁设计
1高速公路桥梁工程设计概述
随着经济的高速发展，我国的基础建设也逐步完善。交通建设作为我国基础建设中的重点部分，对经济发展有着重要的作用。高速公路桥梁设计中应将地质环境与之紧密的结合在一起。如果工程建设前调查的不够详细，施工中一旦出现大的地质灾害问题，将给工程建设及营运安全带来很大的隐患。因此，高速公路桥梁建设有着现实性的特点。为了保障人员的安全和工程的安全性，在进行施工之前首先需要根据地形和地貌特点来进行安全设计，其次一定要在所使用的材料和技术等方面来提升设计的稳定性。只有这样才能在保证在投入使用以后车辆的行驶安全性，为人们的生命财产安全提供进一步保障。此外，高速公路桥梁设计中应遵循规范性的原则，高速公路桥梁设计与其他的桥梁有所不同，当中涉及到的内容比较多，在施工技巧和工艺等方面要求也比较高，一定要在规范性基础上来进行设计才能提升数据的精准度，促使工程的安全性上升。
2桥梁设计的原则
2.1一般原则
在进行高速公路桥梁设计时，往往会选跨度标准化的桥梁，并且多会选用预应力混凝土梁或钢筋混凝土梁，从而方便施工、节省造价。在实际设计过程中，初步确定桥位后，设计人员需要综合地理位置、施工环境、地质特征等因素，选择桥梁建造类型。在这个过程中需要遵循的原则有如下几点：
相关基数必须符合桥梁的建设标准，然后再对桥梁的本身进行科学合理的构建。需要重视桥墩与桥跨之间的比例问题，需要控制好桥梁与周围环境形成良好的协调状态；在满足成本控制的前提下，做好桥型的合理选择。满足这些条件之后，再选择施工工艺。在施工过程中需要保证施工标准化、结构标准化，进而保证工程项目有序开展。
2.2设计准则
设计原则遵循的是由上至下的设计方式，在此过程中，需要重视主梁、伸缩缝、搭板等各个方面的结构问题，另外下部结构的设计需要重视桥墩、桥台等方面的设计问题。
3公路常规桥梁的设计分析
3.1桩基、承台的设计方案
高速公路桥梁设计的核心在于桩基以及承台的设计，需要选用适宜的成孔施工方法，当前主要分为两种，即机械钻孔和人工挖孔。所以需要对地形、地貌和施工现场等进行全面勘测。一般情况下，对于地形地貌比较复杂的工程来说，如路面地貌复杂且地下水量较少的工程可选用人工挖孔灌注的方式。对于坡度较大的路面来说，可以采用锚索或者锚杆稳定山体，避免桩基坍塌等问题出现。在土方开挖时，若开挖的路面是岩石山体和悬空部分结合，则需要在悬空部分设置半圆模，并做好岩壁的防护工作，安装钢筋网等，也可以浇筑混凝土，在岩壁内模拆除结束后可以在悬空岩壁上加设一个孔口基底，便于后期施工。
3.2立柱、盖梁的设计方案
高速公路桥梁设计中，4根及以上墩柱可构成一个结构体，立柱和地面的间隔距离较大，可在桥梁的下方设置圆形墩柱，这样可以提高桥梁结构的整体稳定程度。在设计桥面时，需注意施工材料的选择，材料性能需符合设计要求，且满足施工标准。例如，需对模板的强度和刚度进行严格检测，在运输施工材料时也需要做好防护措施，避免材料性能发生变化，埋下质量隐患。对于桥梁的盖梁设计来说，一般会预埋牛腿孔，并对结构受力等进行计算验证。
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3.3桥台设计
当前，我国公路桥梁设计时使用的桥台形式主要有3种，即重力式U型台、主板台以及桩柱式台。其中，重力式U型台式桥台设计方案应用比较普遍，其主要特征为可以实现桥梁与公路的顺利过渡。依据相关设计规范，若采用U型台，也需对填土范围进行有效控制，一般范围控制在4～10m左右。在设计桥台时，需对以下几个方面进行考量：其一，因为高速公路建设地域跨度大，地形较为复杂，其中可能会出现横坡或者是起伏较大的路面，因此这种工程桥梁的上部结构设计就十分重要，因其直接与桥台高度设置相关联，为了保证质量，需适当降低桥台高度，也可适当加长桥身；其二，在设计桥台时，若路面情况比较复杂，坡度较大，则可以选用U型桥台，且需对桥台的台阶进行合理布设，需严格控制桥台内外高度差，在设计桥台时，为了保证台身不会出现裂缝等问题，可采用填石等措施进行处理。
4公路桥梁设计的注意要点
4.1与环境高适配性
公路桥梁工程与环境的适配性需要考虑两个方面，即桥梁桩基础的应用和与环境之间的关系。一方面是桥梁桩基础的应用。当前，桩基成孔技术在高速公路桥梁工程中的应用越来越广泛，该工艺施工操作简便，且可有效降低施工成本，因此多被应用于高强度且不透水的地质环境中。但是因为其在基础施工时需要扩大基础面积，施工周期较长，工程量较大，且容易对周边地质造成扰动，也会对周边环境造成不良影响，因此在设计过程中需要对施工工艺进行调整，通常会调整为嵌岩桩结构挖孔工艺，这样可以有效控制梁式桥梁基础结构的施工。另一方面是与环境的协调关系，对于高速公路桥梁工程来说，因为其占地面积较大，且涉及的地形地貌较为复杂，纵横断面的变化较大，这样就会造成工程实际施工时需扩大开挖面。为了实现对开挖施工的有效控制，在设计过程中需要进行工艺调整，提高施工工艺方案的灵活性，从而可在一定程度上保证桥梁结构的稳定性与安全性。
4.2主梁结构设计
就以往工程的建设情况来说，通常主线桥梁的单孔跨径不超过10m的工程，主梁结构会采用钢筋混凝土结构，其余跨径桥梁结构则选用预应力混凝土结构；若桥梁结构的总长度不超过100m、单孔跨径不超过20m，则主梁结构可以设计为简支体系空心板结构；若桥梁结构总长度超过100m或者是跨径超过20m，主梁结构可以选用其他形式。需要注意的是，在设计主梁结构形式时，需要对后期施工的难易程度、施工量等进行考量，为了保证工程建设任务的顺利进行，优先考虑选用先简支后连续结构形式。对于跨径比较大的桥梁工程，会受到地形地貌和地质条件的影响，对于现浇的要求较高，因此同样会优先考虑采用先简支后连续的结构形式。
4.3桥墩结构设计
桥梁工程桥墩结构形式较多，一般工程中会在柱式墩身上加设梁框架体系，但是需要根据实际情况选用适宜的布置形式，详细内容如下：若桥梁的斜交角小于30°，则可以考虑选用双柱式桥墩；若桥梁的斜交角大于30°，则可以选择三柱式桥墩。对于部分结构设计较为特殊的工程，则需要对墩身结构进行解构，尽量不设计为墩盖梁形式。此外，墩台基础形式也需要根据工程的外部环境进行设置，对结构组成进行统筹优化。如当工程项目的横向起伏变化比较大时，横坡陡峭出桥墩基础则可以设置为桩基形式，而桥台也可以设置为用肋板和挖孔桩，也可设置为桩柱式，这样可以实现对工程开挖面积的有效控制。但是，如果工程施工现场的横坡起伏较小但纵向坡度较大时，一般其基础会设置为重力式墩台或者是明开挖基础形式。
结语：
综上所述，在设计的过程中，除具备桥梁结构本身的专业知识外，还需要不断地完善地质、水文等相关知识，做好各种桥梁设计研究工作，根据不同的实际情况选择合适的桥梁方案，从而保证高速公路桥梁设计的安全、合理。
参考文献：
[1]马清，刘智.山区高速公路桥梁设计环节分析[J].中国新技术新产品，2013，17：64.
[2]肖能立.怀通高速公路桥梁建设中钢筋锈蚀问题的分析[J].公路交通科技（应用技术版），2013，12：209-211.
论文作者:刘志杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/11
标签：桥梁论文; 桥台论文; 结构论文; 高速公路论文; 桥墩论文; 工程论文; 形式论文; 《基层建设》2017年第16期论文;