寇娇芝
陕西金昶公路工程设计咨询有限公司 陕西西安 710000
摘要:从山区公路桥梁上部、下部结构设计原则出发，解析山区高速公路桥梁设计过程中存在的问题，同时，针对设计现状给出针对性的处理措施，目的在于提高山区高速公路桥梁设计水平，促进我国山区公路桥梁事业发展。
关键词:山区高速公路；桥梁设计；公路桥梁
引言：当前背景下，道路桥梁是我国公路交通基础设施中非常重要的组成部分，但是很多地区的地形条件异常复杂，地质条件也非常的异常，在公路设计中应该提出更高的要求。设计方案的合理性对于整个工程的造价和性能都产生极大的影响。因此，山区高速公路的设计要求非常高，只有在设计过程中全面的考虑到所存在的一系列问题，从而可以保证高速公路桥梁顺利实施。
1山区高速公路桥梁设计的基本原则
1．1桥梁上部结构设计原则
目前我国的山区高速公路的桥梁所占比例非常大，对于这些桥梁来说，大部分都是跨径桥梁，但是通常情况下不会选择使用特殊跨径桥梁。对于常见的桥梁结构形式来说，在设计过程中，应该确保施工的方便快捷、工程造价也较低的特性。通常情况下，目前最为常用的跨径尺寸为50m，40m，35m，30m，20m，16m;而其中的小桥标准主要有16m，13m，10m，6m四种形式。横断面的结构构成中主要包含有空心板、预制T梁等等。对于跨径尺寸在3m以下的桥梁工程来说，基本都选择使用跨径与预制T梁的结构形式;而对于跨径尺寸超过3m的桥梁工程来说，通常要充分的考虑到桥梁的受力结构特点，从而选择使用T梁或者是小箱梁的结构形式。从施工成本来分析，20m跨径及以下的桥梁结构形式通常会选择使用空心截面的形式造价比较低，而选择空心板的形式也具有明显的优势。空心板的角度一般比较小，但是却可以应用在跨径较小的工程中，在桥梁净空较高时，空心截面是最为合适的施工方案。
1．2桥梁下部结构设计原则
桥梁下部的结构主要指的是桥墩结构部分，目前大部分的桥墩都选择使用高墩的性能，也就是墩高在40m以下的桥墩选择使用柱式墩或者是Y型薄壁墩，前者应用比较多。柱式墩一般可以分为圆墩和方柱两种基本形式。圆柱在施工中外观质量可以有效的控制，并且桩基的衔接方面更加方便，所以多应用在平原地区中。但是从美学角度分析，方柱结构形式的墩体棱角分明，可以与上部桥梁结构形成协调统一的结构形式，美观性强，在桥梁选择使用连续钢构时，方柱的结构形式可以实现上下刚度的调节，从而可以提升其承载性能。
2桥梁设计中存在的问题
2．1设计理念陈旧以及构造体系匮乏
桥梁在进行设计方案确定的时候，首先要考虑的因素就是经济性，综合分析桥梁的结构形式，还应该对构件和连接部分全面的考虑。但是在具体工作中还有很多的实际问题没有解决，首先就是设计人员在设计过程中只是考虑到了达到计算的要求，并没有考虑整体结构构造以及所使用材料等问题;其次，在桥梁设计到施工阶段，存在很多的人为原因影响，最为常见的就是人们对于桥梁整体性的认识较低，并且没有充分的了解设计图纸，并没有根据实际的需要选择使用高强度混凝土材料，所以造成了整个工程部分出现了安全性不足的情况存在。
2．2桥梁安全和耐久性无法保证
当前世界上出现了数量庞大的桥梁坍塌事故，因此，桥梁的安全性一直以来都是人们所关注和重视的。目前桥梁的安全问题主要的导致因素就是技术水平较低且管理不善等等方面，通常情况下，桥梁在长期的使用过程中，就难免会存在很多的安全问题。有些桥梁在投入运营之后的几年时间内就出现了严重的质量问题而影响使用寿命，再有就是因为材料质量不达标、缺乏钢筋保护层等等问题造成的开裂问题，从而造成了严重安全事故的发生。
2．3桥梁设计排水不够完善
桥梁结构中的排水系统设计是当前所存在的主要问题，很多桥梁所设计的排水系统都比较不完善，导致了在雨季边梁被严重冲毁，该部分结构损坏严重。有些桥梁所设计的泄水口较之桥梁铺装层的表面还要高，这种结构形式就会造成在雨季根本无法排出积水，从而导致了沥青表层被冲毁，加速了桥梁的损坏，给桥梁的耐久性造成严重的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然一些桥梁在设计中采用了防水设计理念并且应用了一些结构设计，但是选择使用的防水材料质量不达标，这样也会造成桥梁的耐久性无法满足使用的要求[1]。有些桥梁的人行道等等附属结构部分设计的美观性不足，协调性差，就会导致了雨水容易渗透到桥台面中，会严重的侵蚀桥梁结构。
3山区高速公路桥梁设计问题改进的对策
3．1选择合理的设计方案
结构设计方案是桥梁施工的基础，同时也是提升安全性和耐久性的关键。桥梁的结构设计就需要选择大跨度与标准跨径的结构形式。因为每种结构设计所需要控制的因素相差较大，所以每个设计方案也需要考虑全面。在具体桥梁设计中，一般都不会选择使用大跨径桥梁的设计方案，而基本上选择标准跨径的方案，从而可以确保建设施工方案更加的科学与合理。
3．2采用高耐久性结构设计方案
设计师在进行桥梁设计的过程中，必须要充分的考虑到风、雨、车辆载荷以及化学物质对桥梁结构性能所产生的影响，要不断的提升设计水平，选择更加符合要求的整体设计方案，从而实施全面的设计。当前，我国很多桥梁都是因为耐久性不足而造成的大量维修，从而导致了安全性下降，给国家造成巨大的损失。在充分的认识到耐久性所具备的重要性，就要在设计的过程中加强该部分的设计，从而可以全面提升桥梁的安全性[2]。在设计的过程中要选择使用性能优越的施工材料，还要采用更加完善的结构设计方案，加大细节处理，避免产生较大的维修费用，确保桥梁可以正常的应用，创造更高的经济效益和社会效益。
3．3全面重视桥梁结构设计桥梁
在建设施工以及投入运营的过程中，不可避免的会受到外部自然因素的影响，比如化学腐蚀、车辆载荷、恶劣自然条件的影响等等[3]。同时,桥梁所选择使用的材料在使用中也会逐渐出现性能下降的问题，使得整个桥梁部门出现性能不足的问题。所以在实际工作中需要采取更加完善的设计方案，以防止出现这些问题，从而可以全面提升桥梁的使用寿命。
3.4做好高墩初始偏位控制
预应力混凝土结构通常有显著的收缩、徐变现象，这一点在高墩长桥中体现的更加明显。这些长期效应会放大桥梁建成时的墩顶初始偏位，这会导致桥墩受力不利及桥梁体系变位不当，因此设计过程中应对此加以控制。
3.4.1 对悬臂浇注箱梁刚构桥而言，因山区地形的原因，桥梁常会出现墩两侧跨径不等的现象，这会导致悬臂浇注施工时墩两侧受力不平衡，使桥墩产生初始偏位。通常可以通过调整浇筑施工的程序、在墩两侧浇筑等重的混凝土来平衡受力，消除偏移量。
3.4.2 对预制拼装多梁式刚构桥而言，在架设 T梁时也会因推力导致高墩的顶部产生偏移，因此，设计人员应在 T梁的架设方案中考虑到这一点，并采取相应的措施加以控制。
3.5做好高墩弯曲稳定性计算问题
在桥墩的压弯稳定计算中，如何确定压杆偏心增大系数的杆件计算长度十分关键，而杆件的计算长度是由杆件的自身刚度和边界约束条件共同决定。设计计算时，若仅考虑墩的边界约束条件，忽略墩身刚度对约束及墩的变形的影响，会造成杆件变形模拟上的差异，对高墩桥梁的结构设计造成显著影响。此外，高墩桥的墩顶变位会引起上部竖向力，给桥墩带来附加弯矩，在计算高墩稳定性时应加以考虑。
3.6严格禁止桥梁超载
车辆超载是目前造成桥梁损坏的重要因素，同时也会给桥梁的性能产生巨大的影响，首先会造成桥梁出现严重的疲劳问题，从而使得应力幅度增大，严重的损坏结构;其次，车辆超载使得桥梁内部结构出现问题且无法正常的恢复，最终导致使用寿命的缩短，甚至还会出现严重的交通事故。
结语：
山区高速公路桥梁设计的过程中一般都会存在有大曲线、大纵坡以及长桥高墩的现象，这是因为我国地形条件复杂所造成的，也是不可避免的，所以在设计的过程中应该从各个方面来深入的考虑这些问题，采取更加合理的结构设计方案，从而使得高速公路桥梁安全性得以提升。
参考文献：
[1]籍晓婷. 山区高速公路桥梁设计探讨[J]. 山西建筑, 2017, 43(9):185-187.
[2]王欣. 简析山区高速公路桥梁设计的关键问题[J]. 城市道桥与防洪, 2016(4):84-86.
[3]折娟. 山区高速公路桥梁设计关键问题研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2016(13).
论文作者:寇娇芝
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：桥梁论文; 结构论文; 山区论文; 高速公路论文; 设计方案论文; 形式论文; 桥墩论文; 《防护工程》2018年第28期论文;