摘要：曲线、大纵坡、高墩、长度大是山区高速公路桥梁不同于寻常公路桥梁的特点，对其进行桥梁结构设计计算时，要针对这些特点做出相应的调整。本文论述了该类桥梁的设计要点，包括：桥梁结构形式的选择，高墩桥的变位控制，高墩压弯稳定性计算问题，在冲击力、制动力及震动方面的考虑，陡边坡上的桥墩设计，支座和桥面平顺设施的设置要点等。
关键词：山区高速公路；桥梁；设计
1 山区桥梁维修设计分析
1.1桥面板的维修设计
在山区桥梁桥面的维修设计中，如果其损坏情况并不是很严重，只需在病变的位置加以清除，再浇筑一次混凝土就可以了。如果情况较为严重，就要浇筑新的桥面板。所以在设计过程中，就需要根据实际情况来开展工作。
1.2 梁的维修设计
1.2.1 粘贴加固设计
在梁的维修设计过程中，如果其结构出现裂纹问题，就要认真结合实际情况，建议采用粘贴加固的方式。在设计工作开展的时候，结合其加固方法的施工难度和手段，重视对其结构承载力的提高，以实现梁的维修加固。
1.2.2增设构件加固设计
如果原来的构件结构是完好的，然而其承载能力已经不能够符合当前的使用需求。在进行设计的时候，可以考虑采取增加构件的方式来实现加固。只是需要注意的是，新增构建对桥梁功能可能带来影响。
2 桥梁结构形式的选择
2.1 上部结构设计
2.1.1 大跨径桥多采用悬臂浇注或悬臂拼装箱梁
悬臂浇注或悬臂拼装的连续箱梁不但可以现场施工，不需要大型的吊装、运输设备，而且受力合理、抗扭能力强、整体性好、耐久性强，对于具有曲线、大纵坡、高墩、长度大特点的大跨径山区公路桥梁来说无疑是一种优选的桥型。
2.1.2 中等跨径桥多采用预制拼装多梁式T梁
预制拼装多梁式T梁具有造价省、施工方便的特点，对于缺乏预制场地、现场预制不便的山区，采用装配式结构可以提高施工效率，因此，山区中等跨径桥梁的常采用预制拼装多梁式T梁。尽管T梁的抗扭能力与平衡外力的能力相比于箱梁较差，但T梁桥可以通过调整翼缘板宽度来改变平面线性，将直梁的直线线型改为弯曲程度较小的曲线，来减少曲梁的弯扭作用。
2.1.3 小半径曲线桥宜选择整体式连续闭合箱梁
与其他桥梁相比，小半径曲线桥在荷载作用下会承受更大的弯扭作用，因此建议采用抗扭能力强的整体式闭合箱梁。此外，整体式闭合箱梁平衡外力的能力强，不会对下部构造产生太大的曲梁附加力，对高墩桥更有利。
2.2 下部结构设计
2.2.1 桥墩形式的选择
对于大跨径连续刚构桥而言，墩的刚度对矮墩桥的内力分配起到重要作用，因此矮墩桥应采用双薄壁墩较合理；而高墩桥对于稳定性要求较高，需要严格控制桥梁变位，因此应当选择具有较大抗弯、抗稳刚度的箱型空心墩。对于中等跨径多梁式刚构桥而言，双柱式墩具有较大刚度，将其用于曲线、大纵坡、高墩的中等跨径T梁桥，可以有效减小形变。
2.2.2 桥台和基础设计
山区高速公路桥往往采用重力式、桩柱式和肋板式这三种形式的桥台，其中使用最多的是重力式U形台。山区高速公路桥通常采用桩基础和扩大基础。大部分山区的地质状况较好，桥梁可以采用扩大基础；如果桥位所处横断面坡度较大或地质状况复杂，建议采用桩基础。
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3 山区高速公路桥梁设计要点
3.1 设计思路
3.1.1优化设计方案
在当前的桥梁结构设计之中，通常有两种不同的形式，其一是大跨度的桥梁，另外一种是标准跨度的桥梁。对于这两种结构来讲，由于在设计控制方面存在着一些不同[1]。所以，在具体的设计中，这两种形式也可能会出现不同的问题。这就要求能够优化设计方案，选择最优方案来执行。
3.1.2 合理选择施工材料
桥梁的设计安全性保障与其使用的材料性能有着重要的关系。施工材料的当中最为重要的就是混凝土和钢筋，只有在混凝土和钢筋的质量得到了保障，并正确的进行应用，才能确保桥梁的整体使用性能提升，为其安全性提供持久的保障。
3.2 技术要点
3.2.1 曲线、大纵坡长桥下的高墩变位控制
3.2.1.1 横桥向变位控制
预应力混凝土连续箱梁曲线桥在悬臂施工过程中和二期恒载的加载作用下，均会产生横向扭转，这些扭转在高墩的作用下会被放大，使墩顶产生较大的横向变位。因此，高墩弯桥应当对高墩产生的横桥向变位进行控制，具体措施包括：a.适当调整墩的刚度来减少墩的位移；b.在制作墩时就设置一定的横桥向偏移，以抵消后期产生的横桥向变位。
3.2.1.2 纵桥向总体变位控制
对于大纵坡高墩长桥，车辆频繁的刹车制动会使桥梁沿下坡方向滑动，产生不可恢复的纵桥向变位[2]。通过提高桥梁的刚度，可以有效控制这种纵桥向变位，但刚度的增大幅度要加以控制，使桥梁纵向变位在规定的范围内，同时尽量减少建造成本。
3.2.1.3 高墩初始偏位控制
首先，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。其次，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。再次，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[3]。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。
3.2.2 冲击力、制动力及抗震
在汽车行驶过程中，产生的冲击力和刹车时的制动力会对长、大纵坡桥梁的受力造成不利影响。在曲线桥在汽车离心力的作用下，沿着远离圆心的方向，梁的冲击系数逐渐增大，对桥梁下部结构受力不利。因此，在设计长、大纵坡桥梁时应采用适当增大后的计算冲击力和制动力。弯坡下的连续刚构桥的固结处受力复杂，为了加强这类桥的抗震能力，应当增强墩梁交接处的配筋。柔性体系桥梁的总体变位会挤压位于下坡末端的桥台，设计人员宜加强这类桥梁的桥台背墙设计[4]。
3.2.3 陡边坡上的桥墩设计
若桥梁横向的两柱墩位于高度差很大的陡边坡上，相邻柱墩间存在巨大的无支高度差，会造成两墩柱刚度相差悬殊，从而导致相邻桥墩受力相差很大[5]。因此，针对这种情况，设计人员可以在较矮桥墩的地面下增设一段套筒，增加其无支高度，以减少相邻桥墩间的刚度差。
结束语
总之，做好桥梁设计，能够提升山区高速公路的使用性能，增强其使用寿命。高速公路是山区行车交通的重要方式，能够带动山区经济发展，具有非常重要的作用。加强这方面桥梁设计的研究，对山区高速公路的质量来说，也是一个重要的保障。
参考文献：
[1]陈晓明.设计新理念在山区高速公路桥梁中的应用探讨[J].工程建设与设计，2017（02）：75-76.
[2]周泽箭.略论如何优化山区高速公路桥梁设计[J].江西建材，2017（23）：175+180.
[3]李翠茹.山区高速公路桥梁设计与平原高速公路桥梁设计的区别[J].交通世界，2018（14）：100-101.
[4]魏平，孙金，葛梦澜.山区高速公路标准化跨径桥梁设计要点[J].筑路机械与施工机械化，2016，33（10）：64-68.
[5]刘顺锋.山区高速公路桥梁设计存在的问题及对策分析[J].科技创新与应用，2013（33）：203.
论文作者:余玲玲,颜加俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/8
标签：桥梁论文; 山区论文; 刚度论文; 桥墩论文; 高速公路论文; 悬臂论文; 曲线论文; 《基层建设》2018年第28期论文;