摘要：我国地质复杂，桥梁数量为世界之最，可以说我国的地质造就了我国高超的桥梁工艺与大量极富美感的桥梁样式。本文阐述了研究复杂地质地区大型桥梁工程设计要点的必要性，并探讨了在深谷、跨河、及软岩石等复杂地质地区建设桥梁的设计要点，以期为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：复杂地质；大型桥梁；工程设计要点
引言：桥梁是我国路政工程的重要组成部分，道路是否畅通，是否能够满足人们的出行需求，离不开大量桥梁的建造。科学合理的桥梁设计能够实现桥梁这一功能，但设计桥梁工程受多种因素影响，其中地质因素最为关键，可以说，具有实效性与经济性的复杂地质桥梁工程设计方案是保障桥梁建造成功根本。
一、探讨复杂地质地区大型桥梁工程设计要点的必要性
根据我国交通部门的统计得知，目前，我国桥梁总数已经超过100万座，包括悬索桥、拱桥、梁桥以及斜拉桥在内的四种类型的桥梁跨径均居于世界范围内同种类桥梁跨径前列。并预计到2030年我国还需要建设超过2万公里的高速公路，而拟制的这2万公里的高速公路中有许多工程需要跨江、跨河、跨峡谷建设，或者需要在复杂地质条件下跨越沟壑、峻岭建造，其中存在大量技术、施工难点需要解决。尤其是我国国土范围大，气候环境复杂，不同地区地质、水文等差异性显著，例如，复杂的灰岩地区其地质条件就极为恶劣，包括溶洞、裂隙、地下水等等。在认识不足的情况下贸然进行大型桥梁设计，不利于设计出与实际施工相符的设计方案，很可能存在较大的安全隐患。设计是桥梁建设的基础，也是保障桥梁工程顺利开展的根本。它对于桥梁工程整体质量，人们的人身安全，国家的成本投入均有重要影响。因此，若拟在复杂地质条件下开展基于大型桥梁工程的设计工作，设计单位必须深入桥梁拟建地区进行仔细的地质勘探，确定科学、合理的设计方案，降低实际施工难度，提高实际施工效率，降低工程建设成本，提高施工的安全性与可靠性。可见，研究复杂地质地区大型桥梁工程设计要点十分必要[1]。
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二、基于复杂地质地区大型桥梁工程设计要点的分析
（一）设计桥梁工程的前期准备要点
在设计复杂地质地区桥梁时设计单位不仅需要参考建设现场的地质、气候等自然条件，还需要分析桥梁施工技术的可执行性，材料运输是否便利，建设桥梁所消耗的资金成本是否与桥梁建设地区经济水平相符等问题。因此，在桥梁设计前期必须对桥梁建设自然环境、经济环境、社会环境等进行多维度、全方面考察，在设计完成后还需要依据建设地区地质条件、施工环境、地区经济等众多因素展开论证，进而确定最优的桥梁设计方案，保证其在质量达标的情况下，既能够按期完工，有能够节约成本。在设计过程中，应当坚持绿色环保的理念，加强对桥梁建设现场附近自然、人文环境的保护，并保障桥梁样式与周围环境相适应，在施工过程中严格依照设计图纸进行施工，采用先进科学的施工技术与设备。具体而言，为保障桥梁工程设计质量，设计单位应当做好下述三点，一是多角度、多维度，并应用多种手段收集桥梁建设相关资料，做好现场勘探前的准备工作，在现场勘探时采用先进设备仪器，保证地质条件的准确性；二是在有条件的情况下尽量采用勘探程度强的设备，同时需确保样本具有代表性；三是严格按照国家相关标准开展勘察工作，但应当以实际情况为本，灵活采用勘察技术。
（二）设计深谷地区桥梁的要点分析
设计深谷地区桥梁有下述要点，第一，设计大型桥梁上部结构时，采用同等长度、同等矩度的T形结构，或者采用简支空心板的方法十分普遍，同时这两种设计方案在我国目前实践应用中也较为成熟，设计单位可以参考实际建设的桥梁情况进行细微改动；第二，设计大型桥梁下部结构时，桥墩是设计的要点，实践表明，等截面圆柱式或者方柱式的桥墩是最为普遍的设计，但若为了满足建设要求，需要桥墩较高，也可以采用阶梯式实心柱桥墩、变截面空心桥墩。需注意的是，在设计桥墩时，必须明确桥墩自重，它与桥墩稳定性息息相关；第三，设计大型桥梁桥台时，可以采用U台、柱式台等，具体需参照工程需求选择[2]。
（三）设计跨河地区桥梁的要点分析
建设地质条件复杂的跨河桥梁，其桥墩位于河水中，应当具有承受河水冲刷的能力，通常在冲刷线附近、低水位下或冻结线下，桥墩体会出现不同程度的腐蚀，严重的还会呈现混凝土空洞的情况。若桥梁建造在地质条件为厚砂砾卵石层，桥梁桩基易被磨损，长期如此还会出现钢筋暴露等严重问题。因此，在设计跨河桥梁时，其要点是桥台的设计与桥梁基础的设计，必须着力提高桥台的水平抵抗能力，关于桥台的设计作如下分析，采用组合式桥台，它具有分担桥台后土压力的效果，组合形态可以设计为过梁式、框架式或者将挡土墙与桥台组合等。组合式桥台具有节约材料、降低成本等优点。但应当注意勿要在软土地质地区应用挡土墙与桥台的组合方案，避免产生质量问题。采用埋置式桥台，在该桥台前溜坡内安装防冲设备，能够使溜坡承担桥台自身压力，有助于节约材料，降低成本。但其坡度较小、较长，若距离河岸较近则应当压缩河床，这样就会增加施工难度。在条件允许的情况下，若地质条件为软土，可以采用后移河岸的方法，将台后路堤改良成低填土式的。采用薄壁式桥台，该桥台形式整体性高、自重小、施工便利，但多用于低于3米，跨径低于13米的桥梁建设。
（四）设计极软岩石地区桥梁的要点分析
在极软岩石地区建设桥梁设计要点是桩长的设计，大型桥梁上部结构需要有较大的承载力，若遇到类似如极软岩石等地质条件恶劣的软土地层，设计单位应设计为摩擦桩或者嵌岩桩，摩擦桩依赖于桩身和土层间的摩擦力加强承载力，设计单位需要全面考量工程造价以及实际施工条件，摩擦桩主要应用于土层较厚、桥梁上部结构反力低、岩石较浅的地区；嵌岩桩适用于岩石埋深浅的地区。总之，科学、合理设计桥梁桩长，有效提高桩基承载力，有利于保障桥梁稳固性。
总结：
总而言之，针对复杂地质大型桥梁项目进行设计，设计师必须深入研究施工现场环境，综合考量地势、地形、土质等众多因素后确定设计方案，此外，还需要对大型桥梁结构与地质、结构物等相互间的关系进行比对，提高设计方案质量。在施工前，注意清理施工现场环境等，尽量排除安全隐患，保障施工顺利进行。
参考文献：
[1]赵佳州.道桥工程设计中的关键问题[J].黑龙江科学,2018,9(20):104-105.
[2]马静静.桥梁工程设计中的存在问题及解决对策[J].黑龙江交通科技,2018,41(10):114+116.
论文作者:朱传忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/11
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