山区公路桥梁设计探讨

山区公路桥梁设计探讨
何贵平
信阳豫南公路工程有限公司,河南信阳 465450
摘要：桥梁是高速公路的重要组成部分。

桥梁的设置是否合适，桥梁设计方案是否合理，直接影响整条路线的工程造价及使用功能。

现如今在山区修建的公路越来越多，山区公路具有地形、地质、水文等条件复杂，构造物多，桥隧比例大的特点。

本文针对山区公路桥梁的设计进行探究。

关键词：山区公路；桥梁；设计
中图分类号：U448.14;U442.5 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)14-0024-02
1 山区公路桥梁设计概述
1.1 山区公路的特点
山区公路主要有以下两个特点：一是山区公路的地形比较复杂。

山区地面的高差非常大，横坡比较陡峭，坡面变化也极为频繁，为山区公路建设带来了极大的不便。

二是山区公路的地质结构比较复杂。

山区的地质由于存在着大量的不稳定斜坡、陡坡、滑坡，因此很容易造成崩塌、泥石流等地质灾害。

1.2 山区公路桥梁特点
由于山区公路的地形陡峭、地质结构复杂，而且其地表地貌多为季节性冲沟，这些地貌多数都不是受水文控制的，而是受地形影响较多。

因此，山区公路桥梁在设计的过程中，需要采用高墩桥设计，而非路基设计。

这是由于采用高墩桥设计，能够有效防范季节性洪水所带来的一系列问题，同时对周边环境的破坏力也比较小，经济、安全也更为实用。

相反，如果采用了路基设计，桥梁施工的工程量非常大，而且高填土分层错层高，极不稳定，容易引发安全事故。

2 山区自然特征对公路建设的影响
2.1 地形
山区的复杂山脉相连，高低起伏，坡大沟深，山崖陡峭。

伴随着大小水系分布着大小河流及山间谷地。

山区河流具有河床纵坡大、流量小、流速快，形成山区地形山高谷深垂直切割明显的特点．路线布设在平、纵、横三个方面受到限制，迫使路线平面、和纵断面转折频繁。

因此在选定路线时，应先摸清山脉水系的特点．选定好路线的总体走向和主要控制点。

结合地形特点，选定利用和改建的实施方案，反复比较统筹安排。

2.2 地质
山区地表坡度大．土壤浅薄，植被稀少。

强分化的土石易被水冲走。

岩石直露，岩体破碎，产状多变，褶曲断裂。

裂隙水和地下水的长期作用对地质稳定有很大影响。

加之气候变化．地表存在着一些不良地质情况，如岩堆、碎落、滑塌、岩溶、泥石流等。

而路基的稳定性取决于所处地段地质构造的稳定性，故岩石的种类，岩层走向和倾斜度及有无软土夹层及地下水的影响，在路线设计时，必须从地质构造上正确判断岩层的稳定性，对不良地质的影响范围作出认真研究与分析，采取防治结合的有效措施予以根除。

2.3 气候
山区一般温度较低．昼夜温差较大．温度垂直性差异非常明显。

夏季多暴雨，往往会伴随着山洪暴发。

由于地形、地貌特征雨水的作用显著，沿河路基易冲刷。

应充分调查了解降雨量、汇水面积、洪水位的情况，合理地选择路线线位高度或采取措施确保路基的使用安全。

3 山区桥梁设计的基本原则
3.1 安全可靠
桥梁结构在强度、稳定性和耐久性方面应有足够的安全储备。

由于山区的地形地质条件和气象条件的复杂多变，桥梁结构计算除考虑常规的荷载以外，还应考虑山区常有的强风、雨雪冻胀、水力等荷载对桥梁产生的影响。

此外，桥梁的整体刚度分配和构件稳定性分析等都是山区公路桥梁设
计时不可缺少的考虑内容。

3.2 耐久适用。

山区公路桥梁应采用全寿命周期成本理念进行设计，桥梁设计应保证在100年的设计基准期内安全适用。

山区公路桥梁应充分考虑地震、高温、潮湿等不同的地理气候环境对桥梁耐久性的影响，在材料的选择、保护层厚度、防水阻锈等方面满足耐久性的要求；特别应注重良好的结构体系与结构设计是保证桥梁耐久性的关键。

3.3 经济合理
山区公路桥梁设计不但要考虑其技术的可行性，同时必须充分考虑桥梁的经济性。

因此，桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，根据工程所处的地理环境、施工条件及工期等方面进行多方案的技术经济论证，选择造价和养护费用综合最省的桥型，并尽量采用预制安装的标准化结构，以便进行工厂化施工管理，从而节约工程造价，取得良好的经济指标。

3.4 环境保护和可持续发展
山区桥梁设计还应充分考虑环境保护和可持续发展的要求，从桥位选择、孔跨布置、基础形式、上下部施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑对环境的保护，尽量减少对环境的破坏，把对环境的不利影响减到最小。

4 结构体系特性
为了保证山区公路行车舒适，结构耐久适用。

大中桥一般均采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续——刚构混合体系。

全刚构体系由于一座桥梁墩高相差较大，需通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力。

这样一来，桥墩尺寸种类就比较多，美观性降低，施工相对麻烦一些。

全连续结构联长不能太长．舒适性差．墩台水平位移较大．墩柱尺寸需设计的相对大一些，材料较费。

根据地形，将中间墩高较高．刚度相差不大的相邻几个桥墩固结起来。

利用其柔性适应桥墩所受的水平力．较矮的边墩设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁。

这样的刚构——连续体系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善，且适应地形特点。

山区公路桥梁多为弯、坡桥，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势，单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下．梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势，如果采用全连续结构，即上下构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势往往造成梁体受力不平衡，支座脱空甚至破坏，从而导致梁体开裂。

因此山区公路桥梁宜采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续——刚构混合体系，既适应平面线形，又适应桥梁受力特点。

5 山区公路桥梁设计的控制要点
5.1 结构体系的选择
公路桥梁设计基于使用功能，必须要从三个方面进行考虑，即：运营的舒适性、整体性以及耐用性，因此山区公路的大、中型桥梁往往采用的是墩梁固接以及先简支、后连续的方式。

在这里需要我们注意的是，对于全刚构体系来讲，其墩柱高度相关比较大，需要我们在设计的过程中通过对墩柱线刚度进行调整来达到调节墩柱受力的目的。

当然，这种调整会增加墩柱的体积，也会影响到桥梁的美观性，而且会增加施工的难度，所以需要我们慎重考虑。

而全连续结构的桥梁一般长度都很大，为行车带来很多麻烦，而且这一结构也会增加墩台的水平受力。

因此，我们在设计的过程中，可以根据桥梁所在地的实际情况，将中间部位墩高比较高，且刚度比较接近的相邻的桥墩固接在一起，再利用桥墩自身的柔性，来适应桥墩所受的水平力，从而有效改善高墩的受力
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施工方案的制定、报审、检查等。

此外，也要赋予项目经理经济处罚权力，指导好工地的安全事务开展。

2.2.3 多手段、全方位进行沟通和协调
沟通的渠道有很多，以项目经理为例，如图1所示。

除此外，还有项目团队之间的沟通，以及团队成员之间的相互沟通与交流。

沟通是项目团队建设与目标实现的关键因素，沟通不畅，往往会造成许多管理上的问题，如本位主义、各种误解，不公平感等。

因此在项目团队中应开展全方位，多手段的沟通与协调，包括正式的和非正式的多种手段，如发布指令、例会、个别交谈、建议、讨论、员工调查等。

图1 沟通渠道
冲突是任何一个团队建设过程中不可避免的现象。

有建设性冲突和破坏性冲突两种。

前者往往会让人们发现问题的所在，激发人们去寻找更好的解决方法，有益于团队的建设，后者对达成组织的目标起着阻碍的作用，若处理不当，往往会破坏团队的凝聚力。

由于其不可避免性，组织应该正确的对待，合理有效地利用建设性冲突，提高团队的竞争力和凝聚力，使其产生积极的效果，且在沟通的过程中一定要目标明确，只有明确了项目的目标，成员才能适宜地采取行动，而成员之间才能责任明确，避免扯皮产生破坏性冲突。

只有设法减少破坏性的冲突才能有利于团队的建设。

2.3 积极地应对后续的管控事项
通常来讲，后续的建设管控活动要面对着时间紧迫，内容繁琐，人数较多，活动规模大等等的一些现象。

所以，只有积极地对其开展管控活动，才可以确保项目能够在规定的时间之中开展，确保项目能够按时进行。

要设置一个有着非常高的功效，有着优秀的管控水平的领导体系，而且要结合项目的实际特征和面积等设置相关的管控体系。

对于管控的方法，应果取动态控制实现目标，及时检查工序质量，做好工序交接检查。

参考文献
[1]王锋胜. 工程施工管理措施的探讨[J]. 科协论坛(下半月),2012,(8).
[2]李成川. 浅谈建筑工程施工管理[J]. 科技创新与应
用,2012,(21).
[3]周英. 搞好建筑工程施工管理的措施[J]. 科技创新与
应用,2012,(21).
[4]翟裕民. 关于建筑施工管理问题探析[J]. 科技创新与
应用,2012,(20).
性能。

5.2 桥梁上部结构设计的控制要点
山区公路桥梁设计首先要考虑的问题就是根据山区地形、地质、地貌来选择桥梁的结构体系，从而确保桥梁的结构设计能够达到科学、合理、经济、耐用的目标。

通常情况下，一些平缓地势的中、小型桥梁建筑比较倾向于使用简支空心板结构，这一结构桥型的桥梁比较高大，跨径较小，而且施工便捷、技术成熟。

但是由于跨径较小，所以在跨越深沟时，其桥梁高跨容易造成比例失调，从而影响桥梁的整体美观。

同时简支空心板结构桥面存在着许多伸缩缝，这就为车辆的行驶带来诸多不便。

中等跨径桥梁多使用预制拼装多梁式T梁，这种结构的造价低廉，施工方便。

但这种结构的T梁为开口断面，所以平衡受力能力、抗扭曲能力较差。

因此，在设计过程中，需要我们从桥梁所在地区的实际情况出发，对结构体系进行选择，这样才能够保证设计的科学性、严谨性。

5.3 桥梁下部结构设计的控制要点
我们要对桥梁下部结构进行设计时，必须要充分考虑到能够满足上部结构对支撑力的要求。

除此之外，还需要从美学的角度来保证桥梁的上部结构与下部结构是协调、均匀的。

桥墩主要有双薄壁墩、柱式墩以及空心薄壁墩等形式。

其中，柱式墩因其稳定性强、容易施工、外表美观等优势，而被广泛应用。

对于一些连续刚构桥，我们在设计的过程中，必须要考虑到上部结构与下部结构的刚度比，降低下部结构的刚度、刚度比，能够有效降低刚结点处的负弯矩，进而降低因外界温度变化而导致的内应力。

但是，需要注意的是绝不是桥墩的柔性越大越好，如果桥墩的柔性过大，将会导致墩柱产生过大的变形，使桥梁的稳定性大幅度降低。

6 结论
综上所述，山区的地形复杂，容易发生地质灾害的特点，这就为桥梁设计、施工带来了诸多挑战。

桥梁设计师在对山区公路桥梁进行设计时，必须要从山区公路桥梁的设计特点出发，合理选择桥梁的结构体系，并控制好桥梁上部结构与下部结构的要点，从而规划出质量安全、经济耐用的设计方案。

参考文献
[1]郑茜茜. 道路桥梁设计隐患问题研究[J]. 建设科技. 2011（06）
[2]魏燕. 公路桥梁设计施工中的安全性分析[J]. 科技创
新与应用. 2012（08）。