山区公路桥梁设计探讨

山区公路桥梁设计探讨

由于山区地理环境和地质特点比较复杂，山区高速公路为适应这样的环境就必须修建部分的桥梁和隧道等建筑。文章根据山区公路桥梁的特点探讨解决现在山区公路桥梁设计的问题。

标签：山区；公路桥梁；设计

1 山区公路桥梁的特性

1.1 山区公路的特点

山区地形复杂，山区修建公路需要克服很多地形特征引起的不便。山区地面高低起伏，变化频率大，并且伴有滑坡、岩溶、崩塌以及悬崖等地质破坏因素。山区水文条件相对复杂，水系分支复杂多变，时常有洪水发生，并伴有泥沙淤积甚至泥石流等情况。山区公路一般沿着河道流水的方向修建，将会受到水文和地质等多方面因素的制约，公路路线布设在平面、横向、纵向三方面都受到约束，致使山区公路桥梁比例较高，平面曲线多，平面半径较小，纵坡大，横坡陡等特征。

1.2 山区公路桥梁的设计特点

由于山区地势的缘故，山区公路本身就具备地理环境复杂、水文条件多变等很多问题，山区采用公路桥梁建筑，也会面临严峻的考验。山区公路坡度较陡，而且拐弯很多，公路桥梁的要求也相应增高，桥梁多以弯坡桥和高墩长桥以适应山区条件。弯坡桥受公路路线指标的限制，山区公路跨越地势复杂的山地，躲避障碍物，保护易出现灾害路线，公路设计方面必须采取很多技术措施，例如将纵向坡度调的很大，致使其又长又大，横向坡度也调大，对山谷进行斜跨越过。而山区公路桥梁的设计就依据公路特点进行设计，弯坡桥的特点正是符合山区公路的要求特点，在山区公路桥梁中占据比例最多。高墩长桥在山区公路桥梁中也很常见，这种桥梁适应山区地势起伏，也对地质运动和水文特征有着强烈适应环境，面对很多的较为平缓的U型谷和较为陡峭的V型沟谷，使得高墩桥梁造型多样，且桥墩偏高，沿着河谷延伸很长。这么长的高墩桥梁需要适应地形变化，就必须做成墩台形式的桥梁，这种形式也是较为多见的。

2 山区公路桥梁设计的原则

山区公路桥梁是桥梁设计方面最全面的，只有通过计算分析成果和完善的结构设计措施才能确保桥梁结构的质量可靠。山区公路桥梁在计算中用到的恒载、活载、施工荷载等，基本采用平原公路桥梁的数据，它们几乎相同。但是山区的特殊地质条件和自然条件，是的与平原公路桥梁不同的是还受到风荷载、冻胀力、水力等荷载对桥梁的作用。对于一些受破坏的地形则还应采用高墩大跨结构，在这种路段要严格注意其下部结构的刚度分配是否均匀，其稳定性是否可靠等必要

山区公路桥梁的施工由于受地形起伏、沟壑错综等因素而很难实施，大型机具也无法顺利运用施工现场，施工十分困难。提供大型的施工现场是很难做到的，山路弯曲运输问题就很难解决，大跨径的预制构件不能用作山区公路桥梁设计之中。使用中、小跨径预制结构更有利于施工，并且节省机具的造价，把它运用到山区公路桥梁施工现场会是很好的抉择。

山区公路桥梁由于受很多因素影响，有些是无法使用标准跨径结构的桥梁，还有无法采用互通式立交中的匝道桥梁，只能运用钢筋混凝土现浇结构和预应力混凝土现浇结构桥梁。山区公路桥梁并非一成不变的，有时使用一些小型结构，就很好地对公路设计起着重要作用。

与平原公路相比较，由于山区的障碍物很多，致使山区公路桥梁施工难度增高，造价昂贵。对于山区公路桥梁的设计应充分考虑，所选择的桥型的经济是否实惠，不但要在技术上达到要求，而且要在经济上也显示合理性。所以对于山区公路桥梁的建造要充分考虑所处的地理环境和施工条件，列出多种方案进行比较，找出经济技术指标最合理的方案，可以最大限度节省公路桥梁施工费用。

山区公路桥梁建设最受地形条件的限制，在山区公路桥梁设计和施工过程中要加大环保力度，与周围环境协调一致。对路段阶段要做好防护措施，对山体不应大填大挖，更不应破坏周围环境，造成植被死亡，河流污染等境地。

山区公路桥梁设计原则如下：桥梁结构安全可靠，质量有保证，经济合理有效，施工有安全措施保证，造型美观，环境不受破坏。

3 山区公路桥梁与其他建设工程的关系

3.1 山区公路桥梁与隧道的关系

山区地形多变，地质复杂，水文特征多变，地面沟壑很多，并且坡度很陡，时而也会有泥石流等地质灾害发生。山区公路受以上条件影响横坡较陡，易受山谷水流冲刷，在U型山谷必须转弯。山区公路桥梁与隧道连接起来是跨越河流，在U型山谷转弯所做的必要措施，也是最好的解决办法，被称为“两桥一遂”方案，设计这种方案需要桥梁和隧道紧密结合。在地形平缓，变化不大的地质条件下可以调整桥台侧墙的高度和长度完成连接，对于地形复杂，隧道明洞无法延伸的情况下，需要增添桩柱式台以及桥梁主梁放置于隧道明洞完成对接。

3.2 山区公路桥梁建设与路基的关系

山区公路要适应地形多变环境，需使用错台路基（两端路基不等高）。但是错台路基在需设置转向车道时，很难运用到施工中。由于两端路基不等高需设计半幅桥来进行衔接。当路基一侧要求填土的高度15m左右时，必须综合考虑地质、水文等条件，把加筋挡墙、弃土方案与半幅桥进行比对，来决定最合理的方

4 山区公路桥梁设计要点

公路桥梁是交通运输领域中不可或缺的重要部分，随着人们生活水平的提高，公路桥梁的设计和管理也应该提高，有一个好的施工质量对公路桥梁的使用和维护起着非常大的作用。山区公路特点地形起伏，地质复杂。山区路线布置的平面、纵向、横向三个方面都被限制，对于山区公路桥梁的设计，考虑到山区的特点，从上部结构设计、下部结构设计来说明。

4.1 山区公路桥梁上部结构设计

山区公路桥梁多采用施工容易，造价低廉的标准化，预制装配化结构，而大跨径桥梁方案比较少。山区公路桥梁常采用标准化、装配化桥梁，标准化、装配化跨径一般有16m、20m、25m、30m、40m、50m。当跨径小于30m时，有三种构造分别是空心板、小箱梁、T梁。当跨径为40m、50m时，由于梁的受力特点适于采用T梁。

山区公路桥梁没有严格的空间限制，且平面较小的山区公路，会把较高缓和的路段出现在桥上，使用空心板和小箱梁时，架梁的四个支点调平困难，会引起支座脱空，质量无法保证。对于山区公路桥梁标准横断面需采用T梁。当跨径在50m时，山区公路交通运输条件差，场地不能扩大，很难使大型机具进入，50mT梁单片重达150吨，而且架设设备要求很高，难以控制它的运输和安装过程，50mT梁一般不被使用。山区公路桥梁常用标准跨径为20m、25m、30m、40m。

4.2 山区公路桥梁下部结构设计

高度小于40m的桥墩大多使用壁墩，多采用柱式墩或Y型薄壁墩，以柱式墩为常见。柱式墩分为圆柱和方柱，方柱抗弯刚度较大，受力環境优于圆柱。在施工方面，圆柱较方柱施工简单，方柱需增设桩帽才能与桩基衔接，无形的增加了工程量，且在山区增加的这些工程量不易控制工程的稳定性。

Y型墩适用于山区地面横坡差异较大的情况下。当地面横坡差异较大时，采用双柱墩会使两柱高低不平，在同样的桥墩下，却是受力不一样的两个墩柱，这会使得双墩柱质量无法保证。而且双墩柱本身要搭建两套模板，工程量大使用材料也多，Y型墩就很简便，可以说是经济实惠。因此，一般的桥墩，应该充分考虑地形特点、上部结构形式以及墩高等来决定使用哪种墩柱形式。

参考文献

[1]陈奉敏，汪宏.山区高速公路桥梁的设计体会[J].公路交通技术，2008（04）.

[2]程乾.山区高速公路桥梁设计的特点和方法[J].山西建筑，2007（07）.