山区中小跨径桥梁设计要点

山区中小跨径桥梁设计要点
发表时间：2016-12-12T11:16:58.867Z 来源：《基层建设》2016年25期9月上作者：卢毅1 李达2
[导读] 摘要：随着经济的发展，中国的城市化进程持续加快，城市交通的发展已经不可以用简单的拓宽道路来解决。

从现在城市轨道交通项目的现实施工经过来看，施工管理起到了特别关键的作用，不仅确保了整个项目施工经过有序实施，同时也确保了项目的整体质量与安全性满足要求。

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摘要：山区中小跨径桥梁设计中，应该合理选择结构形式，把握上部构造、下部构造、结构基础设计要点，以提高设计方案的技术性与经济性。

关键词：山区；中小跨径；桥梁设计
引言
山区高速公路建设中，由于地形地质条件复杂，桥梁占工程总长度的比例一般比较大，而中小跨径桥梁是最为常见的类型。

工程建设中，结合具体情况设计出方案合理、技术先进、经济可行的桥梁工程是不可忽视的内容。

1山区中小跨径桥梁设计原则
从整体上讲，桥梁结构设计遵循安全、适用、美观、经济的原则，并考虑沿线地形地质条件、施工难易程度等。

山区中小跨径桥梁施工难度相对较大，所处位置的地形地质条件比较复杂，并且容易发生地质灾害，同时还要考虑保护周围环境的需要，因而设计中应该坚持以下原则。

1.1考虑地形地质条件
结合地形、地貌、地质条件合理布设桥跨，确保跨径选择合理，墩台位置恰当，防止墩台位置大开挖，诱发山体地质灾害。

另外，桥梁布局还应该服从山区高速公路路线整体走向，将其作为线路控制点，与路线综合考虑。

并从桥梁角度出发，优化整体路线方案设计。

1.2注重高跨比协调
桥梁跨径选择时应该注意高跨比协调，采用经济、美观的高跨组合，避免对周围环境造成破坏，促进桥梁工程建设与周围自然环境协调统一。

1.3合理选择结构形式
尽量采用形式统一，标准化、装配化、工厂化生产程度高的结构形式，以保证工期，方便施工，节约成本。

尽量减少斜交桥梁布设，特殊地形位置的桥梁可采用两幅错孔布置形式，或应用加大跨径、改移水沟等方式处理。

桥梁与河流斜交时，可采用斜桥斜做、顺弯设置的方法处理，以减少桥墩阻水，确保结构稳固可靠，促进桥梁工程更好地运行。

2山区中小跨径桥梁设计要点
2.1支承体系设计
在选择支承体系时要根据上部构造的支承情况进行选择具体，可以分为简支、连续、钢构以及组合体系，在选择时还要考虑的就是施工环境的地质情况，具体可以从以下几方面做起：（1）简支体系。

简支体系在山区公路施工的过程中应用比较广泛，特别适合中小桥梁的施工建设，具有以下优点：每一个孔都是简单支承，单独受力，在预制、架设以及管理上都十分方便，而且费用成本也比较低；自身的结构比较稳定，不容易受到地基变形的影响，特别适用于一些地基基础比较差的桥梁施工。

但是也缺点：桥面会有很多的接缝，在行车过程中会出现不适，而且自重很大，在美观上难以达到要求。

（2）连续支承体系在。

山区公路的建设中，连续支承体系使用的也比较多，主要有现浇单支点连续、先简支后单支点连续以及先简支后双支点连续三种形式。

现浇单支点的支承方式主要适用于整体的现浇结构模式，一般山区公路使用的比较少；先简支后连续的支承方式一般适用于装配式的结构模式，可以很好地确保结构的稳定和行车安全。

2.2上部结构设计
（1）跨径布置。

由于山区的地形都是起伏变化的，所以必须要根据地形来选择跨径，不要根据墩高来随意进行调整，如果实际的墩高变化比较大，就可以选择两种跨径相组合的方式进行，要尽可能地采用标准的跨径。

特别是一些曲线的桥梁，如果梁长在布置上是不相等时，要注意半径比较大的情况下，就可以使内弧的长度和标准的跨径相等，这样可以更好地提高设计的质量和工作的效率。

如果半径比较小，就可以使中线的弧长和跨径相等，总之这样的设计都是为了满足实际的使用功能和视觉美观的要求。

（2）主梁类型选择。

预制装配式主梁包括空心板、小箱梁、T梁，3种主梁横断面形式，目前这三类主梁在山区中小跨径桥梁施工的应用非常广泛，并且设计和施工技术较为成熟，不同主梁具有不同特点，应用范围也略有差异。

空心板对不同形状的弯、坡、斜桥具有良好的适应性，尤其在高度受限的中小跨径桥梁应用比较广泛，可采用就地现浇施工方式，不仅便于施工，还有利于保证工期，目前20m以下的中小跨径桥梁基本采用空心板结构。

但该结构也存在一些缺陷，例如，铰链开裂剥落、板底出现纵向和横向裂缝，支座脱空，桥面铺装开裂或剥离等，这些都是施工中需要采取措施预防的。

小箱梁跨越能力强、抗扭性能好、造价低，软土地区和缺乏路基土土源区段采用小箱梁，能节约成本。

但小箱梁腹板较薄，预制和吊装工艺要求高。

T梁整体性能好、刚度大、跨越能力强。

由于内部空腔，施工简单，工艺成熟，有利于控制预制质量，安装方便，并具有良好的安全性和耐久性。

但T梁宽度较小，为预应力构件，需要主梁片数较多，会增加桥梁施工成本。

2.3下部结构设计
（1）桥墩型式。

设计过程中，应综合考虑主梁类型、结构体系、桥墩高度、地形条件等，选择合适的桥墩形式和尺寸。

山区公路的桥墩形式有很多，比如板式墩、空心薄壁墩以及重力式实体墩等。

如果桥墩自身比较矮，一般都会采用柱式墩和薄板式墩来进行，在这其中又以柱式为主，因为其不仅在构造上十分简单，而且施工时外观的质量也容易得到控制，与桩之间的衔接也十分方便。

在设计的过程中，要根据实际的地形以及对美观的要求来选择桥墩的型式。

（2）柱式墩设计。

柱式墩在山区公路桥梁中的应用较为广泛，此类桥墩又分为圆柱型和方柱型两种，圆柱型桥墩的外观质量容易控制。

方柱和上部的结构在衔接上比较协调，在受力性能上要比圆柱优越，但是工程量却比较大，如果施工的坡度比较大，就会出现坡体不
稳定的情况。

在截面相同的条件下，方柱型的抗弯刚度更好有一些，整体受力要优于圆柱型。

因此，柱式墩的设计笔者推荐方柱型桥墩。

2.4基础设计
桥梁基础按其构造与施工方法的不同，可分为明挖基础、沉井基础、沉箱基础和桩基础等类型，工程中可单独使用某种结构，也可根据工程实际组合使用。

目前在我国的大部分山区所修建的桥梁，在基础设计时，多采用桩基础方式。

如嵌岩桩、摩擦桩等。

如果当地的地质条件较差，则可以根据实际情况采用摩擦桩。

如果地质条件相对较好，可以使用扩大桩基。

在进行扩大桩基设计时，如果地面横坡比较大或者是地质的变化情况比较复杂，也会采用桩基础的方式，这时如果使用扩大基础的施工方式，即便是分离式的扩大基础，也难以适应地质条件的要求，所以为了更好地适应地基的承载力要求，很多时候开挖量都会过大，导致边坡不够稳定，除此之外，在斜坡上的扩大基础和桩基础，必须要把握好扩散角和覆盖层的厚度问题，还有不同工种之间的施工影响，可以适当采取相应的支护措施进行维护。

2.5抗震设计
公路桥梁抗震设计应考虑以下作用：永久作用（包括结构重力、预应力、土压力、水压力）和地震作用（包括地震动的作用、地震土压力、水压力等）。

山区中小跨径桥梁的抗震设计主要是要根据工程所在地区的地震加速度确定相应的抗震设防烈度，再根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）的要求进行计算和设计，并参考类似工程地区的桥梁抗震设计，选择既满足抗震要求的措施，又不造成过于保守的浪费。

常用的抗震措施有：增设抗震支座，设置橡胶缓冲装置，加大挡块尺寸，加强梁板间的横向联系，加宽盖梁宽度，设置防落梁措施等。

总之，桥梁工程的抗震设计，既要满足震前用于抗震设防的经济合理性，又要使地震中经过抗震设计的桥梁的破坏程度限制在人们可以承受的范围内。

结束语
山区公路桥梁地质情况复杂，这给桥梁结构的设计、施工和养护等带来了一定的困难和挑战。

因此在山区中小跨径桥梁设计中，必须在桥型与结构体系选择、上下部构造设计与计算、基础设计、抗震设计等方面引起充分重视，使设计更加符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。

参考文献：
[1]杨建红.中小跨径桥梁设计问题思考[J].山西交通科技.2007（06）
[2]尤文刚.中小跨径桥梁的应用分析[J].北方交通.2011（01）
[3]王令斌，湛秀玲.浅析高速公路中小跨径桥梁的加宽设计[J].山西建筑.2011（08）。