关于山区公路常规桥梁的设计探讨

关于山区公路常规桥梁的设计探讨

李莉

李莉LILi（赤峰市翁牛特旗交通运输局，赤峰024000）（TransportDepartmentofWengniuteqi，ChifengCity，Chifeng024000，China）

摘要院由于山区复杂特殊的地质地貌，给山区公路桥梁的设计和施工带来更多困难。本文从山区公路桥梁的特点出发，探讨山区公路常规桥梁的设计问题，为具体设计提供一定的理论参考。

Abstract院Thecomplexandspecialgeologyinthemountainsbringsmoredifficultytothedesignandconstructionofbridgeinthemountainhighway.Thispaperdiscussestheproblemsaboutthedesignofmountainhighwayconventionalbridgefromthecharacteristicsofthebridgeinthemountainhighway,andprovidescertaintheoreticalreferenceforthespecificdesign.关键词院山区公路；常规桥梁；设计Keywords院mountainhighway；conventionalbridge；design中图分类号院U442.5文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）31-0091-02

1山区公路桥梁的设计特点山区公路桥梁的特点很大程度上取决于山区特殊的地理环境和条件。山区一般地面起伏大、坡度陡峭，不良地质常常容易发生滑坡和坍塌的现象，在有水系的地方，河流情况不同于平原地区，河流常具有流速快、河床纵坡较大且冲刷强烈的特点。这些山区特殊的地理条件决定了山区公路桥梁设计的复杂性和艰巨性，桥梁设计不但要避让和跨越众多障碍物，而且受到多重外部因素的制约。长桥、高墩、大纵坡、多曲线是山区公路桥梁设计的常见特点，山区公路的路线设计为解决特殊地形与较高的地形之间的矛盾，弯桥、斜桥分布较多，以此来缩短线路长度、降低桥梁总体造价。在地质运动和水流冲刷严重的地区，容易形成V形的沟谷，沿河两岸悬崖峭壁多有分布，长纵坡和大纵坡的桥梁是常见桥梁设计形式。

2山区公路常规桥梁的设计原则如同大多数工程的设计原则，山区公路桥梁的总体设计原则应坚持安全性、适用性及经济性，在此基础上力求美观性。安全性要求桥梁结构在强度、稳定性和耐久性上有足够的安全保障；适用性表明山区桥梁的设计一定要结合当地具体的地质条件充分考虑，最大限度发挥桥梁工程的社会效应；经济性顾名思义，山区桥梁的设计不仅要考虑技术上的可行性而且要充分考虑桥梁工程的造价，设计中应因地制宜，根据工程所处的地理环境，进行多方案的经济可行性探讨。在此基础上考虑桥梁的美观性，即桥梁造型具有一定的造型美，能与周围环境相协调，自成一道美丽的景观，这个原则实现的前提是一定在确保桥梁的安全可靠和经济适用的基础上才能去达到的。

3山区公路常规桥梁的设计分析3.1桥梁整体方案的设计山区公路桥梁设计的首要问题是考虑路是否采用桥梁方案，亦或是路基方案。修筑山区公路桥梁是为了跨越河流、沟谷以及绕开某些特定的不良地质段而进行的工程。在山区一般而言，由于地形起伏而修筑的旱桥所占的比重较大。在这种情况下，设桥地段的填方路基高度限值的设定就成为关键问题，这是因为一方面这是整个桥梁工程的基础，另一方面，这也直接影响到桥梁工程的建设规模和投资。在实际设计中，设计人员应该结合路线方案与桥梁各部分的构造物来进行最后的方案设计。尤其在路基中心填方高度大于20m时，更需要参照具体情况而定。另外，在山区居民集中或耕地紧张的地区，即使路基填高不大也要尽量设桥，这样做不但可以最大限度地减少公路带来的屏障效应而且在耕地紧张的情况下也是对土地资源的一种保护。但是在大多数山区路段，为了减少土方量的调配和运输，即使填高超过30m一般也仍采用路基方案，这样可以大大提高桥梁建设的社会效益和经济效益。

3.2桥址的选择桥址的选择总体服从公路的线路安排，因此在公路线路的选择中，桥址的选择要尽量避开可能会发生岩溶、滑坡、泥石流等地质灾害的不良的地质河段和容易形成流水、流木的河段。较为理想的桥址选择是河流的河道顺直、河床良好、河槽水流通过能力良好，确保桥梁轴线尽量与水流的主流方向正交。此外，桥址的选择应避开不良地质带诸如有断裂、岩堆、积雪、采空区、山体坍塌的地带，对于出现冻土、膨胀土、盐渍土、粘土等特岩土发育的地带同样是不适宜选作桥址的。

3.3桥墩的设计桥墩的选择要结合山区地区的地质条件、桥梁的跨径、墩高进行综合考虑。山区桥墩的常见形式有柱式墩、薄壁墩、Y型墩等等，设计中最常用的是柱式墩，柱式墩分为圆柱和方柱。柱式墩能较好的受力性、构造相对简单，能克服山区公路桥梁高墩压曲失稳。在实际设计中对于桥墩的设计要点主要有以下几个方面。

淤当桥墩的墩高小于30m一般设计为双柱式或三柱式桥墩，而墩高不小于30m时宜设计为矩形空心薄壁墩。

而在墩高大于7m的双柱式或三柱式桥墩处则应设置横系梁，设置的间距为每7m设置一道，桩顶设置地系梁。于墩柱直径的型号最好是一种或者两种，如果过多则容易造成施工的困难，也不利于节约工程造价。盂在桥墩的刚度不够时，最好能设置活动的支座或板式橡胶支座，以来增强其刚度。榆桩基嵌入的深度宜在基岩的3倍桩径处，在左右横坡较大的地方要加长桩长，但是应注意左右桩的长度不宜相差太大。在横坡较陡、高差较大的地方，通常采用增加的办法来提高桥墩的横向刚度。当出现覆盖层较厚且偏压严重时，宜在桩位的上坡方向设置抗滑桩来抵抗偏压。

在设计中具体选用何种柱式墩应视具体的问题具体分析，例如，在河流河床主槽不明显的地方，桥墩处于主槽中，使得阻水严重，桥墩局部冲刷大，这个时候采用独柱墩是比较合适的，可以减小桥墩的阻水面积。此外，在地面横坡大的地方设置桥墩，也往往采用独柱墩，因为独柱墩不仅能最大限度减少山体开挖而且对桥梁跨越道路、河流等障碍物具有很强的适应性。

3.4桥梁上部结构的设计桥梁的上部结构是指桥的板或梁，在设计中一方面要处理好跨径和墩高的关系、按照桥梁的美学原则，选择0.618-1的比例是比较经济，例如30m跨径的桥梁最适合的墩高一般在18m-30m，山区地段地面起伏变化较为频繁，在选择跨径时通常要根据地形而定，而不能以墩高的变化来决定跨径的大小，当墩柱高度变化很大的时候，宜采用组合跨径。在设计桥梁时若有好几种可供选择的跨径方案，则应结合上下构造进行造价分析，选择造价经济合算的。

另一方面要处理好上部结构和平面曲线的关系。桥梁的平面曲线半径对桥梁跨径具有较大影响，其主要体现在两个方面———内外弧差及中矢高。由于曲率的影响，内外梁的梁长不一致，其变化是曲线半径越小，内外梁的梁长差大，曲线半径越大，内外梁的梁长差越小。对此问题，解决的方式可以根据平面曲线半径变化梁长，如果梁长不变则也可以通过加大帽梁或封锚端来处理。关于中矢高的问题，调整护墙内缘线使之与平面曲线相适应是解决中矢高小于10cm时的有效手段，对于高矢高大于10cm的情况，可以按实际曲线来预制梁的外缘，或是在预制T梁边梁时，将边梁预留一段长度，使现浇桥面板和护墙适应平面曲线。

4山区公路常规桥梁设计的其他注意事项在掌握了以上设计的原则和要点外，还有一些情况需要加以注意。当桥跨区部分的地面占据了上部板梁位置时，地面至梁板底面至少50cm的区域要加以清空，而且要对清空位置进行边坡防护工作。如果要在道路的中央分隔带设置桥墩，那么在设计中应该考虑增加桥墩的防撞设计同时提高桥墩的刚度。在允许的情况下，桥墩最好不设计为独柱墩，独柱墩虽然也有其自身的优势和多种适用性，但是也容易发生偏载和倾覆。如果现实条件决定了一定要采用独柱墩的设计时，则应采取相应措施防止偏压和倾覆。

5结语鉴于山区桥梁设计的特殊性及其在山区公路工程中的重要地位，因此在实际设计时，应认真贯彻工程设计原则，掌握山区桥梁的设计特征，结合具体的现场情况，因地制宜，做出科学的、合理的设计方案。最重要的工作是一定要从实际出发，采用灵活的设计方式，确保桥梁的安全耐用性。

参考文献院[1]罗超.浅谈山区公路常规桥梁设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013（10）.[2]黄皓,彭念.浅谈山区公路常规桥梁设计[J].中国高新技术企业，2012（18）.[3]杨大烈.山区公路桥梁设计探讨[J].房地产导刊，2014