山区公路桥梁设计存在的问题

邢 志 帅

(晋中市新奥交通设计所，山西 晋中 030600)

山区公路桥梁设计存在的问题

邢 志 帅

(晋中市新奥交通设计所，山西 晋中 030600)

在对山区公路桥梁上设计特点以及作用分析的基础上，探讨了山区公路桥梁设计中的主要问题，并指出了山区公路桥梁设计的优化措施，希望能够进一步的提升山区公路桥梁设计质量，保障山区公路桥梁施工以及运行过程中的安全性。

山区，公路桥梁，设计

0 引言

由于公路桥梁涉及的范围较广、长度较长，很多公路桥梁施工是位于山区之中。加之我国实施西部大开发以及丝绸之路经济带开发以来，越来越多的山区公路桥梁项目开始建设。因为在山区之中，其地形以及地势情况非常的复杂，在进行线路的布设过程中，平曲线比例就变得相对大，曲线半径也有所减小，纵坡有所增加，半边桥以及高挡墙结构也会随之增加。在山区公路桥梁的设计过程中，桥梁设计是最为关键的工作，桥梁设计的科学性与合理性将会直接影响到整个公路桥梁工程的建设成本以及运行安全。

1 山区公路桥梁上设计特点以及作用

1.1 山区公路桥梁设计特点分析

我国山地面的大约是总陆地面的1/3，所占比例较大。山区公路桥梁高度存在较大的差异，而且会出现非常频繁的变化，山区地形以及地势均较为复杂，一些区域的地质情况非常差，经常发生滑坡、崩塌等地质灾害，还存在煤层以及陡崖等地质构造。在进行设计过程中，会受到多种的因素影响。山区公路桥梁设计时拥有高墩大跨度、弯坡、墩台形式多样等多种特点，因此，在山区公路桥梁设计过程中，应当把不同结构构件与山区的地形加以协调。并且进行山区公路桥梁设计时，还应当确保当地的生态环境不被破坏，不仅达到公路桥梁功能性的需求，同时也能够确保公路桥梁工程建设能够和生态环境和谐发展。

1.2 桥梁设计的作用分析

进行桥梁设计，最重要的作用便是依照桥梁建设相关需求，确保所设计结构能够满足公路桥梁建设的需求，同时还较为经济，因此，在进行桥梁设计之前，应当确保准备工作做充分，要对公路桥梁的整体结构进行全面分析，同时也应当综合考量不同部件对桥梁整体结构带来的影响。

2 山区公路桥梁设计中的主要问题

2.1 设计与管理水平较低

根据作者长期的实践经验来看，在山区公路桥梁施工中发生安全事故，主要的原因是施工存在一定的不合理现象，或者是在管理过程中存在疏忽的问题。因为未能满足公路桥梁施工和管理规范以及设计中相关要求，导致公路桥梁在运行过程中存在的不安全隐患更加凸显。在施工设计中，存在最严重的问题便是以次充好、偷工减料，这会给公路桥梁的安全性埋下极大隐患。

2.2 设计理念以及构造体系未能完善

进行山区公路桥梁设计过程中，首要任务便是科学选择结构方案，所选用的方案应当具有较强的经济性。应当根据桥梁具体的结构加以全面分析，并且也应当对桥梁的不同构件与连接加以全面分析。不过，进行设计过程中，极易导致一些问题的出现。第一，因为一些设计者过于重视计算过程中的相关要求，却忽略了桥梁结构使用材料、体系以及构造等方面的要求。第二，在公路桥梁的设计以及施工过程中，存在很多的人为影响因素，这些因素将在很大程度上影响到公路桥梁的设计与施工，导致各种问题的出现。比如，设计人员未能充分认识桥梁整体的结构，设计的混凝土强度不足等问题，极易导致公路桥梁工程出现安全性问题。

3 山区公路桥梁设计的优化

3.1 公路桥梁结构体系选择

山区公路桥梁工程设计过程中，能够应用先简支后连续体系，或者是应用墩梁固结连续刚构体系等，这样不仅确保行车过程中的安全性与舒适性，同时还能够确保公路桥梁工程拥有更为优良的耐久性能。例如，某一个公路桥梁工程的高架桥工程，施工位置的地形为丘陵地形，具有相对大的起伏以及切割深度，整个线路中和河谷之间的高差超出100 m的区域范围达到190 m长，最大的墩高值是92 m。依照施工现场的地形情况，把中间位置处墩高高度相对大、具有相近刚度值的一些桥墩固结在一起，通过其所拥有的柔性来适应桥墩发生的一些徐变以及收缩等应力。而一些边墩则加设上橡胶支座，构建出刚构连续体系，这样便能够确保高墩以及矮墩所拥有的力学性能均可以显著改善，同时还更加和地形环境相适宜。

3.2 公路桥梁结构设计优化

3.2.1 上部结构设计优化

因为受到山区地形的限制，并且受到了公路桥梁线形标准的影响，山区公路桥梁涉及的曲线相对大，拥有较大的纵坡。在曲线位置处的桥梁，桥梁结构会受到弯曲耦合的影响，同时会在弯曲耦合的影响之下，沿着某一个不动点逐渐发生形变。而桥梁存在大纵坡现象，会在汽车制定作用影响之下，桥梁结构将产生沿车辆行驶方向逐渐滑移的趋势。在桥梁结构设计过程中，应当应用墩梁固结体系或者采用刚构体系，这样能够确保桥梁结构拥有更加优良的纵向稳定性，改善车辆行驶过程中的舒适性，增加公路桥梁工程的安全性，使得公路桥梁工程在日后的运行期间更易维护，有利于公路桥梁养护成本的减少。应用先简支后连续体系，来架设中等跨度桥梁结构，拥有非常显著的优势，主要体现在以下几方面：能够调节悬臂的长度以及墩顶的连续段长度值，更加适用于山区中弯道多以半径小的设计特点；应用在曲线施工段情况下，为了能够有效的简化公路桥梁工程施工作业，对于腹板的施工依旧能够应用直线形式，通过改变悬臂的长度值来顺应平面线形，这样能够明显降低曲梁产生的弯扭作用，可以很好弥补整个桥梁工程的抗扭性能。另外，也能够采取强化横向间联系的方式，确保公路桥梁拥有更为优良的整体性。

3.2.2 桥墩设计优化

在进行桥墩的设计过程中，应当按照不同的地质以及地形，结合公路桥梁的跨径大小以及墩高值进行确定。若是桥梁的高度没有超过50 m，则在设计桥墩的过程中，能够将其设计为双柱式桥墩或者是十字形桥墩。一些岩溶发育较为特别或者是桩基工程不易施工的区域，要尽可能的降低桩基使用数目，能够采用设计单柱单桩的方案。要是桥墩处在河谷位置，极易遭遇到滚石的危害，则应当适当增强桥墩的抗撞击性能。一些高墩的长桥结构，由于车辆在长期的行驶过程中，会出现导致公路桥梁工程产生一定的累计位移变化，此时应当将桥墩结构设计为双幅两柱结构形式。

要是桥墩的高度值超出了50 m，则应当将桥墩设计为空心薄壁墩。在进行较高的桥墩设计过程中，不仅应当对桥墩的承载性能以及屈服极限进行计算，同时还应当对桥墩的稳定性进行计算。另外，还应当全面调查河流的水质是否具有腐蚀性等，便于设计过程中能够制定相应的措施加以应对。

3.2.3 桥台设计优化

在进行桥台设计过程中，依照不同的山区地形以及地质环境，能够应用“U”型桥台结构、肋板桥台结构以及桩柱桥台结构等。对于条件较为复杂，地质环境较差的公路桥梁工程，在桥台设计中，可以使用“U”型桥台结构，而且“U”型桥台结构还可以和其他类型的桥台结构结合使用，以更好的适应不同的地质环境情况。

因为在山区之中，河谷位置处的横坡多数都很陡峭，上部结构长短将会在很大程度上影响到桥台的高度值。在进行桥台的设计过程中，要尽量的确保桥台高度能够小一些，如此即使桥梁长度有所增加，不过却更加的利于施工，而且还能够有效的避免出现质量隐患，更有利于公路桥梁工程质量的提升。

4 结语

山区公路桥梁在设计过程中存在相对大的难度，以往的设计工作中存在一些问题，要想使得这些问题得以克服，不仅要求公路桥梁设计人员全面的了解山区地形以及地质环境情况，还应当根据不同山区特点，确保所设计的方案能够更好的和山区地质环境相适宜。另外，设计人员还应当全面考虑公路桥梁的结构设计，通过对结构设计的进一步优化，确保公路桥梁工程的质量，保证公路桥梁施工以及运行阶段的安全性。

[1] 张 锋.山区公路桥梁设计的特点和方法研究[J].交通世界,2017(9):88-89.

[2] 陈晓明.设计新理念在山区高速公路桥梁中的应用探讨[J].工程建设与设计,2017(2):75-76.

[3] 周泽箭.略论如何优化山区高速公路桥梁设计[J].江西建材,2017(23):175,180.

The existing problems of mountainous highway bridge design

Xing Zhishuai

(JinzhongXin’aoTransportationDesignInstitute,Jinzhong030600,China)

Based on the design features and basic function analysis of mountainous highway bridge, this paper discussed the main problems of mountainous bridge highway design, and pointed out the optimization measures of mountainous highway bridge design, hoping to improve the further design quality of mountainous highway bridge, ensured the safety of mountainous highway bridge construction and operation process.

mountain area, highway bridge, design

1009-6825(2017)21-0165-03

2017-05-17

邢志帅(1987- )，男，助理工程师

U442.5

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