公路桥梁设计的原则方案选择分析

李法岐

摘 要：随着社会经济的不断发展，我国公路交通网络不断完善。公路桥梁工程作为公路交通网络的重要组成部分，同时，也在居民生活出行中发挥着举足轻重的作用。基于此，本文按照“安全、适用、经济、美观、环保”的设计理念，着重从公路桥梁设计原则、公路桥梁设计难点、公路桥梁的设计方案对公路桥梁设计进行浅析，希望对相关从业工作人员有所帮助。

关键词：公路；桥梁；设计

中图分类号：U443.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0136-02

1 公路桥梁设计原则

1.1 结构安全原则

在公路桥梁设计过程中，安全是首先要遵循的原则。由于公路的地形复杂，对桥梁结构的安全要求非常高，因此，必须要通过合理的结构受力计算，制定科学的设计方案，保证其安全。在计算荷载时，除了需要进行施工荷载以及地震荷载等常规荷载计算外，还要对公路强风荷载进行计算，针对严寒地区的桥梁，还要综合考虑雪荷载与冻胀裂荷载带来的影响。

1.2 适用原则

伴随着高速公路的快速发展，人们的出行方式越来越多样，私家车自驾游的人越来越多，行车速度也越来越快，舒适性作为桥梁使用的一个主要性能，越来越受到广泛关注，预应力混凝土梁桥以其结构简单施工方便、设计和施工技术较为成熟，在我国公路建设中被广泛采用。舒适性不仅是乘客与驾驶员的基本需要，更是确保行车安全、减少交通事故的前提，因此，在公路桥梁设计时，需要满足舒适原则。

1.3 经济性原则

随着中国经济的发展，人们对可持续发展、低碳经济和全寿命设计理念的重视，桥梁的经济性在桥梁方案设计及必选中，做为一个重要的指标。由于中国的人工低廉，中国桥梁的设计标准偏低，施工质量存在隐患，这也是造成中国桥梁容易早期劣化和不耐久的最重要原因。因此，虽然中国桥梁的一次性投资较低，但如果使用寿命很短，日后的养护和加固费用又十分巨大，从全寿命的观点看，仍是很不经济的。所以在桥梁设计时，需全面遵循经济性原则。

1.4 美观性原则

桥梁的美是环境美的一部分，良好的桥梁设计能给人以美的享受。在桥梁设计的时候，应该做好桥梁美观性的评估，同时桥梁的美观性评估也应成为新的桥梁评估体系的一项，把桥梁美观性分成形式、功能、色彩装饰三个指标，选择合理的桥梁外观结构。

1.5 环保原则

在实践过程中，为了能够确保建设后的桥梁与周围环境协调，在桥梁设计时需要对桥梁施工给周围环境带来的影响进行综合考虑，保证设计方案与施工方案能够节约环保。基于此，桥梁设计人员在进行设计时，需要尽量减少桥梁建设时对周围山体的开挖与回填，因为大量开挖会给山体的结构稳定性造成影响，同时，还会对山体的植被造成大面积破坏，因此，桥梁设计的时候，应该做好对环境的保护工作。

2 公路桥梁设计难点

（1）公路桥梁建设中地势、地形、地质以及水文条件都对工程有所影响，更给公路桥梁建设增加了难度。为此，公路桥梁设计过程中，需充分考虑以上因素。（2）在公路桥梁建设过程中，不仅要保证公路桥梁建设性能的正常发挥，同时还要确保周边的环境不被破坏，最大限度地保障公路桥梁保持原有的地质风貌。在公路桥梁建设过程中，要确保公路桥梁建设的经济适用、美观大方。一直以来，我国工程建设都倡导节能减排、绿色环保、爱护环境、维护生态平衡。

3 公路桥梁设计方案

3.1 桥梁方案选择

（1）特大桥和大桥的桥位在服从路线走向的前提下，作为路线控制点，进行路桥综合考虑。中、小桥、涵洞位置服从路线布设的要求。（2）跨河桥桥位尽量选在河道顺直，地质、水文条件良好，桥长较短，河槽能大部分通过设计流量的河段。布设在河床宽浅河段上的桥梁，应注意导流工程的设置，并与既有导流工程相配合，以保证行洪的安全。（3）桥孔布设重点考虑合理性与协调性，兼顾美观，重视环保设计。（4）桥位不宜选择在断层、滑坡等不良地质地带。（5）应充分考虑施工场地条件、运输条件、施工工艺和工期，重视施工组织方案研究，避免设计与施工脱节，选择易于养护、费用经济的桥型方案。（6）尽量采用常规标准跨径，减少跨径种类，力求做到机械化、工厂化及标准化生产，方便施工、缩短工期、降低造价。

3.2 桥孔设计

由于公路建设过程中受地形地貌的影响，鉴于这种不可抗力因素的干扰，在公路桥梁的施工中，桥梁布孔的合理设计就成为了整个桥梁施工工程的关键。为了施工的便利性，应尽量对跨径采取统一化处理，使用标准跨径进行施工。如果桥梁相对特殊时，也要对桥孔跨径安排采取适当调整。例如，当桥梁的墩高差距较大，相邻桥墩之间的高度差距不规则时，就不必拘泥于调整跨径的策略，在这种情况下使用两种跨径配合的方式无疑是最好的选择。如可以采用25m和30m跨径互相组合的形式，这样就灵活地解决了问题。但是这种方法要注意两种跨径的差距不宜过大，否则会对施工造成不必要的影响。同时，由于公路公路桥梁的变化较为复杂，弯、坡和斜桥相对来说较多，因此在桥梁一联的连续长度设计上就要有所控制。一般来说，连续长度的控制范围应该在160～180m的范围内，如果跨径小于或等于30m时，桥梁一联的连续长度应该在6孔一联左右，如果跨徑在40m左右时，连续长度应控制在5孔以内，最多不能超过5孔。

3.3 桥梁上部结构设计

在公路桥梁设计中，虽然存在一些跨径比较大的桥梁，但是公路桥梁在大多数情况下都是以轻型化、跨度比较小的标准式桥梁来设计的。同时，由于山区地形比较复杂，如果设计大型桥梁，许多大型设施设备和桥梁构建无法运输至施工现场开展工程，因此在桥梁设计中，应该在保证质量符合相关标准的前提下，使用最经济合理的设计方案进行设计。公路桥梁大致可以分为两个基本类别，第一个类别是连续桥面简支结构，这种结构多应用于地质较为复杂，土质较为松软的地理环境之中；第二种类别是先简支后连续的结构，这种结构多用于单孔跨径在20m以上的桥梁中。其中第二种结构是目前桥梁设计中应用较为广泛的结构。这种结构工艺成熟，同时耐久度比较高，是经济实用的桥梁结构。通常情况下，桥梁建设中的桥梁跨径比较小，这样可以降低施工难度和施工成本。在桥梁建设中，最常见的跨径比较大的数值有16m，20m，25m，30m，35m，40m，50m，而跨径小的数值为6m，8m，10m，13m，16m。公路桥梁建设中，其上部结构体系主要由预应力混凝土空心板、预应力混凝土小箱梁等组成，

桥梁跨径选择注重高跨比协调，尽量采用经济跨径（即桥梁高跨比经济比选后的推荐值），控制上下部结构总造价。常规桥梁的桥跨选择基本原则如下：（1）墩高H≤20m时，优先选择20m跨径；（2）20m<墩高H≤35m时，优先选择30m跨径；（3）墩高H>35m时，优先选择40m跨径。

在个别情况下，需要用到50m跨径时，需要加强对其承受力的分析，确保桥梁建设的科学及可靠性。

3.4 桥梁下部结构设计

（1）桥墩设计。最普遍的桥墩高度为40m左右，并且桥墩的形状都是Y形的薄壁墩和柱式墩，最常用的墩型是柱式墩型，这种柱式墩型又分为圆柱和方柱两种类型。这两种墩柱的形状在桥梁建设过程中有不一样的效果，使用圆柱桥墩可以使得桥梁的外观更美感，而方柱桥墩在美观上不如圆墩，但是其与桥梁的上部结构比较协调，给人不一样的美感。（2）桥台设计。在公路桥梁建设过程中，桥台普遍使用U形、肋形和柱式三种形状。但是具体使用哪种形状，还是需要根据实际情况来决定。通常而言，在使用U形桥台时，需要进行填土作业，且填筑高度为8m左右，这样才能将整个桥台的高度控制在10m以下。由于公路地势都比较陡峭，为此，U形桥台最为适合，采用U形桥台可以有效降低施工难度，节约施工材料，从而降低施工企业的成本投入。

4 结语

综上所述，在进行公路桥梁设计时，应该充分考虑自然因素对公路桥梁建设的影响。在施工过程中应因地制宜，对施工现场进行全面的考察和分析，从而保证公路桥梁具有较强的耐久性。

参考文献

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