试析山区路桥标准化设计要点

顾春艳

摘 要：近年来，我国对山区的开发力度越来越大，更加重视山区路桥工程建设。但就山区自身来讲，因其具有较为复杂的地理环境，因此对施工技术要求更高。在正式施工前，必须做好山区路桥标准化设计，保证施工方案的合理性、完整性，有效解决施工过程中的各类问题，保证顺利完成山区路桥施工。

关键词：山区施工；路桥标准化；设计要点

中图分类号：U445 文献标志码：A

1 山区路桥标准化设计原则

山区路桥设计的原则为安全性、可操作性、舒适性及可行性。在标准化设计过程中，必须对路桥外形的美观性、生态效益及经济效益等因素进行充分考虑。因山区具有较为复杂的地理条件，为确保路桥施工的安全，必须对边坡是否稳定进行充分考虑，避免对桥墩、路基造成影响。因山区多洪流灾害，或具有较为脆弱的生态环境，为避免洪水、山石滚落、泥石流等损坏桥梁，必须做好加固措施，以此提高桥梁结构的稳固性。与此同时，为提高工程的整体生态效益，合理控制工程的造价，在预制构件设计时，必须选取标准跨径，如具有较高桥墩，则可通过跨径增大的方式，满足节省成本的目的。或选取无支架施工设计，这样才能降低对附近自然环境的影响。

2 山区路桥标准化设计要点

2.1 地段选择

对山区路桥设计而言，地段选择极为关键。要求必须对地形因素进行充分考虑，在建设过程中，详细勘察附近的地形，避开施工困难较大的地段，如实在无法避开，需采取行之有效的措施进行改善与处理。同时，在公路施工环节，必须对路桥建设投入资金、社会效益进行全面考虑，这样才能确保路桥建设的可行性。

2.2 路桥衔接方式

山区地形特点为起伏大、地势陡峭等，为此，在路桥设计时，一般都会将桥头高度控制在3m以内。如施工路段具有较为平缓的地势或路线具有较小纵坡时，可适当增加桥长。如无法进行桥台高度调节，桥头填土高度可适当增加，从而合理控制桥梁规模。在桥梁连接时，最常见的为U型结构，但具体操作时，“U”型结构施工具有较大难度，因此必须做好各项处理工作，避免损坏当地地质条件，防止地质灾害发生。

2.3 桥梁选型要素

在桥梁选型过程中，必须对所有结构力学条件加以考虑，从根本上保证桥梁空间结构形式与设计原理、桥梁功能特性相符。桥梁选型是否合理，不仅会影响桥梁的美观性、造价及功能，还会对桥梁整体质量产生严重影响。为此，必须严格按照施工现场实际情况，在设计时，充分考虑桥梁所在曲线半径，通常来讲，曲线半径越大，地势相对较为平缓，此时可选取简支梁桥设计，选取活动模板，可实现模板长度自由转变，对其预支长度进行合理调节，也就是说，可重复多次使用一套模板，尽可能降低工程造价。如20m为施工地带的跨径，设计时可选取小箱梁，以20m～40m為跨径范围，设计时可选取T形梁。当曲线为小半径的情况下，则可进行加宽设置。

2.4 桥跨布置要素

桥梁布设也被称作桥梁孔跨布设，设计过程中，必须对施工技术、载荷、水文气象等要素进行充分考虑，如能够很好地布设桥跨，就能够达到工程造价降低的作用，并能够缩短施工工期。如需具备排洪作用，需对桥梁具体跨度进行分析，确保排洪面积与设计要求相符。对上跨道路而言，下穿道宽度、位置对其影响较大。在桥梁总跨径确定的前提下，必须严格按照实际水流情况，进行准确分孔。通常情况下，不断增加桥梁跨径，也会增加其孔数，这就必须提升桥梁上部工程造价，因此必须对各方面因素进行充分考虑，保证方案设计的合理性、科学性。

2.5 影响结构的外力因素

在车辆运行环节，影响较大的因素是大纵坡与长纵坡，此类因素将会降低汽车的制动性，如选取多梁式上部结构则会具有极差的自身平衡能力。同时，因曲线桥离心率的作用，相比内梁冲击系数，外梁冲击系数要高出许多，这种情况下下部结构的反作用力就会丧失。为此，在大纵坡、长纵坡设计时，应对冲击力、制动力进行准确计算，并对结构自身的基本频率进行综合考虑，通过结构进出频率，对其结果再次进行分析、确定。

3 山区路桥设计的具体形式

3.1 山谷横跨高架桥

对于桥梁上部结构存有型梁与空心板时山谷横跨高架桥的主要形式。对大多数大桥及特大桥梁而言，往往都会选取连续梁、钢构体系，以便桥梁通行。而选取空心板体系用于中小桥梁，此类结构成本少，可有效降低工程投入。此外，在相同合同段内，往往不得选取多种跨径混合使用，避免在周转使用时，影响预置模板。

3.2 跨河桥梁

在跨河桥梁设计时，制定的设计方案，必须与施工现场的实际情况相结合，尤其是水文情况。一般可分两点分析：第一，河流无须通航，设计此类桥梁时，较为简单，成本低。但设计时必须具备协调的上下部桥梁结构，桥墩需与人工构造物隔离，进行桥墩数量的合理设计，最大限度地降低桥墩个数，确保能够和水流方向相交。第二，如河流须通航，应先进行通航等级、水位等级的确定，随后进行桥梁设计，且在设计时对通航、排洪要求进行综合考虑。如河流具有较高通航等级，则结构可选取连续箱梁、大跨度钢构箱梁等，如具有较低河流通航等级，则桥梁结构可选取简单的T型梁结构、空心板结构。

3.3 跨桥线

设计过程中，具有较高分离式跨桥线的安全性要求，但会对整体外观审美影响较大。对部分重要路桥来讲，一般不会选用分离式形式。在桥梁设计、建设时，不仅要与人们出行、交通运输要求相符，还要满足审美、艺术需求。

4 山区路桥标准化设计的应用

本文以山区公路中等跨径桥梁为例，在充分考虑地形、施工技术等因素的前提下，桥梁跨径多选取20m～50m。在设计时，应做到以下几点：

4.1 路桥配合需适宜，选取施工期间破坏环境最小的方案，山区公路往往顺着陡坡定线，因此，必须尽可能降低桥墩数量、基础开挖，防止对陡坡生态平衡造成严重影响。

4.2 基于经济、适用、安全等条件，尽量选取标准化、系列化、经济化的桥型，保证预制装配施工科学、合理。要求施工必须具备安全吊装、便于安装、刚度适中等特点，可选取T梁。

4.3 在对行车舒适性、山区高墩桥梁养护难等因素进行综合考虑的基础上，选取的墩梁固结结构形式应具有连续性强、养护少等特点。一般20m以上墩高可选取的桥梁结构为墩梁固结形式，20m以内墩高可选取的结构类型为连续梁。连续—刚构混合体系通常用于弯、坡桥。

4.4 根据桥梁美学原则，跨径和墩高关系可选取的比值为0.618～1.00，最具有经济性。一般情况下，往往可选取一种标准跨径或不多于两种跨径。基于经济性原则，跨径与墩高的关系见表1。

墩高在45m以上时，采取50m的“T”梁高跨较为合理，但因50m预制“T”梁具有较大起吊重量，高空吊装具有极大难度，且极为危险，因此无特殊规定，无须选取该形式用于山区，可选取40m的“T”梁用于设计。墩高50m～60m时，应与地形具体情况相结合，选取40m“T”梁用于施工。

4.5 选取分幅双柱墩用于下部结构，当地面横坡在25°以上的情况下，可选取矩形墩、薄壁墩作为设计类型，一般选取的桩基础具有较大直径。桩基础位于斜坡位置，计算桩基埋设土内的深度时，必须对其安全性进行充分考虑。当樁基础为嵌岩桩，应按照地质状况，合理确定桩中心和岩层斜坡面之间的水平距高，进而保证嵌岩深度合理。

4.6 选取弯梁直做的方式用于曲线桥，且在10cm以内控制各跨、各幅及同幅各片预制梁长级差，尽量减少预制梁长所选类型，不足部分调整梁长时可在结构连续或刚构位置墩顶的现浇连续段进行，也可利用封锚段长度在墩顶伸缩缝位置合理调整具体梁长。除此之外，桥台位置则通过桥台台口线旋转一个微小角度做好调整处理，进而确保能够选取相同尺寸的桥台孔各片预制梁长。利用翼缘板倾斜和超高值相同的方法满足超高路段预制梁设计要求。

结语

综上所述，伴随社会经济的高速发展，山区路桥建设愈加重要。因山区具有较为复杂的地形、地质、水文等条件，进而增加了设计难度，为此在具体建设施工环节，必须因地制宜，结合当地实际情况，基于经济性的原则，合理选取设计方案，提高设计的合理性、科学性，只有这样才能掌握山区路桥标准化设计的要点，才能提高山区路桥施工的整体质量。

参考文献

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