关于山区公路桥梁工程设计要点研究

吴龙伟

摘 要：在山区的公路建设的组成中，山区的桥梁建设占很大的比例，山区的桥梁的建设的设计和正式实施也因为山区的桥梁具有复杂的地势情况以及地形的条件程度，气候的不稳定等原因变得困难。本篇文章主要从更深一层的方面讨论山区的桥梁工程设计以及实施的特点。

关键词：山区桥梁;设计;问题;要点

中图分类号：U442.5 文献标识码：A

公路建设随着我们国家经济的飞速的进步以及居民们的生活质量的提高步进了一个新的发展阶段。公路在我们国家的平原地区的各个村庄已经基本普及，但是我们国家的大部分的地区有着复杂的地形，以及落后的经济能力，这些情况导致公路建设发展缓慢，以至于不继续发展的情况，不过近些年公路建设的速度也在不断地慢慢提高。桥梁的工程在山区的公路建设的组成中占有很大的比例，所以说，确保山区桥梁的高质量的施工的必须具备的条件便是山区桥梁的工程设计方案。

1 山区桥梁设计的原则

1.1 结构安全原则

桥梁设计最重要也是最必要的前提就是安全原则，特别是在山区桥梁的建设中，山区复杂的地形条件决定了山区对于桥梁结构的安全以及牢靠的高标准的要求，而保证这一点的需求的重要方法之一就是使用合理的正确的结构受力计算成果以及构造设计方案。负荷计算的过程中不仅要计算施工和地震载荷等常见的载荷，还要注意山区的强烈的风流对它的影响因素等等。不仅仅要考虑到严寒天气以及雪荷载和冻胀力对桥梁的影响，要考虑到还有水流流速过快时的河段对桥梁的冲击力。使用计算机来完成结构的计算和分析。为了保证结构计算分析的正确性，目前通常采取两种不同的程序进行分析，并且对重要的截面内力根据力的平衡原理采取手工核算。

1.2 使用舒适原则

山区道路相对而言路途崎岖错综复杂，在这种情况下会给司机和乘客带来了一定的不便与困扰，也可能给驾驶人员带来错误的判断从而造成交通事故。这就说明舒适的道路环境是保证交通安全，减少交通事故的一个重要因素。舒适度是对山区道路桥梁设计的一个重要因素。桥梁主要结构的设计要考虑到构件的刚度足够大，为了防止车辆驾驶桥梁时因发生震动和形变带来的不适。

1.3 经济性原则

在山区中进行公路建设时，因为高难度的施工和运输操作等，在同一种的施工方案在山区的桥梁建设中的困难往往大于平原地区，又因为山区的经济较为落后，所以必须要按经济性的原则进行对桥梁的设计。在刚开始对桥梁进行设计方案是，应该考虑这个公路的工程所处地理位置的地理条件以及施工的硬件设施，考虑不同的方案，对不同的方案进行计算和考虑，在保证桥梁的高效率完成的同时选定一个性价比更高的方案，节约桥梁的工程的成本。

1.4 与自然环境相协调原则

因山区桥梁的建设施工时间比较长，同时有很广的施工的范围，所以影响桥梁的周围环境是不可避免的事情。为了达到桥梁与四周环境的融洽，桥址范围尽量避免大开大挖，开挖后及时防护，如有条件可在桥梁建成后进行复绿。既保护了山体结构的稳定，也保护了山区原有的生态环境。

2 山区桥梁设计的要点

2.1 桥位选择

由于山区地势具有特殊性，因此在对设计山区桥梁以及建设山区桥梁的桥位这一选择是个非常艰巨的任务，桥址的选择首要考虑的是追求稳定的河段。桥位尽量与河道轴线呈正交的状态。另外，桥位的选择还要考虑对地面的影响，为避免对其他设施的拆迁和破坏还需考虑施工时原材料的运输方式以及建设场地的选择，尽可能不破坏山区地环境。山地的地势结构要远比平地地势结构特殊，深入地了解周边环境以及地势更有助于桥址的选择。选择地质相对简单，地质条件较好的桥位，防止山体不稳定而造成滑坡、泥石流等灾害的发生。

2.2 桥型的选择

受山区地形条件限制，在桥型的选择上也要考虑桥址的施工环境和条件，桥型单一，跨径统一的桥梁更有利于桥梁标准化设计。跨径选择需要考虑桥址周围的道路运输条件，选择合适的跨径更有利于运梁和存梁。

2.3 下部结构的选择

山区桥梁上部的构架使用的形式以及山谷河流的特点和地形条件等在很大一部分的程度上影响了山区桥梁下部和基础的选择，相比于平原地区的桥梁，水况以及通航的条件一般不影响它的桥下的净空情况，但是，山区的地形以及地质比平原区的复杂，所以桥墩桥台以及基本的设计也被列为它下部结构的考虑之中。

2.3.1 桥墩的设计

因为特殊的地形的制约，所以山区的桥梁的桥墩一般较高，而桥墩的主要的类型有柱式、薄壁或者重力式的桥墩等。因为柱式桥墩有便于施工，轻巧的结构而被大家广泛的关注以及使用，柱式墩适应高度范围一般应该控制在30 m 以下，柱式墩的柱径应控制不小于80 cm，尺寸应尽量统一，桥墩尽量落在旱地，减少行洪影响和水流孤石的冲击。如不可避免落在河中，可采用独柱墩预应力盖梁，降低阻水比，并适当的拓宽河道。当墩高大于30 m、圆柱式墩刚度不能满足要求时，可选用矩形墩、Y形墩;墩高超过45 m时，考虑采用空心薄壁墩，在建造薄壁墩时应在其上提前留多个通气孔，这样操作不仅可以改善桥墩的受力性，而且有利于桥墩调节内外温差。

2.3.2 桥台的设计

在设计桥台时因为经常受到山区地势的限制，选择是否合理的桥台会关系到山体两侧的开挖和回填能否实施。桥台的通常形式有重力式U型桥台，桩柱式桥台，扶壁式的桥台等。坐落于倾斜角较大的山体上的斜坡的桥台不适合使用台前设置有填土锥型的桥台，在地势地形相对比较平缓的地段，一般会使用填土锥坡桥台。桥梁布置时应该注意控制桥台填土高度，并且适当加长桥台长度，以减少山区桥梁的桥台设计而导致严重的山体的挖掘以及一些地区以及锥坡的不稳定性。山区公路斜坡地形较为常见，地质情况普遍较好，所以U型台较为广泛使用，当然在桥梁设计中应根据具体情况具体分析。

2.3.3 基础的设计

山区的桥梁和平原区的桥梁的基本的类型相同，但是因为山区地形的独特性，基础设计时应充分考虑实际情况，慎重选择合适的基础类型。基础处持力层埋深小于5 m时宜采用明挖基础，基础处于持力层埋深大于5 m、桥向地形变化较大、冲刷强烈的沟（谷）底等地段时，宜采用桩基础。明挖基础底面应置于岩层上，埋置深度应满足河流冲刷及承载力的要求，即靠近河道的基础需要嵌岩，并留有一定的襟边宽度。基底位于陡坡上时，可将基础做成台阶形，台阶以高度不大于1 m，宽度不小于1 m～1.5 m为宜。对于以下4种情况不适合做台阶形基础：①基础底面下为软岩或风化严重;②岩层存在可能引起顺层滑动的节理;③基底附近存在较宽的裂缝、断层、溶洞等不良地质构造;④墩台承受顺台阶下降方向较大水平推力者，如台后填土较高的桥台。山区公路桥梁桩基础一般多采用端承桩，嵌入中风化岩深度一般不小于2.5倍桩径，如位于斜坡地形，嵌岩深度应适当增加。地质情况较差的采用摩擦桩，桩长计算应扣除河道的冲刷深度，同时考虑一定的安全系数。总的来说，在设计山区的桥梁时，应根据地形、地质条件选择合理的基础形式，既要节约工程造价，又要保证结构的安全。

3 结语

虽然最近我们国家对桥梁的设计的技能一直在进步，但是在这一方面我们还需要的更多的努力，还有一些问题需要解决。这主要是表现在我们国家的复杂的以及不稳定的地质的特点，所以在对桥梁的设计中，要根据不一样的情况随时进行调整和改变，不可以直接使用之前的确定的方法，所以这就要求我们的这方面的工作人员继续提高自己的专业的水平，以及对桥梁的设计的能力。

参考文献：

[1]陈中治.王敏.山区中小跨径桥梁设计要点[J].中外公路，2013，33（02）：180-184.

[2]李晓彤.山区公路中小桥梁的设计方法研究[J].黑龙江科技信息，2016（07）：239.

[3]浙江省交通规划设计研究院.浙江省山区高速公路勘察设计要點[M].北京：人民交通出版社，2010.11.