探究高速公路常规桥梁设计方案

摘要：我国是高速公路建设的大国，并且在高速公路建设方面已经有了很丰富的经验，根据不同的地质条件和地理环境因素，对高速公路桥梁的设计与施工也是不同的。随着我国经济建设的不断发展，我国的高速公路修建的数量也在逐年递增，复杂的地质地形也逐渐地出现，因此，要成功的设计一条安全性能高且使用时间长的高速公路，高速公路的桥梁的结构设计就变得尤为重要，本文主要探究高速公路常规桥梁设计方案。

关键词：高速公路 桥梁设计方案

随着经济全球化的发展趋势，人们在生活水平上也提出了更高的要求，交通的安全、快捷和便利是我们关注的热地话题。因此，国家在交通基础设施建设中投入了大量的人力、物力和财力，高速公路的建设也在有条不紊地开展着。由于地质、地形和地理环境等因素，在高速公路桥梁的设计和施工上也面临着许多问题和困难，并且在对桥梁设计的安全性，技术性和环保性能上都提出了更高的要求。

一、高速公路常规桥梁设计的关键。

（一）在对高速公路桥梁进行设计前必须要认真地收集设计资料，要做到胸有成竹，如果有条件的话，设计者最好到实地进行考察。因为，位于山区地区的高速公路的设计和施工在地形、地质和水文等条件上都要比一般高速公路的设计和施工困难，所以我们在对桥梁进行设计时，要在这些方面上格外重视，如果忽略了这些因素，那么很可能导致严重的后果。

（二）灵活多变的桥梁设计形式

因为高速公路的地面高低差变化比较大，施工材料和机械很难得到输送，施工条件恶劣，因此我们要针对这一实际情况来实施施工计划，一定要考虑到实际的施工情况，尽可能地方便施工的进行。高速公路桥梁设计采用灵活多变的形式，可以节约工程造价，方便施工。

（三）桥梁设计的原则

适用、安全、经济、美观、环保是桥梁设计的基本原则。随着国民生产总值的不断上升，人们对于桥梁设计的外观和环保越来越重视和关注。现代的桥梁设计不仅要注重其安全性、舒适性和耐用性，还要加入美观、环保、人文的设计理念，高速公路桥梁的景观设计成为了一项重要内容。在桥梁设计的安全性、适用性的基础上要考虑到与周边环境的协调，尽量减少桥梁建设对周围自然环境的破坏。在设计的同时还要融入艺术的美学效应，对景观资源进行开发，保护其原有的地质和环境，维护生态平衡。严禁声、光、电对环境的污染，桥梁的颜色也要同周边的环境性融合，并且要考虑周边地区的民族民风。

二、桥梁设计中的问题

（一）设计方案的问题

在进行高速公路桥梁的结构设计中，首先要选择经济合理的结构方案，然后是结构分析和构件与连接的设计，并使用规定的安全的或可靠性能高的构件来保证结构的安全性。但在实际的桥梁设计中，很多设计者经常只要求于规范对结构强度在计算上的安全的需要，而忽视了在结构体系、结构构造、结构材料及其设计上的出现的人为错误。造成结构耐用性差的原因有许多，主要是结构整体性和延性不够，冗余性小，有的混凝土强度等级低、保护层厚度小，钢筋直径过细等因素。所以，有好多桥梁都满足了设计规范的要求，却只有5～10年的寿命。

（二）设计理论的不全面

在国内的高速公路桥梁的结构设计中，在耐久性方面的重视度要少于强度。而结构在整个桥梁的使用过程中最重要的表现就是其性能，对结构的建造的重视超过了对结构维护的重视。事实上，在现在的桥梁设计中，耐久性只是作为一种概念，并没有对它提出使用年限的要求，也没有单一的耐久性设计。这就导致了工程事故发生的频率过高，结构使用性较差，使用时间短。

三、桥梁设计的安全性

（一）桥梁钢筋混凝土的分析

在我国工程建设施工中，应用的最为广泛的材料就是钢筋混凝土，它能够保证桥梁在建设施工中的较高的安全系数，。选用质量好的钢筋混凝土会加强结构的实用性、安全性和耐久性。

（二）桥梁与路基的选择

路桥的设置界限一直都是比较难的问题，也同是影响公路造价的问题。在实际的施工中，因为工期紧，或者是觉得桥梁跨越方案比较方便实施，就轻易地选择了桥梁方案。其实，由于地质情况比较好，尽管填方中心高度高于20米，但收敛较快的V型峡谷，并且是桥隧连接的地段，为了处理隧道废方，选用路基方案要比桥梁方案更加经济；如果需要在跨标段进行借方，而且运行距离远，填方基底还得花大量的资金处理的路段，则应该采用桥梁方案，更安全经济。

（三）桥梁设计分析

1、桥梁上部设计分析

2、桥梁下部设计分析

对于高度较矮的桥墩来说，多采用柱式墩，并且这种柱式墩的使用非常普遍。柱式墩分为圆柱式和方柱式。在平原地区应用较多并且墩高比50米小的主要用圆柱式，因为，它在施工中的外观质量容易控制并且与桩基能方便地衔接。但是要从美观的角度来看，方柱的外观设计上有棱有角，与上梁相协调，并有一定的视线诱导性。在受力方面上，如果截面积相等的方柱和圆柱，那么方柱的抗弯刚度要比圆柱大，受力要比圆柱好。

（四）桥墩与路幅

高速公路的路基分为整体式路基和分离式路基。一般采用较多的是整体式路基，只有在中长隧道设置上分离路基。因为对于高墩长桥来说，为了减少开挖，增强边坡的稳定性，节省材料，一般都会选择整体式下构的方式。和双幅四柱相比，在桥墩面积和横向宽度相等的时候，双幅两柱横向和纵向刚度是分幅设置的两倍以上，更能减少墩顶的变位。

四、桥梁的设计与环境

桥梁在设计上要注意与环境的发展相协调，要保护生态环境，考虑到桥梁建成后对周边环境地质和环保等方面的影响因素，在这样的基础上在设计合理的桥梁结构。要注意以下两个问题：

（一）在梁式桥梁的选择方案上要谨慎

现在，桥梁桩基础已经在高速公路桥梁的设计上有了广泛的应用，桩基成孔技术和手段也更加全面，工程的成本控制的越来越小，工程的质量也在不断地提高，尤其是在强度高而且不透水的地质环境下，挖孔桩被使用的越来越多了。基础施工的工期长、经费高，及坑开挖量的工程大，这对地面造成很大的破坏，根据受力条件，可以采用嵌岩桩结合挖孔施工代替。

（二）与环境的相协调是在高速公路桥梁建设别要注意的问题。因为，横、纵断面的变化大和恶劣的地质环境一般会导致开挖面特别大，这会对地表造成严重破坏，所以在施工的工程中要应用灵活，根据实际的施工环境来设计方案，减少不必要的环境破坏。

总 结：

现在有很多的高速公路桥梁设计者只根据规范来设计桥梁，而忽视了从结构体系、结构材料、和结构耐久性的重要性，这会导致在桥梁施工时发生安全事故。在设计桥梁时不仅要注重质量、安全、经济，还要注重与环境的相协调，实际施工的可行性。根据所处的地质环境的不同和桥梁设计的特点来选定最佳的设计方案。

参考文献：

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