关于高速公路桥梁设计的探讨

摘要：本文主要对山区高速公路桥梁设计所存在的问题进行讨论，并提出了相应的解决对策。关键词：高速公路；桥梁设计；探讨

中图分类号：U416文献标识码： A

1 山区高速公路桥梁设计概述

近十年来，伴随着国家综合国力的全面提升，我国陆路、航空、水路交通建设经历了历史性的跨越式发展。尤其是我国的高速公路，从1988年我国大陆第一条高速公路正式通车到现在，我国的高速公路建设取得了举世瞩目的成就。随着我国经济建设的发展，特别是西部大开发战略的实施，我国在山区修建的高速公路越来越多，山区的高速公路地形地质较为复杂，构造物极多，桥梁隧道总长占路线的长度比例大，一条山区高速公路设计的是否成功，关键在于桥梁部分的设计。

随着我国经济建设的不断发展，我国在山区修建的高速公路工程变得越来越多。但通常来讲，山区高速公路工程修建过程中，大多会遇到地质地形复杂，构造物多，桥梁隧道总长占路线的长度比例大的施工问题，有的山区高速公路，桥隧比例高达70%―80%。所以成功的设计出一条山区高速公路，将桥梁部分设计好就显得十分重要。

2 山区高速公路桥梁设计的基本原则

我国高速公路在建设过程中通常会遇到各种各样的复杂地形地质环境，因此在路线设计过程中其平、纵、横三方面都会受到一定的限制和影响。在山区高速公路桥梁设计中，通常会出现平曲线多、桥梁比例高、横坡陡等情况。山区高速公路桥梁设计过程中，还会遇到弯坡桥多等特点。在山区高速公路桥梁设计过程中，必须要首先协调好桥梁各个细节部分之间的构造与地区地质地貌之间的关系。从以上分析来看，山区高速公路桥梁设计基本上要从三方面遵循基本的设计原则：

2.1 从桥梁上部结构来看

基于山区较复杂的地质地貌特点，因此在山区建筑高速公路时，确保线路的通畅与经济性，一般情况下会在高速公路路线设计过程当中引进很多桥梁作为辅助。通常山区高速公路中的桥梁会占有比较大的比重。而对于这些桥梁来讲，主要以常见跨径桥梁为主，而一般情况下通常较少选用特殊的跨径桥梁。对于常见的跨径桥梁来看，在对其进行设计过程中，要遵循施工便捷、建设施工造价经济性的原则。一般来讲，较常使用的大、中桥的标准跨径有七类：50m、40m、35m、30m、20m、16m；而较常使用的中、小桥标准跨径主要有四类：16m、13m、10m、6m。对于桥梁横断面形式来看，主要包括空心板、预制T梁等。对于跨径小于30米的桥梁来说，一般情况下空心板、预制T梁都可以使用；而对于跨径大于30m的桥梁来说，一般情况下要根据梁的受力的特点，选择采用T梁或者小箱梁。从建设的经济性角度来看，20m跨径以下的桥梁若采用空心板截面则造价相对经济，并且空心板也具有一定的优势。空心板的角度最低，因此对于一些跨径较小，并且桥梁净空不高时，空心板截面是最适合的选择。从受力角度来看，对于一些加大跨径的桥梁来说，则选用T梁截面最好。小箱梁与空心板截面或T梁截面相比较来看，在经济型、施工便捷性以及受力等多角度都是介于两种截面之间的一种选择。对于跨径在25m―35m范围内的桥梁来说，最常采用的则是小箱梁的结构形式。

2.2 从桥梁下部结构设计来看

下部构造设计主要指桥梁墩台的设计。对于常见高度的桥墩，即墩高小于40m的桥墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工时外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区使用较多。但从美观角度来说，方柱棱角分明，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的圆柱和方柱，方柱的抗弯刚度要大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便的调节两个方向的尺度来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩的目的。

3 山区高速公路桥梁在设计中存在的安全问题

3.1 桥梁设计的理念和构造体系不够完善

在桥梁设计的时候，首要的任务就是要选择一个经济合理的结构方案，对桥梁的结构进行分析，对构件和连接进行分析。但是在实际的工作中往往都是存在很多的问题，首先就是设计人员只是满足于计算中的需要，而忽视了结构体系、结构构造、结构材料的需要。其次就是在桥梁从设计到施工中，会出现很多的人为的因素，比较常见的就是：对桥梁的整体结构认识不足，对桥梁设计的图式表达不明确，对桥梁建筑中混凝土的要求等级过于低级，存在的这些问题都将会影响结构的安全性。

3.2 施工和管理水平有限

通过对国内外多个桥梁事例的研究分析，导致桥梁出现事故的主要原因就是施工的不合法性和管理的疏忽。施工和管理的水平没有达到规范和设计的要求，这就给桥梁的安全使用留下的隐患，施工的问题主要就是存在在偷工减料、以次充好的问题，性质是非常严重的，在建筑完成后的危害也是较大的。

4 山区高速公路桥梁设计问题改进的对策

4.1 选择合理的设计方案

合理的结构设计方案，就可以有效的提高桥梁的安全性和耐久性。桥梁的结构设计主要就是分为大跨度的桥梁和标准的跨径桥。由于各个结构设计的控制因素各不相同就会使得各个方案也有所差别，有较大的特征。在实际的桥梁设计中很少有采用大跨径桥梁的设计方案，而是采用标准跨径的设计方案，为施工方便和造价经济标准化等等一些优点，应用也是比较广泛的。

4.2 选择科学的材料

桥梁设计与建造中，钢筋混凝土的质量对桥梁的建造具有一定的安全性保障。钢筋混凝土的质量直接的能够影响桥梁结构的适用性、安全性和耐久性。除了要按照规范来控制正常的使用状态之外，更为重要的就是要采取构造的措施，从根本上控制混凝土施工对其桥梁建筑的影响。

4.3 提高对桥梁结构设计的重视程度

无论是在桥梁的建造过程中，还是在使用的过程中，都会受到很多自然环境的影响，如化学物质的侵蚀、一些外来的因素如车辆、风沙、地震、人为等等一些因素的影响。并且桥梁本身使用的材料在使用过程中也会不断的退化，这些内外在的因素的影响都有可能导致桥梁结构出现变化，导致桥梁的结构和性能在不同的程度受到损伤。尤其是大跨径的桥梁设计，不仅能够影响桥梁的正常设计，更是造成了一个不小的损失。因此只有不断改正桥梁在设计上存在的问题，才能有效的避免此类现象的发生，提高桥梁的使用寿命。

4.4 严格禁止桥梁超载

要严格禁止桥梁超负荷的运载，这对桥梁的危害性是相当的大，首先就是会引起桥梁的疲劳，是桥梁的应力的幅度加大，损伤加剧，导致结构被破坏；其次就是由于超载会造成桥梁内部受到不同程度的损伤，并且不能够恢复，最终危害到桥梁的安全性和使用的寿命。

5 结束语

近年来，我国山区高速公路桥梁设计建设发展迅速，山区高速公路建设也与一般高速公路建设存在一定的差异。在山区进行高速公路桥梁建设过程中，由于山区复杂、独特的地形、地貌特征，会受到水文、地质、生态等多种自然环境的影响，存在较大的难度。正是由于山区高速公路桥梁设计建设中会遇到一定的困难，因此如何能够保证山区高速公路桥梁建设与山区自然环境相适应，并保证山区高速公路桥梁设计与现有自然地质条件相协调也就成为山区高速公路桥梁设计的关键。

参考文献：

[1] 张喜刚.公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2] 江苏省交通规划设计院有限公司.桥梁概念设计[M].北京：人民邮电出版社，2009.