山区路桥设计探讨

【摘 要】为适应经济增长和社会发展需要，山区高速公路的建设规模逐步扩大，要建设好山区的公路桥梁，就需要因地制宜的进行设计。本文根据山区公路桥梁设计原则，对山区公路桥梁设计进行研究，为路桥设计人员提供经验和借鉴。

【关键词】山区；公路桥梁；设计；原则；要点

1引 言

随着国民经济的不断增长，我国山区公路桥梁的建设越来越多，尤其是西部地区的公路桥梁迅速增加。由于山区地形、地貌和地质、水文条件复杂，地势起伏大，桥梁长度占路线总长度的比例也大，桥梁设计的好坏不但对行车的舒适性和安全性直接产生影响，而且对整个工程的造价起着决定性的作用。因此山区公路的桥梁设计是整个公路设计的难点和重点，桥梁设计的好坏决定着行车的安全与舒适，又影响着工程的造价。

2山区公路桥梁设计原则

2.1安全性

安全性是山区公路桥梁设计的首要原则，安全是保证山区桥梁建设的基础。设计师在对山区公路桥梁设计时，要将山区风荷载的作用考虑进去，山区的风要比城区的风大，温差变化也比较大，因此在设计时就需要考虑到冻涨力对公路桥梁稳定性的影响。此外，在设计公路桥梁时，还需要考虑到山区的地质条件，这些因素的考虑主要是为了保证公路桥梁的安全。

2.2地段的选择

在山区建设桥梁，必须要先对地形因素进行考虑。在山区修建路桥需要先仔细的勘探周边地形，应该尽量把不利于进行修建的地形避开，如果遇到没有办法避开的，则需要采用科学合理的措施对其进行处理和改善。与此同时，对公路进行修建的过程中，还需要对修路所产生的社会效益以及经费问题进行充分的考虑，从而使该工程施工建设的过程更加的科学合理。

2.3环境保护

在山区公路桥梁设计过程中就需要将环境保护考虑进去，公路桥梁的修建位置，是否会破坏当地的农田，是否需要将周围树木砍伐掉，某个地质构造是否会受到破坏等等，在设计时都需要进行考虑。此外，一旦周围的环境受到破坏，就需要及时的采取措施进行补救，将其破坏减少到最小。只有这样才能有效的保护好周围的环境。

3山区公路桥梁设计的要点

3.1跨越河流。山区河流一般河床多位岩石，汇流时间短，洪水暴涨暴跌，流速高，横断面多呈V形与U形，河床易受塌方、泥石流的影响，对于峡谷河段，应尽量选择桥孔不压缩水流，一孔跨过。对于开阔河段，一孔不易跨过时，应将桥墩设于河槽稳定、流速缓和处。

3.2跨越深沟。宜采用等跨径布置，但要避免在沟心设置桥墩，山区冲沟往往在雨季的时候流量大，上游的大体积石块容易被冲下，如果在沟心设置桥墩，则带来安全隐患。

3.3跨越不良地质段：泥石流沟。当桥位跨越泥石流沟时，应尽量不在沟中设置桥墩，因泥石流沟流量大而急，对墩柱的冲击力相当大，对整个桥梁的稳定性有较大的影响，所以宜一孔跨越，同时应对泥石流沟做相应处理，如设置导流堤、排导槽、防撞墩和设置护岸等。滑坡。存在滑坡的沟谷，在采取滑坡处治措施尽量采用较大桥梁直接跨越，既可避免不良地质危及保证结构物安全，又可保护十分脆弱的自然环境。

3.4桥位横断面高差大，左右横坡陡。在设计时应根据实际地形情况来进行方案的选择。当横断面高差不是很大时，且左右幅路基均未进入挖方地段，此时可采取左右幅桥不等长的做法，也即左右幅错孔布置的方法来适应地形，当横断面高差很大，左右幅路基为半填半挖的情况时，为了减少路基挖方，同时也要考虑填方的可实施性，可设置为一半路基，一半桥梁的结构形式，应综合地形、地质将加筋挡墙，锚杆挡墙、弃土方案与半边桥做综合比较后决定是否设置桥梁。

4山区公路桥梁设计分析

4.1桥梁上部构造设计

（1）处理好跨径与墩高的关系。跨径与墩高的关系按桥梁美学原则，一般比值在0.618-1之间。山区高速公路地形起伏变化频繁，应根据地形选择一种跨径，不宜根据墩高频繁变化跨径，墩柱高度变化很大时，可采用相近跨径进行组合。对于泄洪、通航等有特殊要求桥梁，应根据水利部门要求，合理确定桥梁跨径。当一座桥梁有几种跨径可选时，应结合上下部结构做造价分析再作决策。

（2）处理好上部构造（板或梁）与平面曲线半径的关系。桥位处平面曲线半径对桥梁跨径的选择及平面布置影响较大，主要表现为内外弧差和路线边缘中矢高。对于小桥涵，墩台平行布置，预制梁长相等。对于特大、大、中桥，墩台径向布置时，由于曲率半径的影响，内外梁长不等，半径越小，内外梁长差越大。

4.2桥梁下部构造设计

（1）桥墩

高度较矮（h≤40m）的桥墩多采用柱式墩。柱式墩根据外形，可分为圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，实际较多采用。从受力上看，截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可方便地通过调整两个方向尺寸来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。方柱的缺点是墩柱与桩基之间需通过桩帽连接，增加了工程数量，并且山区桥梁地面横坡都较陡，增加柱帽构造还会增加挖方工程量，引起边坡不稳，设计应综合考虑选用方柱或圆柱。一般矮桥墩设计由强度控制，但桥墩较高时，须考虑稳定问题。

（2）桥台

山区高速公路桥梁桥台一般采用重力式U型台、肋板台、桩柱式台。其中以重力式U台最常用。山区桥梁U台一个显著特征就是横向，纵向坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工量，U台设计时必须根据地形合理分台阶。另外U台设计应对基底承载力提出明确要求，若桥台基底承载力不满足设计要求，可采用基底换填、加深基础、加高侧墙等方法。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150m以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m，对于桥台高较高，可采用加厚肋板、增加肋板个数，加粗桩径等方法。高埋置式肋板台选用必须与缩短桥长、地形、地质、水文综合考虑。山区高速公路桥梁纵向地形陡峭，往往不能设置锥坡，这时采用桩柱式或肋板台会受到较大限制。当地质情况较差时，也会出现U台下设置桩基的情况。

（3）基础

山区地质情况较好时，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩大基础。因为分离式扩基础易适应地形横坡，承载力易满足要求，亦能防止基底不均匀沉降。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和摩擦桩。桩基础施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长；遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况；地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜设计为挖孔桩。钻孔桩分为旋转钻、冲击钻。山区高速公路多为冲击钻，设计时应对桩底容许沉淀层厚度提出明确要求，嵌岩桩容许沉淀层厚度0.1m，摩擦桩容许沉淀层厚度0.2～0.3m。墩台基础埋深不仅要满足承载力要求，还要对水文条件必须充分考虑，体现在对日后施工环境所带来影响的估计。

5结束语

山区公路桥梁存在的不确定性因素比较多，且山区公路桥梁的建设难度比较大，因此，其建设的成本就比较高，只有采用合理的施工设计才能更好地保证施工时不会出现设计因素的返工现象，同时在施工的过程中也要不断提高施工的规范性，只有这样才能更好的控制山区公路桥梁资金造价，更好地保证施工质量。

参考文献：

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