关于山区高速公路桥梁的设计与分析探析

摘　要：当前，我国高速公路在山区的发展速度越来越快，将工程设计作为基础，结合山区高速公路桥梁的特点，对山区高速公路桥梁设计中的出现的问题和重点进行分析和研究。

关键词：山区高速公路；桥梁设计
    山区高速公路本身在地形地质上就会有很大的复杂性。根据这些，平、纵、横三个方面就是路线布置时所受到的限制，通常情况下，平曲线多成为其中的突出表现，平面半径较小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。在山区高速公路桥梁中，也具备以上的特点，弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。鉴于以上特点，对于山区高速公路桥梁的设计要点可以从上部结构设计、下部结构设计和基础设计三个方面来说明。
一、上部结构设计要点
　　桥梁在山区高速公路中占有着很大的比重，但是通常情况下，大跨径桥梁在其中的特殊性相对来讲还是很少的。所以，比较简单的路径桥梁在其中占有的数量是比较多的，针对这类型桥梁的设计原则，其实就是在设计的时候会比较方便，所耗费的资金也是比较少的。通常情况下，在小于30m跨径的桥梁空心板、预制T梁、预SUD、箱梁等结构形式中，它能够发挥着重要的作用，针对那些35m、40m、50m跨径的桥梁，要将梁的受力特点作为依据，T梁或者小箱梁是选择的最好方式。
　　站在造价的角度上进行分析，跨径在20m以下的，想要经费损耗小一些的方法就是在桥梁中运用空心板截面，并且空心板的高度是最低的，针对跨径较小的，并且没有很高净空的时候，选择空心板截面是最好的。站在受力的角度上进行分析，40m、50m跨径较大的桥梁，选择T梁截面会更适合一些。小箱梁不管是在造价方面，还是在施工的简便程度上，再或者是受力方面等，空心板和T梁之间的一种截面就是选择最好的方法。所以，这对25m~35m跨径的截面，小箱梁就是最适合它的结构形式。
二、下部结构设计要点
    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，从而达到调整墩柱受力的目的。从施工角度说，圆柱施工更简单，方柱与桩基衔接一般需增设桩帽，增加了工程量，而且对于山区地形横坡较陡，增设桩帽会增加挖方工程量，易引起边坡失稳。Y 型墩施工较复杂，在墩高较矮时，从工程造价上考虑不经济。但Y 型墩相当于独柱双肢，在墩高较高时，Y 型墩只需一套模板，在山区地面横坡差异较大时，或地面情况受限无法采用双柱桥墩时，Y 型墩则显示其优点。若地面横坡差异大，修建双柱墩则会形成“高低腿”，同一桥墩，两个墩柱受力差异较大，Y 型墩则不出现此问题，同时，横坡差异大时，双柱墩的两套模板搭设费工费料，且对边坡稳定影响较大，Y 型墩为独柱，不存在此问题。在墩高较高时，从造价上讲，Y 型墩占有优势。因此，对于常见墩高，设计中采用哪种墩柱形式应根据具体地形、上部结构形式、墩高等综合考虑。
    山区高速公路桥台一般采用重力式U 型台、肋式台、柱式台。根据《墩台与基础》规定，U 台控制的填土范围一般为4 ～ lOm，所以U 台高度最好控制在10 米之内。山区桥梁U 台一个显著特征就是横向、纵向横坡陡，为了适应地形，减少开挖，节约圬工方量，U台设计时必须合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m 以下，联长宜控制在150m以内。埋置式肋式台适用范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。山区高速公路纵向地形陡峭，往往不能设置锥坡，这时采用柱式台或肋式台就会受到较大限制。当地质条件较差时，往往会出现u 台下设置桩基的情况。
三、基础设计要点
    桩基础和扩大基础就是山区高速公路桥梁中对常见的基础。在地质情况良好的地段，扩大基础的方法是采用的主要方法，而且选择的时候也是很多的。如果对桩基础进行采用，那么地质情况较好的地段通常都是将嵌岩桩作为选择的方法，摩擦桩则是在地段不好的情况而选择的。山区地质的一大特点就是大的方面一般符合地质变化规律，但局部地段地质复杂多变，往往同一桥位处，由于断层的影响，相邻很近的桥墩可能处在不同的地质构造带上。、
　　因此，对于具体一座桥梁基础设计时，地质的多样性、复杂性则是其特点，特别是当桥位处出现断层、岩溶、软弱夹层等不良地质时，更增加了基础设计的难度。总之，山区高速公路桥梁基础设计应该根据桥位处基础所处具体地质情况来逐一分析。
四、结语
    当在山区高速公路桥梁进行设计的时候，一定要可以满足规范，应该将地形条件、平面线形、桥墩高度等作为依据，将桥型方案确定下来，在桥型结构的选择上，要以安全适用形式优美作为依据，同时，对结构的受力以及变形的分析也要更具有准确性，这样的话，施工运营阶段，结构的安全才能得到保障。
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