山区高速公路桥涵勘察设计

　　【摘要】山区高速公路是高速公路网中的重要部分，建设比重越来越大，对水土保持和环境保护的要求也会越来越高。山区高速公路桥涵勘察设计是坚持“可持续发展”的理念，本着实用、施工方便、环保、美观、经济等原则开展工作的，它为后期的工程建设提供了第一手的地质资料，是施工的根本。本文主要分析了桥涵构造物的勘察方法与侧重点和桥涵布设的侧重点，希望能给相关人员提供一定的帮助。

　　【关键词】山区；高速公路；桥涵；勘察设计

　　山区高速公路地质条件、地形均很复杂，构造物多，公路桥涵的勘察设计在工程中起到了龙头作用，决定了公路桥涵的环境效益、社会效益、投资效益。正确把握前期的勘察设计可以降低后期的设计施工难度，要正确把握勘察设计的理念。本文主要分析了桥涵构造物的勘察设计方法与侧重点和桥涵布设的基本原则，希望能给相关人员提供一定的帮助。

　　1.桥涵构造物的勘察设计方法与侧重点

　　山区高速公路地质条件、地形、地貌条件复杂，桥涵构造物的设计质量与外业的勘察设计有紧密联系。

　　1.1特大、大中桥勘察

　　布设特大、大中桥桥孔应该要考虑水文计算要求和路线平纵横协调配合，重要的跨河（谷）桥要进行桥位多方案的比选。墩台位置的横坡变化较大，应分阶段有所侧重。如果进行线位微调可以明显缩短桥孔时，要及时反馈调整意见给线路设计人员。实际上，线位的反复调整可以减少山区高速公路构造物的数量，降低对环境的破坏程度。其次，采取综合地质勘察方法获取构造物两阶段设计的地形数据。山区地质情况复杂，初测应该采用综合地质勘察方法，包括调绘、地质遥感、槽探、钻探及物探等。定测阶段以地质钻探为主，槽探、物探为辅。遇到岩溶等不良地质地段，应视构造物的重要程度加强桥梁钻孔的深度，施工图的定测阶段要逐桩布置钻孔。地势陡峭的地段应在桥墩、桥台处设横向物探线，搞清潜在的地质变化。高填土区涵洞通道可采用手摇钻等常规手段，如果承载力明显不足、覆盖层较厚应布设一定数量的钻孔。

　　1.2小桥涵勘察

　　涵位和孔径是山区公路小桥涵布设的重点。涵位布设要方便排水，基础、进出口的工程量要尽量少。山区的特殊地貌导致积水时间短，流量集中，不需要额外预留过水空间。孔径的推算途径很多，比如地方水文公式，一般应该大于1.5m。如果是泥石流地区，则孔径应该适当加大。

　　1.3分离式立交和通道的勘察

　　坚持“可持续发展”的设计理念，充分考虑人民群众工作生活和社会经济发展的需要，发挥分离式立交和通道的综合功能。详细调查当地人民出行情况，预测今后地方经济发展，预留发展空间。林区路段要特别考虑进出口的设定，方便防火防灾、运输木材等。

　　2.布设桥涵的基本原则

　　初步设计阶段要考虑桥位处的地质、地形和水文情况，从施工、使用功能、经济、环保、美观等几方面评价桥位、桥型方案设计的合理性。施工图设计阶段进一步调整、优化布孔方案，选择合理的桥墩、桥台型式，根据构造物的结构和施工特点进行设计，保证方案的安全性和经济性。随着路线方案研究的不断深入，构造物布设方案要及时进行优化和调整。

　　2.1山区桥梁的安全性

　　桥梁安全性从构造物本身的强度、耐久性、稳定以及全寿命周期的营运安全度几个方面来体现。山区高速公路桥梁采用的桥墩一般较高，为了加强桥梁整体结构的纵横向稳定和提高行车的安全舒适性，一般采用先简支后连续的结构。

　　枯水季节和洪水季节的山区河流流量差异大，洪峰来临时，桥墩的强度和稳定受到泥沙石等携带物的巨大威胁，因此，不宜把桥墩设置在谷底。在保证经济合理的情况下，较大跨径的桥梁形式可以提高桥梁安全。

　　高烈度地震区的桥梁不仅要加强结构构件自身的强度和变形能力，还要采用高阻尼橡胶支承、铅芯橡胶支承等隔震装置。

　　2.2山区桥梁的适用性

　　桥梁是跨越公路（铁路）本身、河流、不良地质地段或重要工程的空间构造物。坚持“可持续发展”的设计理念，充分考虑人民群众工作生活和社会经济发展的需要，发挥山区桥梁的综合功能。把握好一座桥梁的设计重点，理解其个性特点和功能是桥梁布孔的关键。

　　(1)一般情况，山区河流没有通航要求或通航要求不高，设计前一定要认真调查。一般桥梁控制跨径或桥长的设计重点是设计水位或流量，但是山区桥梁高度较高，设计重点是河流冲刷对桥墩基础的影响和经济跨径的选择。

　　(2)在山区，生活用水、农田灌溉都离不开水库，如果路线无法绕避水库则应布设大跨径或者特殊跨径的桥梁，桥墩与坡脚间应该留有足够的施工空间。桥墩不宜布置在堤坝坡面或坡脚上，否则会留下施工安全隐患，影响汛期防洪。库区内不要设置过多的桥墩，以免增加施工难度，造成水库资源受污染。此外，布孔时要避让水库暗泄洪道。排水系统要集中排水，修筑污水处理池，避免运营阶段污染水源。

　　(3)跨越公路和铁路时要根据公路和铁路的交角、技术等级和远景规划等确定跨径、净空及交叉形式，并考虑施工干扰问题。在保证经济合理的情况下，尽量选择高速公路上跨；如果交叉角度较小，可以采用门架墩、独柱墩等形式给扩建和改建地方道路预留空间；下穿立交桥要考虑使用功能和美观要求。

　　(4)协调和改移通讯光缆的工作量大，费用高，应该尽量避免干扰光缆。确定桥梁的跨越方案时，桥台、桥墩与光缆之间要留有足够的保护空间。

　　2.3山区桥梁的美观、协调性

　　桥梁设计在满足使用功能和结构安全的前提下，要考虑视觉效果，保证造型的美观。

　　(1)跨径搭配。先简支后结构连续的装配式桥梁，跨径应连续匀称过渡。非一孔跨越的特殊跨谷桥梁，边中跨搭配应该符合黄金分割原则，这样的桥梁不仅结构受力合格，视觉上也富于韵律美和节奏感。

　　(2)桥梁下构。桥墩沿桥轴方向的主视觉效果应协调统一。一般来说，同一座桥梁的桥墩形式应该统一。四或六车道高速公路桥墩的墩高小于35m时，应该尽量采用双柱式桥墩，根据墩高大小考虑是否要加设1～2道系梁。如果地形起伏不大，尽量把系梁放在同一层面以求美观。如果地形起伏大，要结合地形变化设置系梁。横坡较陡时，应该尽量采用独柱墩。

　　当墩高大于35m时，根据具体墩高和桥跨决定桥墩形式，可提高桥墩的稳定性和安全性。随着墩高的变化，可以调整壁厚改变墩身刚度，提高结构的受力性能。从视觉效果上分析，桥梁的墩高和跨径的比值应该符合黄金分割定律。

　　(3)与环境相协调。高架桥桥梁范围应该尽量避免出现新的高边坡硬防护，建立生态景观，体现人工和自然的协调统一。填方路段，不宜采用全断面混凝土硬质防护形式的锥坡，应该适当地放缓边坡，在坡脚种植繁殖力强、根系发达的灌木，在坡顶、坡面植草。隧道口等衔接处或挖方路段，应该适当修饰混凝土墩、台表面，以求隐蔽。

　　3.结束语

　　山区高速公路是高速公路网中的重要部分，建设比重越来越大，对水土保持和环境保护的要求也会越来越高。山区高速公路桥涵的勘察设计是坚持“可持续发展”的理念，本着实用、施工方便、环保、美观、经济等原则开展工作的，它为后期的工程建设提供了第一手的地质资料，是设计的灵魂和施工的根本。勘察设计人员应该结合山区高速公路的特点，抓住项目重点，把握好规律，积累经验，提交符合质量要求的勘察成果。作者：杨莉婕，吴子宣，卢源源，本文来自《中国勘察设计》杂志