山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)的一般性原則探討

■張小峰

(新疆新紀(jì)元公路設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000)

1 山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)的一般性原則

我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的速度越來(lái)越快，而公路建設(shè)作為西部開(kāi)發(fā)重要的組成部分，也必將加快在西部開(kāi)發(fā)的腳步。鑒于我國(guó)西部地區(qū)多山區(qū)、丘陵與高原的自然環(huán)境，公路建設(shè)中有很多橋涵建設(shè)，但我國(guó)西部地區(qū)，尤其是山區(qū)中，氣候變化多樣，經(jīng)常出現(xiàn)山洪、泥石流等自然災(zāi)害，這對(duì)公路及橋涵的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文以S103線(xiàn)艾維爾溝——魚(yú)兒溝公路改建工程為例，簡(jiǎn)述基于適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性及保護(hù)生態(tài)的五項(xiàng)橋涵設(shè)計(jì)原則，具體表述如下：

（1）適用性原則。適用性原則是公路橋涵設(shè)計(jì)中的基本原則。遵循適用性原則使公路能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境及經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，保證其順暢。因此，設(shè)計(jì)公路橋涵時(shí)一定要嚴(yán)格遵循適用性原則。

（2）安全性原則。安全性原則是公路橋涵設(shè)計(jì)中需要考慮的重要原則。橋涵的安全包括橋涵自身結(jié)構(gòu)的安全性，抗自然災(zāi)害能力，及行車(chē)、行人的安全三個(gè)方面。

（3）經(jīng)濟(jì)性原則。山區(qū)修建公路的目的是方便山區(qū)之間及與山區(qū)外部的溝通，發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循經(jīng)濟(jì)性原則，可在建筑材料運(yùn)輸?shù)确矫鎸?shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約。

（4）美觀性原則。橋涵和周?chē)h(huán)境要融合為一體，成為自然的一部分，所以橋涵的建設(shè)不能只考慮成本的節(jié)約，也要重視美觀性，尤其在旅游山區(qū)的橋涵建設(shè)更要與旅游資源結(jié)合在一起，把橋涵設(shè)計(jì)的更為美觀。

（5）生態(tài)保護(hù)原則。由于無(wú)人為破壞，山區(qū)自然環(huán)境一般都保持的很好，而修路造橋勢(shì)必會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、人與自然的協(xié)調(diào)，公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)也要遵循生態(tài)保護(hù)原則。

2 S103線(xiàn)艾維爾溝—魚(yú)兒溝公路改建工程概況

S103線(xiàn)艾維爾溝—魚(yú)兒溝公路改建工程位于新疆維吾爾自治區(qū)吐魯番地區(qū)托克遜縣境內(nèi)，天山東段博格達(dá)峰北麓，準(zhǔn)格爾盆地東南緣。本項(xiàng)目起點(diǎn)位于S103線(xiàn)K84+040處，終點(diǎn)接S301線(xiàn)K104+000（在建項(xiàng)目），二級(jí)公路，路線(xiàn)全長(zhǎng)42.484km，是連接南疆的另一條重要通道。同時(shí)，本項(xiàng)目是托克遜縣煤礦、石灰礦等能源輸出的重要渠道，也是一條重要的能源公路。作為一條能源公路，路上行駛車(chē)輛以大型、重型車(chē)輛為主。根據(jù)以往調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，超載現(xiàn)象較嚴(yán)重，故設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)進(jìn)行縱坡控制。合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)層，以保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿(mǎn)足使用安全要求。在工程量增加不大的前提下，盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，提高公路安全舒適性，合理布置橋涵的位置、型式和跨徑，精心計(jì)算荷載，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)，保證橋涵安全穩(wěn)定。

K84+040至魚(yú)兒溝段，老路縱坡大、線(xiàn)位低，受洪水沖刷隱患比較大，設(shè)計(jì)困難較大。本文以該段跨越魚(yú)兒溝的橋涵為例，闡述如何在山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)遵循五項(xiàng)基本原則。

3 K84+040至魚(yú)兒溝段橋涵設(shè)計(jì)

該段道路有雙重性質(zhì)，一為社會(huì)通行車(chē)輛和行人提供便利，二同時(shí)肩負(fù)著礦區(qū)道路運(yùn)輸?shù)穆氊?zé)。

3.1 基于適用性原則的設(shè)計(jì)

（1）為適應(yīng)地形，滿(mǎn)足公路線(xiàn)形平面指標(biāo)，改移河道550m，布線(xiàn)時(shí)有四段路線(xiàn)（K120+300～K120+390、K121+540～K121+680、K121+680～K121+800、K125+760～K126+060） 靠近魚(yú)兒溝河床，改移后的河道右側(cè)為凝灰?guī)r山體，左側(cè)做混凝土挑壩或浸水擋土墻。

(2)根據(jù)對(duì)本項(xiàng)目的交通量調(diào)查，擬建道路S103線(xiàn)定義為一條重要的能源公路，道路行駛車(chē)輛以大型、重型車(chē)輛為主，且超載現(xiàn)象較嚴(yán)重。故通過(guò)研究和論證，本項(xiàng)目的橋梁、涵洞設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)均采用公路—Ⅰ級(jí)，提高一個(gè)等級(jí)。

（3）為了社會(huì)車(chē)輛、行人通行的便利，合理利用橋跨。將橋跨兩端的兩跨設(shè)計(jì)為車(chē)輛和行人通道，并做好排水設(shè)計(jì)[1]，方便周?chē)迕裥腥思靶熊?chē)，同時(shí)又能在雨季起到泄洪作用。

（4）其他因素。綜合考慮通訊線(xiàn)路、電線(xiàn)、煤氣管道等因素。將通信線(xiàn)路及電線(xiàn)固定在橋板底部，將煤氣管道鋪設(shè)在橋涵下部通道路面以下。

3.2 基于安全性原則的設(shè)計(jì)

（1）橋涵結(jié)構(gòu)自身的安全性。橋涵設(shè)計(jì)不能出現(xiàn)大的裂縫與變形，因此，設(shè)計(jì)采用墩梁固結(jié)，其橋墩的長(zhǎng)細(xì)比比簡(jiǎn)支或連續(xù)梁的橋墩小，利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且利用高墩的柔性可適應(yīng)溫度、混凝土收縮、徐變的變形。在大縱坡的情況下，既可省略支座,又可防止主梁下滑。

（2）橋涵抗自然災(zāi)害能力。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，按照橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)計(jì)要求，制定抗震的措施。該橋涵在設(shè)計(jì)上尤其對(duì)橋墩做了抗震設(shè)計(jì)和處理；同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮了由于車(chē)速過(guò)高，而帶來(lái)的車(chē)輛耦合發(fā)生振動(dòng)的問(wèn)題；在處理和預(yù)防洪水和泥石流問(wèn)題上，降低橋墩數(shù)量，實(shí)現(xiàn)每一跨跨度的增加，提高流量，同時(shí)在河道兩側(cè)采取了分流措施，以避免滑坡、泥石流堵塞、沖毀橋涵結(jié)構(gòu)。

（3）行車(chē)、行人的安全三個(gè)方面。保證防撞欄桿的高度與強(qiáng)度，為行人和車(chē)輛做好安全防護(hù)。由于橋涵下多為深溝險(xiǎn)壑，橋面只有建設(shè)安全防護(hù)的欄桿，并且要保持足夠高度與強(qiáng)度，才能使行人與車(chē)輛的安全得到保障[2]。同時(shí)，做好照明設(shè)施，使交通標(biāo)志明確，并放緩了引橋坡度。以完全不熟悉本段路線(xiàn)及周?chē)肪W(wǎng)的外地司機(jī)為對(duì)象，通過(guò)交通標(biāo)志引導(dǎo)，順利快捷到達(dá)目的地，以警告、禁令、指路標(biāo)志為主全線(xiàn)標(biāo)志設(shè)置68塊，其中指路標(biāo)志40塊，警告標(biāo)志23塊，禁令標(biāo)志5塊。

3.3 基于經(jīng)濟(jì)性原則的設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目位于山嶺區(qū)，沿線(xiàn)跨越?jīng)_溝較多，且沖溝均為季節(jié)性流水。若逐個(gè)設(shè)置橋涵，則數(shù)量太多，工程費(fèi)用較大。在設(shè)計(jì)上盡量縮短河道運(yùn)距來(lái)選擇橋位，保障了建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，充分利用了當(dāng)?shù)刭Y源，對(duì)石、沙等建筑材料就近選擇、就地選擇，也節(jié)約了建設(shè)成本。

3.4 基于美觀性原則的設(shè)計(jì)

充分考慮到魚(yú)兒溝段的自然環(huán)境因素，在造型上，以簡(jiǎn)單和明快為主線(xiàn)，與自然環(huán)境保持和諧。簡(jiǎn)單明快的設(shè)計(jì)不僅降低了施工難度，而且為旅客提供了視覺(jué)上的享受。

3.5 基于生態(tài)保護(hù)原則的設(shè)計(jì)

（1）工程項(xiàng)目所在地植被稀少，生態(tài)脆弱。為充分保護(hù)植被，施工前。先將施工場(chǎng)地內(nèi)的植被移植到河床。

（2）施工過(guò)程中需要取土?xí)r，取、棄不生長(zhǎng)植物的土，取土完畢后，對(duì)邊坡采取了恢復(fù)措施，預(yù)防水土流失的發(fā)生。

4 總結(jié)

綜上所述，山區(qū)橋涵設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題和平原橋涵有很大區(qū)別，有著獨(dú)有的規(guī)律與特點(diǎn)。橋涵建成以后的適用效果和前期設(shè)計(jì)有著密切的聯(lián)系，要遵循山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)的一般性原則。

[1]曲光增.大連至莊河高速公路橋涵設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介[J].北方交通，2011(05).

[2]廖樹(shù)東.梅州市扶大二級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)原則和方案比選[J].林業(yè)建設(shè)，2012(04).