山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計方案研究

劉明艷

（江蘇交科交通設(shè)計研究院有限公司，江蘇 淮安 223003）

山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計是可以顯著提高地方經(jīng)濟發(fā)展水平的重要措施之一，對推進山區(qū)的綜合發(fā)展有著重要作用，也是我國踐行“城鄉(xiāng)一體化”方向的重要舉措。但由于我國山區(qū)往往呈現(xiàn)范圍廣、差別大的現(xiàn)象，地形條件的限制較多，想要在山區(qū)建設(shè)高速公路并不是一項容易的事情。因此，對于該類建設(shè)的設(shè)計研究，應(yīng)當結(jié)合各地區(qū)間存在的差異，因地制宜來制定方案，確保設(shè)計方案在質(zhì)量與安全方面都能夠滿足相應(yīng)的要求。

1 山區(qū)高速公路橋梁的特點

1.1 山區(qū)地形復(fù)雜

山區(qū)的地理環(huán)境對高速公路橋梁的設(shè)計影響較大，要認真勘測各類山區(qū)的地勢地貌。大多數(shù)山區(qū)地面起伏大，且坡陡，穩(wěn)定性差。在設(shè)計山區(qū)高速公路橋梁時，還需要充分研究環(huán)境問題，諸如風(fēng)力、水力等對橋梁可能造成的影響。

1.2 施工周期較長

由于山區(qū)地理環(huán)境的限制，高速公路橋梁的施工建設(shè)難度大。故而工程的施工周期較長，在設(shè)計方案時，一定要充分考慮到，不能拿平原高速公路施工經(jīng)驗來生搬硬套。施工工序及辦法的改變、對材料的新需求等，在設(shè)計時都要仔細考慮在內(nèi)，合理預(yù)估施工情況，做好相應(yīng)的保障工作。

1.3 施工安全性較低

事實上，很多地方的山區(qū)高速公路橋梁的施工，都需要依靠高空作業(yè)來完成，這意味著施工工人所承擔的風(fēng)險概率上升。如果不能預(yù)先考慮好隱患并在施工過程中采取相應(yīng)的辦法來管控，勢必會出現(xiàn)很多難以承受的安全問題。

2 施工中存在的隱患

2.1 安全體系不完整

有些項目施工時，只重視工程的進度，而沒有合理考慮到安全問題。尤其是在山區(qū)環(huán)境下的施工過程，倘若安全體系不完整，不僅會延誤工程進度，還極有可能帶來人員傷亡。當下不少施工方都忽視了安全管理監(jiān)督，而施工人員也沒有健全的自我保護意識，在沒有一套嚴謹、精確的保障體系的條件下，山區(qū)高速公路橋梁的任何建設(shè)都隱藏著極大的安全隱患。

2.2 隊伍綜合素質(zhì)偏低

山區(qū)的高速公路橋梁施工過程頗為困難，因而對施工團隊的各方面要求都比較高。事實上，有很多施工隊伍的成員都是隨意組建，人員的綜合素質(zhì)與水平根本無法達到基本標準。據(jù)有效資料統(tǒng)計，我國山區(qū)的施工人員大多都是農(nóng)民，隊伍缺乏足夠的專業(yè)水平和安全意識。在施工過程中，不但不重視安全問題，難以預(yù)防危險，同樣無法進行規(guī)范施工，對施工質(zhì)量造成不可忽視的影響。近些年來，大多數(shù)高速公路橋梁出現(xiàn)的重大事故，都是源于這個原因。

3 橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇

3.1 結(jié)構(gòu)體系

高速公路橋梁的設(shè)計，要充分考慮其質(zhì)量與安全性，基于此，現(xiàn)今普遍采用的是預(yù)應(yīng)力連續(xù)結(jié)構(gòu)。它比直線橋有一個突出的優(yōu)勢，那就是梁體存在彎扭禍合作用。曲線梁由于受到彎扭禍合的作用，會產(chǎn)生變形；而大縱坡橋梁，則會因汽車制動力的長期反復(fù)作用，產(chǎn)生沿汽車行駛方向滑移的現(xiàn)象。

此外，曲線和大縱坡橋的橋墩較之直線和平橋橋墩，將承受更大的水平力與附加彎矩。事實上，這種力所帶來的影響，會取決于很多方面，除了上部結(jié)構(gòu)外，還取決于上下部間的約束條件。只有采用合理的結(jié)構(gòu)體系，才能避免這些問題帶來的負面影響，甚至發(fā)揮出其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，增強公路橋梁的綜合屬性。

3.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前，山區(qū)高速公路橋梁普遍使用的上部結(jié)構(gòu)有如下幾種。

第一，連續(xù)梁橋。連續(xù)梁擁有行車條件好、跨越能力強等特點，比較適用于橋梁長度大、彈孔跨徑大的情況。第二，簡支梁板橋。支梁板橋擁有施工方便、結(jié)構(gòu)簡潔等天然優(yōu)勢，也使得它能夠在橋梁施工中被最廣泛應(yīng)用。第三，先簡支后連續(xù)梁橋。上述兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)劣，而先簡支后連續(xù)梁橋正是吸收兩者的長處，同時盡量避免其缺陷而產(chǎn)生的。對于以上三種結(jié)構(gòu)，在選擇時應(yīng)當充分結(jié)合施工成本、適用性與安全性等方面考慮，選擇最為適宜的上部結(jié)構(gòu)。

除確定橋梁上部結(jié)構(gòu)外，在設(shè)計過程中還需注重的問題有：第一，橋梁跨徑與墩高間的關(guān)系應(yīng)妥善解決。由于山區(qū)地勢容易起伏，在設(shè)計過程中應(yīng)當因地制宜，結(jié)合當?shù)氐乩憝h(huán)境選擇合適的跨徑。第二，上部構(gòu)造與曲線半徑的關(guān)系也應(yīng)合理解決。當墩臺徑向放置時，隨著曲率半徑減小，表里梁梁長之間的差值會越來越大，設(shè)計過程中應(yīng)當結(jié)合平面半徑對梁長進行相應(yīng)地更改，從而避免出現(xiàn)該類問題。

3.3 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.3.1 合理選擇橋墩類型

橋墩作為不可或缺的環(huán)節(jié)，選擇的合理與否將直接影響到橋梁的安全性和質(zhì)量。在設(shè)計過程中，除了考慮各方面因素選擇橋墩類型外，還應(yīng)當研究橋墩的受力情況，進而選定墩柱與樁基的連接方式。

3.3.2 完善橋梁基礎(chǔ)設(shè)計

橋梁基礎(chǔ)作為橋梁下部的重中之重，需要被嚴謹考慮設(shè)計?？紤]到不同山區(qū)存在環(huán)境差異，要針對其特點進行設(shè)計，一般的基礎(chǔ)樣式有樁基礎(chǔ)和擴大基礎(chǔ)，在考慮到各方面因素的情況下才能合理選擇。

3.3.3 解決好橋墩與路幅間的關(guān)系

當前，在山區(qū)環(huán)境下，公路橋梁的施工，為了減少占地并盡可能自然環(huán)保，普遍采用整體式路基的形式。在設(shè)計過程中，對高墩長橋而言，為提高邊坡穩(wěn)定性，可以采用雙幅兩柱的形式來完成下部結(jié)構(gòu)設(shè)計。

4 設(shè)計策略

4.1 做好施工前的考察工作

山區(qū)地理環(huán)境對施工考驗較大，因此，在施工前要做好充分地勘測和評估。充分了解施工點周圍的地理環(huán)境條件，可以運用GIS技術(shù)勘測地質(zhì)情況，從而選擇最佳的施工路線，保障工程的整體可靠性。在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當針對橋位處展開必要地鉆探工作，更加詳細充分地了解地質(zhì)情況。

4.2 合理選擇施工材料

橋梁的質(zhì)量與安全性很大程度上源于施工材料的性能，其中，最為重要的是鋼筋和混凝土，施工材料只有得到了保障，才能確保橋梁的使用性能可以整體提升。此外，也需要在設(shè)計過程中重視鋼筋與混凝土之間的控制關(guān)系，使其規(guī)范化、合理化。

4.3 針對性處理問題

對橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇是設(shè)計的基礎(chǔ)，但還需要根據(jù)山區(qū)的具體情況展開分析。對于地震等級較高的區(qū)域，橋梁中的抗震性能就需要充分考慮；對于巖溶地區(qū)，橋梁地質(zhì)的探索就顯得相當重要；對通航等級有要求，就應(yīng)當充分考慮通航需要、橋墩抗船撞等問題；在寒冷環(huán)境下，抗凍性就需要作為重點?？偠灾?，在設(shè)計階段就要充分考慮到各方面的因素，針對性的處理各地區(qū)的不同問題，施工過程才能順利有保障。

5 結(jié)語

山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計對于推動山區(qū)經(jīng)濟乃至全國經(jīng)濟的發(fā)展，都有很大的幫助。在設(shè)計過程中要把“因地制宜”的觀念放在首位，具體情況具體分析，在選用了行之有效的設(shè)計模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合環(huán)境要求進行改動，以保障公路橋梁質(zhì)量與安全為目標，才能夠設(shè)計出合理的方案。