山區(qū)公路橋梁勘察與設(shè)計要點(diǎn)

鄭 薇

山東華遠(yuǎn)公路勘察設(shè)計有限公司，山東 濰坊 262100

我國幅員遼闊，丘陵、山嶺等均是常見的地貌類型，這在很大程度上增加了基礎(chǔ)路橋工程的建設(shè)難度。特別是在山區(qū)，地勢起伏不平，陡坡與洼地隨處可見，施工活動一旦遇到雨雪等不良天氣，則很可能發(fā)生洪水倒灌、泥石流等嚴(yán)重的自然災(zāi)害。如果遇到流經(jīng)區(qū)域的河流，則會出現(xiàn)十分顯著的沖刷現(xiàn)象。以上這些客觀的地質(zhì)、地理因素會導(dǎo)致路橋勘察與設(shè)計工作中遇到諸多阻礙。這就要求路橋勘察與設(shè)計人員在開展山區(qū)公路橋梁勘察與設(shè)計工作時，不斷總結(jié)山區(qū)勘察與設(shè)計工作要點(diǎn)，不斷提升工作水平。

1 山區(qū)路橋勘察與設(shè)計原則

1.1 環(huán)保性原則

不管是開展勘察還是設(shè)計工作，均要重視工程現(xiàn)場的環(huán)保工作，將其安放在十分重要的位置，判斷路橋工程建設(shè)過程中是否會破壞掉大范圍的林、農(nóng)田及特殊地段的構(gòu)造，以上這些均要在勘察與設(shè)計工作正式開展之前認(rèn)真分析、對待，以此為據(jù)科學(xué)規(guī)劃工程建設(shè)區(qū)，規(guī)避大范圍挖掘山體、損害植物等情況，配合應(yīng)用適宜的建設(shè)方案，實現(xiàn)對工程場區(qū)周邊環(huán)境的有效保護(hù)。

1.2 經(jīng)濟(jì)性原則

在確保路橋工程建設(shè)質(zhì)量及使用過程安全性的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能減縮工程施工成本，應(yīng)參照工程現(xiàn)場的實際狀況，選用最適的設(shè)計結(jié)構(gòu)，提升建材的循環(huán)利用效率，在最優(yōu)化施工方案的協(xié)助下，盡可能減少費(fèi)用支出。

1.3 美觀性原則

重視項目建設(shè)的美觀性，具體而言是在滿足以上原則的基礎(chǔ)上，確保工程的外界形象美觀，與附近的生態(tài)維持統(tǒng)一。

2 山區(qū)公路路橋勘察內(nèi)容

2.1 施工條件

大部分工況下，公路工程是線性分布的，其隸屬于帶狀建筑物的范疇，但是山區(qū)公路工程的地形有復(fù)雜度高、多變性強(qiáng)等特點(diǎn)，不同區(qū)段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)之間存在顯著差別。鑒于以上情況，通常會將路橋建筑布置在山凹或雞爪溝等地形較危險的區(qū)段中，比如大沖溝、山洞、山體垮塌等，以上這種情況明顯增加路橋工程施工設(shè)計難度。近些年中我國公路勘測的設(shè)計技術(shù)水平顯著提升，在勘測以上這種特殊地形時，可以先測繪出真實地形圖，在圖紙內(nèi)設(shè)定好路橋建設(shè)中所需的線條，而后指派專人前往山區(qū)路橋建設(shè)地進(jìn)行勘察，這樣便能順利、高效地落實路橋勘察工作。

2.2 橋位勘察

首先，結(jié)合公路路橋的測繪地形圖，依照定線勾畫出橋梁的平面圖、縱面圖，參照以上這兩幅圖實地情況合理布置防線，前往工程現(xiàn)場調(diào)查橋梁的整個沿線，勘測公路路橋所處方位的縱斷面、橫斷面對應(yīng)的地面線，尤其是要掌握地形變化特點(diǎn)、建橋位置的地貌與地質(zhì)等狀況，科學(xué)設(shè)定橋梁墩臺的部位、橋梁跨徑值以及凈空界限等。其次，勘測與布置橋位，具體是參照山區(qū)公路路橋路線的縱斷以及平面的設(shè)計方案，通常實地調(diào)查獲得各類資料，大致規(guī)劃出橋位，科學(xué)設(shè)計出橋梁跨徑、分孔的量值。在布置橋位過程中盡量將施工方位對山體形成的擾動程度降至最低，防控發(fā)生壓縮河床等情況，將墩臺號妥善地布置在水中或溝底處，在設(shè)置好橋位以后，還需組織人力進(jìn)行第二次放樣檢查。最后，鉆挖勘探橋位，在設(shè)定好山區(qū)公路路橋墩臺的方位后，對施工場區(qū)進(jìn)行地質(zhì)鉆挖勘探，更全面地掌握項目施工場區(qū)內(nèi)的地質(zhì)狀況，并依照鉆挖勘探結(jié)果，合理勾畫出相應(yīng)的地質(zhì)剖面圖，將其作為山區(qū)公路路橋基礎(chǔ)設(shè)計過程中的重要憑據(jù)之一。

3 山區(qū)公路路橋的設(shè)計要點(diǎn)

3.1 橋型設(shè)計

設(shè)計橋型的過程中，相關(guān)人員要秉持可靠性高、實用性強(qiáng)及低成本性等原則。橋型自身的穩(wěn)定性與耐久性均要滿足山區(qū)公路路橋的使用要求，并且其強(qiáng)度與剛度均要出較高水平，進(jìn)而更好地滿足抗震設(shè)計的需求。同時，要因地制宜，根據(jù)實際情況設(shè)計橋型，便于路橋工程建設(shè)階段取用建材、運(yùn)輸與管護(hù)，最好不要在同個合同段中出現(xiàn)多種跨徑的橋梁。此外，也要重視路橋工程的美觀性，盡量增大橋梁和周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)程度。

3.2 上下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

路橋的上部結(jié)構(gòu)通常是指橋體的板或梁，在具體設(shè)計階段要合理處理跨徑與墩高的相關(guān)性，依照橋梁的美學(xué)原則，將兩者的比值控制在0.618～1.0中是較為經(jīng)濟(jì)的，比如對于

30㎝跨徑的路橋項目，其最適宜的墩高通常為18～30m。地勢起伏顯著是山區(qū)的主要特征之一，故在設(shè)計跨徑時，一定要全面分析工程所在地的地形狀況，而不是單純依照既往實踐經(jīng)驗去執(zhí)行設(shè)計工作。在設(shè)計下部結(jié)構(gòu)時，在上部結(jié)構(gòu)壓力的作用下，設(shè)計橋墩與橋臺時應(yīng)將負(fù)荷傳輸?shù)降鼗希_保路橋的橋墩、橋臺自身的穩(wěn)定性、強(qiáng)度與剛度均處于較高水平。在具體設(shè)計階段，橋梁對地基和基礎(chǔ)之間的摩阻力、承載力及沉降量等有助于減少橋墩與橋臺的水平位移量，減少沉降現(xiàn)象。

3.3 橋墩設(shè)計要點(diǎn)

設(shè)計人員需參照路橋工程所在區(qū)域的地形、地貌及項目的橫徑等設(shè)計出科學(xué)的橋墩形式。柱式墩、薄壁墩、Y型墩均是當(dāng)下國內(nèi)山區(qū)路橋建設(shè)中常用的橋墩形式，相比之下，柱式墩的使用率相對較高，其又可以被細(xì)化成方柱、圓柱兩種形式，其優(yōu)點(diǎn)很多，比如受力能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單等。在橋墩設(shè)計階段，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：（1）如果橋墩高度小于30m，則需將其設(shè)計成雙柱式或三柱式，反之將其設(shè)計成矩形空心薄壁墩，并且對于橋墩高度大于7m的柱式或三柱式橋墩，要加設(shè)橫系梁；（2）在選擇墩柱橫徑的型號時，最多2種，若數(shù)目過多，會增加后續(xù)施工流程，也會提高工程造價；（3）如果橋墩自身的剛度偏低，則通常建議布置可拆卸的支座，旨在提升其剛度指數(shù)。

3.4 附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

（1）抗震設(shè)計。當(dāng)下，國內(nèi)很多山區(qū)公路橋梁建設(shè)時會選用T型梁、預(yù)制空心板作為連續(xù)結(jié)構(gòu)或簡支結(jié)構(gòu)，以上這種形式可能會降低整個橋梁的抗震性能。故而應(yīng)參照相關(guān)規(guī)定及橋梁抗震的設(shè)計要求，適度提升高墩梁交接位置的配筋數(shù)目與構(gòu)造設(shè)計水平，合理應(yīng)用緩沖墊塊、防震錨栓等去增強(qiáng)橋體的抗震性能。

（2）伸縮縫設(shè)計。路橋投用階段，受環(huán)境氣溫改變及砼構(gòu)件自身收縮情況的影響，引起伸縮量出現(xiàn)不同程度的改變。針對以上情況，通常是布置伸縮縫裝置，現(xiàn)實設(shè)計活動中，應(yīng)參照橋梁的真實長度科學(xué)設(shè)計伸縮量，進(jìn)而更科學(xué)、精準(zhǔn)的規(guī)劃伸縮縫具體形式。在這里筆者重點(diǎn)提及的內(nèi)容是，曲線橋梁設(shè)計階段，伴隨內(nèi)外側(cè)梁長的改變，伸縮量也會出現(xiàn)一定變化，容易引起伸縮量長于直線橋的情況，故而在伸縮縫具體設(shè)計中要重點(diǎn)考慮路橋的縱、橫向變形的方向與矢量。

（3）橋梁支座設(shè)計。高墩橋梁設(shè)計階段，不僅要使用到鋼構(gòu)體系，也需應(yīng)用連續(xù)結(jié)構(gòu)的矮墩或簡支結(jié)構(gòu)的交接墩設(shè)計支座。受山區(qū)地形、地貌與線性等因素的影響，基本上建成的都是曲線橋。故而，在設(shè)計支座時，要綜合分析扭矩形成的支座反力差，因曲線橋變形而引起使得方向變位差異，力爭使設(shè)計出的支座裝置能較好地滿足山區(qū)路橋差異化方向變位的現(xiàn)實要求。

4 結(jié)束語

山區(qū)路橋工程具有施工難度高、工期長、成本高等特征，故在早期的勘察與設(shè)計工作中，勘察與設(shè)計人員應(yīng)秉持因地制宜的原則分析工程建設(shè)區(qū)的現(xiàn)實狀況，全面搜集現(xiàn)場的地形、地貌、水文、地質(zhì)等資料，嚴(yán)格依照國家設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展勘察、設(shè)計工作，設(shè)計科學(xué)的公路路線與路橋建設(shè)方位，在確保路橋工程建設(shè)質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，盡可能地將工程成本降至最低。