山区高速公路桥梁设计相关问题探讨

建 筑 工 程························山区高速公路桥梁设计相关问题探讨

大连金石滩国家旅游度假区规划设计公司 张 雷

摘 要：本文就是以目前我国高速公路在山区的蓬勃发展建设为背景，以工程设

计实践为基础，根据山区高速公路桥梁的特点，分析和研究山区高速公路桥梁设计中的常见的重点难点问题，为我国山区高速公路桥梁设计提供经验参考。

关键词：山区高速公路 桥梁设计 设计要点

一、引言

山区高速公路的特点是地形地质复杂。受此影响，路线布设时平、纵、横三个方面都受到约束，一般表现就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，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[1，2]。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。

二、上部结构设计要点

山区高速公路，桥梁所占的比重较大，但一般情况下，特殊的大跨径桥梁相比较是少数。因此，对于数量众多的常见跨径桥梁，其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。一般情况，对于跨径小于30m的桥梁空心板、预制T梁、预SUd，箱梁等结构形式均可以采用，对于跨径35m、40m、50m的桥梁，根据梁的受力特点，更宜采用T梁或者小箱梁。从造价上讲，20m跨径以下，用空心板截面的桥梁造价相对经济些，且空心板的建筑高度最低，对于较小跨径且桥梁净空不高时，空心板截面最适宜。从受力上讲，对于较大跨径40m、50m的桥梁，用T梁截面则更好。小箱梁无论从造价、施工简便性还是受力等各方面看，可以说是介于空心板和T梁之间的一种截面。因此，对于跨径25m～35m的截面，常采用的是小箱梁的结构形式。

三、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[3]。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。

四、基础设计要点

山区高速公路桥梁最常用的基础仍为桩基础和扩大基础。在地质情况良好的地段，采用扩大基础的情况相对较多。若采用桩基础，则地质情况较好的地段一般采用嵌岩桩，地质情况较差的地段一般采用摩擦桩。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。

参考文献：

[1] 祝敏方：《山区高速公路桥梁设计探讨》，《公路》，2003年第5期。

[2] 戴昌林：《山区高速公路桥梁的设置》，《山西建筑》，2008年第34期。

[3] 田顶立：《浅谈山区高速公路桥梁的设计》，《工程与建设》，2008年第22期。

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