淺談山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)

朱曄 蘭先宏

摘 要：橋梁是山區(qū)高速公路建設(shè)的重要部分。文章結(jié)合實(shí)際，總結(jié)了我國(guó)山區(qū)高速公路橋梁的主要特征、設(shè)計(jì)原則、結(jié)構(gòu)類型以及設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路橋梁；特點(diǎn)；設(shè)計(jì)

1 山區(qū)高速公路橋梁的主要特征

山區(qū)橋梁大多數(shù)受地形控制而不是受水文控制，因此，在滿足適用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀的基本原則的前提下，應(yīng)著重考慮橋梁跨徑與地形的協(xié)調(diào)和適應(yīng)性，下面舉出幾種情況來(lái)說(shuō)明橋梁跨徑的選擇。

1.1 跨越河流

山區(qū)河流一般河床多位巖石，河流比降多在1‰以上，匯流時(shí)間短，洪水暴漲暴跌，流速高，橫斷面多呈V形與U形，河床易受塌方、泥石流的影響，對(duì)于峽谷河段，應(yīng)盡量選擇橋孔不壓縮水流，一孔跨過(guò)。對(duì)于開(kāi)闊河段，一孔不易跨過(guò)時(shí)，應(yīng)將橋墩設(shè)于河槽穩(wěn)定、流速緩和處。

1.2 跨越深溝

宜采用等跨徑布置，但要避免在溝心設(shè)置橋墩，山區(qū)沖溝往往在雨季的時(shí)候流量大，上游的大體積石塊容易被沖下，如果在溝心設(shè)置橋墩，則帶來(lái)安全隱患。當(dāng)墩柱高度變化很大時(shí)，也可以考慮組合跨徑，例如25m+40m、30m+40m等，這樣雖然跨徑種類增加了，但更加適應(yīng)地形，組合跨徑的選擇應(yīng)盡量使跨徑種類減少，不宜在同一座橋里采用兩種以上的跨徑，避免給施工增加難度。

1.3 跨越泥石流溝

當(dāng)橋位跨越泥石流溝時(shí)，應(yīng)盡量不在溝中設(shè)置橋墩，因泥石流溝流量大而急，對(duì)墩柱的沖擊力相當(dāng)大，對(duì)整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性有較大的影響，所以宜一孔跨越，同時(shí)應(yīng)對(duì)泥石流溝做相應(yīng)處理，如設(shè)置導(dǎo)流槽、設(shè)置護(hù)岸等。

1.4 橋位橫斷面高差大，左右橫坡陡

這種橋位是山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)中最為常見(jiàn)的一種，在方案上也最具有多樣性的一種橋位，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際地形情況來(lái)進(jìn)行方案的選擇。當(dāng)橫斷面高差不是很大時(shí)，且左右幅路基均未進(jìn)入挖方地段，此時(shí)可采取左右幅橋不等長(zhǎng)的做法，也即左右幅錯(cuò)孔布置的方法來(lái)適應(yīng)地形，當(dāng)橫斷面高差很大，左右幅路基為半填半挖的情況時(shí)，為了減少路基挖方，同時(shí)也要考慮填方的可實(shí)施性，可設(shè)置為一半路基，一半橋梁的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)綜合地形、地質(zhì)將加筋擋墻，錨桿擋墻、棄土方案與半邊橋做綜合比較后決定是否設(shè)置橋梁。

2 山區(qū)橋梁的設(shè)計(jì)原則

山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的總原則可以歸結(jié)為：安全性，舒適性，經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保性。

常用結(jié)構(gòu)類型：連續(xù)剛構(gòu)體系、拱式結(jié)構(gòu)體系、連續(xù)梁體系。

3 結(jié)構(gòu)體系特性

山區(qū)高速公路的大中橋一般均采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系。大跨度的主梁一般采用箱形截面，可有效的減少結(jié)構(gòu)橫向振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。為確保結(jié)構(gòu)的整體性，應(yīng)盡量減少施工接頭，消除構(gòu)造上的薄弱環(huán)節(jié)。

對(duì)于山區(qū)公路橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì)而言，具體到一座橋設(shè)計(jì)時(shí)，上部構(gòu)造設(shè)計(jì)要處理好兩個(gè)關(guān)系。

（1）跨徑與墩高的關(guān)系。

（2）上部構(gòu)造（板或梁）與平面曲線半徑的關(guān)系。

對(duì)于山區(qū)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)及適用范圍

3.1 柱式橋墩

該形式墩自重小，圬工材料省，而且比較美觀，剛度和強(qiáng)度也較大，適應(yīng)性廣、施工方便，為軟基中最好的選擇形式。主要有帶蓋梁柱式墩、不帶蓋梁柱式墩兩種形式。帶蓋梁柱式墩有等截面、變截面兩種墩身；單排樁、雙排樁兩種樁基礎(chǔ)。一般用于簡(jiǎn)支梁橋和先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋。太長(zhǎng)高速公路介板溝大橋位于R=794m的曲線半徑中，上部結(jié)構(gòu)為8～30m先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為變截面柱式墩，墩高約30m，柱徑上半段為1.6m，下半段為1.8m，雙排樁基礎(chǔ)，樁徑為1.5m。本橋竣工后證明了此類截面墩既保證了結(jié)構(gòu)的安全性和美觀性，又節(jié)約造價(jià)，是軟基地質(zhì)條件下最好的下部結(jié)構(gòu)形式。不帶蓋梁柱式墩有獨(dú)柱式橋墩和排柱式橋墩兩種形式，一般用于連續(xù)現(xiàn)澆箱梁。

3.2 鋼筋混凝土薄壁墩臺(tái)

該形式墩適用于地形復(fù)雜、橋墩較高的連續(xù)梁橋。高墩一般采用柔性薄壁，如同擺柱，對(duì)主梁嵌固作用減小，梁的受力較好。

3.3 埋置式樁柱式橋臺(tái)

該形式橋臺(tái)在路基上，臺(tái)身埋入錐形護(hù)坡中；為保證路基穩(wěn)定性，不能過(guò)多地壓縮橋長(zhǎng)，使橋臺(tái)過(guò)高，不少工程對(duì)此有深刻的教訓(xùn)。高速公路中大部分橋梁均采用了此類橋臺(tái)形式，既保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又節(jié)約了造價(jià)。

4 高速公路橋梁的維護(hù)

由于高速公路行車密度高，結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)大，對(duì)大跨度橋梁的維修養(yǎng)護(hù)更應(yīng)加強(qiáng)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求各部分構(gòu)造簡(jiǎn)潔，在橋梁結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置留有必要的人員及設(shè)備進(jìn)出口及通道，以便檢查維修。

5 結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)不同于平原橋梁的設(shè)計(jì)，必須結(jié)合本地山區(qū)的具體特征、全面考慮各種不利因素。新疆天山南北山區(qū)較多、地質(zhì)狀況很復(fù)雜、高差大、巖溶、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、崩塌、陡崖等不良地質(zhì)。

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