山區公路橋梁設計存在的問題

邢 志 帥

(晉中市新奧交通設計所，山西 晉中 030600)

山區公路橋梁設計存在的問題

邢 志 帥

(晉中市新奧交通設計所，山西 晉中 030600)

在對山區公路橋梁上設計特點以及作用分析的基礎上，探討了山區公路橋梁設計中的主要問題，并指出了山區公路橋梁設計的優化措施，希望能夠進一步的提升山區公路橋梁設計質量，保障山區公路橋梁施工以及運行過程中的安全性。

山區，公路橋梁，設計

0 引言

由于公路橋梁涉及的范圍較廣、長度較長，很多公路橋梁施工是位于山區之中。加之我國實施西部大開發以及絲綢之路經濟帶開發以來，越來越多的山區公路橋梁項目開始建設。因為在山區之中，其地形以及地勢情況非常的復雜，在進行線路的布設過程中，平曲線比例就變得相對大，曲線半徑也有所減小，縱坡有所增加，半邊橋以及高擋墻結構也會隨之增加。在山區公路橋梁的設計過程中，橋梁設計是最為關鍵的工作，橋梁設計的科學性與合理性將會直接影響到整個公路橋梁工程的建設成本以及運行安全。

1 山區公路橋梁上設計特點以及作用

1.1 山區公路橋梁設計特點分析

我國山地面的大約是總陸地面的1/3，所占比例較大。山區公路橋梁高度存在較大的差異，而且會出現非常頻繁的變化，山區地形以及地勢均較為復雜，一些區域的地質情況非常差，經常發生滑坡、崩塌等地質災害，還存在煤層以及陡崖等地質構造。在進行設計過程中，會受到多種的因素影響。山區公路橋梁設計時擁有高墩大跨度、彎坡、墩臺形式多樣等多種特點，因此，在山區公路橋梁設計過程中，應當把不同結構構件與山區的地形加以協調。并且進行山區公路橋梁設計時，還應當確保當地的生態環境不被破壞，不僅達到公路橋梁功能性的需求，同時也能夠確保公路橋梁工程建設能夠和生態環境和諧發展。

1.2 橋梁設計的作用分析

進行橋梁設計，最重要的作用便是依照橋梁建設相關需求，確保所設計結構能夠滿足公路橋梁建設的需求，同時還較為經濟，因此，在進行橋梁設計之前，應當確保準備工作做充分，要對公路橋梁的整體結構進行全面分析，同時也應當綜合考量不同部件對橋梁整體結構帶來的影響。

2 山區公路橋梁設計中的主要問題

2.1 設計與管理水平較低

根據作者長期的實踐經驗來看，在山區公路橋梁施工中發生安全事故，主要的原因是施工存在一定的不合理現象，或者是在管理過程中存在疏忽的問題。因為未能滿足公路橋梁施工和管理規范以及設計中相關要求，導致公路橋梁在運行過程中存在的不安全隱患更加凸顯。在施工設計中，存在最嚴重的問題便是以次充好、偷工減料，這會給公路橋梁的安全性埋下極大隱患。

2.2 設計理念以及構造體系未能完善

進行山區公路橋梁設計過程中，首要任務便是科學選擇結構方案，所選用的方案應當具有較強的經濟性。應當根據橋梁具體的結構加以全面分析，并且也應當對橋梁的不同構件與連接加以全面分析。不過，進行設計過程中，極易導致一些問題的出現。第一，因為一些設計者過于重視計算過程中的相關要求，卻忽略了橋梁結構使用材料、體系以及構造等方面的要求。第二，在公路橋梁的設計以及施工過程中，存在很多的人為影響因素，這些因素將在很大程度上影響到公路橋梁的設計與施工，導致各種問題的出現。比如，設計人員未能充分認識橋梁整體的結構，設計的混凝土強度不足等問題，極易導致公路橋梁工程出現安全性問題。

3 山區公路橋梁設計的優化

3.1 公路橋梁結構體系選擇

山區公路橋梁工程設計過程中，能夠應用先簡支后連續體系，或者是應用墩梁固結連續剛構體系等，這樣不僅確保行車過程中的安全性與舒適性，同時還能夠確保公路橋梁工程擁有更為優良的耐久性能。例如，某一個公路橋梁工程的高架橋工程，施工位置的地形為丘陵地形，具有相對大的起伏以及切割深度，整個線路中和河谷之間的高差超出100 m的區域范圍達到190 m長，最大的墩高值是92 m。依照施工現場的地形情況，把中間位置處墩高高度相對大、具有相近剛度值的一些橋墩固結在一起，通過其所擁有的柔性來適應橋墩發生的一些徐變以及收縮等應力。而一些邊墩則加設上橡膠支座，構建出剛構連續體系，這樣便能夠確保高墩以及矮墩所擁有的力學性能均可以顯著改善，同時還更加和地形環境相適宜。

3.2 公路橋梁結構設計優化

3.2.1 上部結構設計優化

因為受到山區地形的限制，并且受到了公路橋梁線形標準的影響，山區公路橋梁涉及的曲線相對大，擁有較大的縱坡。在曲線位置處的橋梁，橋梁結構會受到彎曲耦合的影響，同時會在彎曲耦合的影響之下，沿著某一個不動點逐漸發生形變。而橋梁存在大縱坡現象，會在汽車制定作用影響之下，橋梁結構將產生沿車輛行駛方向逐漸滑移的趨勢。在橋梁結構設計過程中，應當應用墩梁固結體系或者采用剛構體系，這樣能夠確保橋梁結構擁有更加優良的縱向穩定性，改善車輛行駛過程中的舒適性，增加公路橋梁工程的安全性，使得公路橋梁工程在日后的運行期間更易維護，有利于公路橋梁養護成本的減少。應用先簡支后連續體系，來架設中等跨度橋梁結構，擁有非常顯著的優勢，主要體現在以下幾方面：能夠調節懸臂的長度以及墩頂的連續段長度值，更加適用于山區中彎道多以半徑小的設計特點；應用在曲線施工段情況下，為了能夠有效的簡化公路橋梁工程施工作業，對于腹板的施工依舊能夠應用直線形式，通過改變懸臂的長度值來順應平面線形，這樣能夠明顯降低曲梁產生的彎扭作用，可以很好彌補整個橋梁工程的抗扭性能。另外，也能夠采取強化橫向間聯系的方式，確保公路橋梁擁有更為優良的整體性。

3.2.2 橋墩設計優化

在進行橋墩的設計過程中，應當按照不同的地質以及地形，結合公路橋梁的跨徑大小以及墩高值進行確定。若是橋梁的高度沒有超過50 m，則在設計橋墩的過程中，能夠將其設計為雙柱式橋墩或者是十字形橋墩。一些巖溶發育較為特別或者是樁基工程不易施工的區域，要盡可能的降低樁基使用數目，能夠采用設計單柱單樁的方案。要是橋墩處在河谷位置，極易遭遇到滾石的危害，則應當適當增強橋墩的抗撞擊性能。一些高墩的長橋結構，由于車輛在長期的行駛過程中，會出現導致公路橋梁工程產生一定的累計位移變化，此時應當將橋墩結構設計為雙幅兩柱結構形式。

要是橋墩的高度值超出了50 m，則應當將橋墩設計為空心薄壁墩。在進行較高的橋墩設計過程中，不僅應當對橋墩的承載性能以及屈服極限進行計算，同時還應當對橋墩的穩定性進行計算。另外，還應當全面調查河流的水質是否具有腐蝕性等，便于設計過程中能夠制定相應的措施加以應對。

3.2.3 橋臺設計優化

在進行橋臺設計過程中，依照不同的山區地形以及地質環境，能夠應用“U”型橋臺結構、肋板橋臺結構以及樁柱橋臺結構等。對于條件較為復雜，地質環境較差的公路橋梁工程，在橋臺設計中，可以使用“U”型橋臺結構，而且“U”型橋臺結構還可以和其他類型的橋臺結構結合使用，以更好的適應不同的地質環境情況。

因為在山區之中，河谷位置處的橫坡多數都很陡峭，上部結構長短將會在很大程度上影響到橋臺的高度值。在進行橋臺的設計過程中，要盡量的確保橋臺高度能夠小一些，如此即使橋梁長度有所增加，不過卻更加的利于施工，而且還能夠有效的避免出現質量隱患，更有利于公路橋梁工程質量的提升。

4 結語

山區公路橋梁在設計過程中存在相對大的難度，以往的設計工作中存在一些問題，要想使得這些問題得以克服，不僅要求公路橋梁設計人員全面的了解山區地形以及地質環境情況，還應當根據不同山區特點，確保所設計的方案能夠更好的和山區地質環境相適宜。另外，設計人員還應當全面考慮公路橋梁的結構設計，通過對結構設計的進一步優化，確保公路橋梁工程的質量，保證公路橋梁施工以及運行階段的安全性。

[1] 張 鋒.山區公路橋梁設計的特點和方法研究[J].交通世界,2017(9):88-89.

[2] 陳曉明.設計新理念在山區高速公路橋梁中的應用探討[J].工程建設與設計,2017(2):75-76.

[3] 周澤箭.略論如何優化山區高速公路橋梁設計[J].江西建材,2017(23):175,180.

The existing problems of mountainous highway bridge design

Xing Zhishuai

(JinzhongXin’aoTransportationDesignInstitute,Jinzhong030600,China)

Based on the design features and basic function analysis of mountainous highway bridge, this paper discussed the main problems of mountainous bridge highway design, and pointed out the optimization measures of mountainous highway bridge design, hoping to improve the further design quality of mountainous highway bridge, ensured the safety of mountainous highway bridge construction and operation process.

mountain area, highway bridge, design

1009-6825(2017)21-0165-03

2017-05-17

邢志帥(1987- )，男，助理工程師

U442.5

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