淺析山區中小跨徑橋梁設計要點

李 歡

（身份證號：5101061985****0413）

近年來，我國經濟迅速發展，交通運輸行業也隨之全面發展。為實現全面建成小康社會的奮斗目標，以交通行業發展帶動落后山區經濟增長是重中之重，只有做好山區公路建設工作，才能促進山區區域經濟的增長。我國山區公路地形、地貌、地質、水文等條件較為復雜，公路橋梁建設難度較大，必須對山區公路橋梁設計予以重視。從筆者參與的山區公路橋梁設計項目來看，除少數特殊橋梁外，大部分項目均以中小跨徑橋梁為主，此類橋梁技術成熟、施工便利、工程造價合理，近年來在山區橋梁建設中廣泛使用。

1 山區中小跨徑橋梁設計原則

1.1 橋位的選擇

公路橋梁設計中，小橋的位置與線形應符合路線的總走向,大、中橋的橋位原則上服從路線走向，橋、路綜合考慮，盡量選擇在河道順直、水流穩定、地質良好、沖刷較少的河段上，山區橋梁的橋位應盡量避開斷層、滑坡、泥石流等不良地質的地段。

1.2 地質條件的影響

山區橋梁設計易受復雜地質的影響，其中四川省山區具有地質構造多變、不良地質分布較廣的特點，一般表現為山體滑坡、崩塌、泥石流、斷層等地質現象，其中又以山體滑坡、泥石流最具代表性。因此路線布設時，應盡可能繞避不穩定山體斜坡，更應避免將橋梁置于滑坡體影響范圍內。當無法避免在滑坡體邊緣設置橋梁時，必須對滑坡體采取可靠的整治措施，避免對橋梁穩定性構成潛在威脅。跨越泥石流深溝的橋梁應選擇在溝床穩定的流通區直線段內，盡可能與主流正交，不宜在溝中設墩，應保證足夠的橋下凈空，不宜采用挖深河床的辦法增大橋下凈空。

1.3 水文條件的影響

四川省山區河流眾多，山區河流坡降較大，水電站庫區的非正常沖刷也易對橋梁產生較大隱患。因此川內山區橋梁設計中，建議在河道范圍內宜少設橋墩，并適當增設墩柱的防沖刷措施，墩臺樁基應設置永久性鋼護筒或高標號細石混凝土護套。樁基的埋深應核算沖刷深度影響，摩擦樁樁基埋設鋼護筒段應扣除摩阻力作用。

2 山區中小跨徑橋梁設計要點

2.1 橋梁上部構造

山區地形變化較大,施工場地限制較多，不易使用大型機械設備。為方便施工作業并節省工程造價，中小跨徑橋梁上部結構宜優先選用裝配式預應力混凝土結構，預制吊裝施工。現階段，空心板、小箱梁、T梁是山區中小跨徑橋梁中最常見的上部結構斷面形式。

①空心板：當凈空高度受限、跨徑較小（16m以下）時，可考慮采用空心板。預制空心板板重較輕,施工工藝成熟簡單,工期較短，但整體性較差，板底四點支撐易造成空心板受力不均；鉸縫尺寸較小，施工質量不易保障，鉸縫容易失效導致單板受力破壞。若考慮采用空心板，應綜合考慮加強鉸縫構造及結合部配筋。

②小箱梁：整體性能較好，抗扭性能好，建筑高度低于同跨徑 T梁。但箱型截面施工時須設置內模，預制工藝相對較高，吊裝重量較大，施工吊裝機械要求比T梁高。建議小箱梁的跨徑不宜大于30m，30m及以上的小箱梁施工質量不易保證（腹板較薄，腹板內預應力管道多，容易導致底板范圍粗骨料通過性差而出現底板縱向裂縫）。

③T梁：跨越能力強，單跨跨徑可達40m。施工方便，預制、脫模、吊裝較小箱梁方便。但建筑高度較大，美觀性不及空心板及小箱梁。

綜上所述，山區中小跨徑橋梁上部結構形式選擇時，應結合項目實際情況，參照項目地已建公路橋梁結構形式，聽取地方政府及群眾意見，從結構特點、地形地貌、工程造價及施工難易程度等各方面綜合考慮。

2.2 小半徑曲線上部結構布置

山區低等級公路由于地形復雜，縱、橫斷面地面高差明顯，平曲線所占比例較大，導致許多橋梁位于小半徑曲線上，路線兩側邊線弧長差較大且平曲線超高及加寬值較大。當采用預制結構時，可采用徑向布置或平行布置：①徑向布置保證了墩臺中心線和曲線切線方向的夾角相同，通過調整各片主梁梁長及邊梁懸臂尺寸形成路線弧度，梁長變化宜采用調整端橫隔板至梁端的長度實現；②平行布置時全橋墩臺中心線均平行，保證每孔橋跨內主梁長度相等、主梁兩端角度相同，可通過調節防撞護欄位置以適應道路曲線變化。當橋面橫坡超高值較大時，可通過調整主梁預制橫坡及橋面鋪裝厚度共同調節超高值。當橋梁高度較小且施工搭設支架方便時，也可采用現澆箱梁結構，通過調整箱梁腹板高度差形成超高值。因此，山區橋梁上部結構位于小半徑曲線時，應根據實際情況，采用合理的布置方式進行設計。

2.3 橋梁墩臺構造

山區地勢高低不平，項目區域的山脊坡度相對較大，經常需要橋梁跨越V型深溝。此類橋梁的橋墩不宜設置在沖溝溝底處，因山區水流集中匯集到山谷深溝中，水流較快、流量較大，直接沖刷橋墩和樁基易造成橋梁底部基礎裸露，危害橋梁使用安全，故在橋墩設計時，應盡量將橋墩布設在沖溝兩側斜坡上方，并適當增設防撞擊、防沖刷的措施以保護橋墩。橋臺的設計可根據填土高度、縱橋向及橫橋向地形、地質情況綜合考慮，山區橋梁橋臺一般位于陡坡地段，橋臺縱橋向及橫橋向均不宜設置錐坡，常規設計可考慮重力式U形橋臺+臺后擋墻或樁柱式臺+臺后U形擋墻的結構。在符合相關規范及設計要求的情況下可適當增加橋梁跨徑，使橋臺設置在較為平緩的地段。

2.4 橋梁基礎構造

山區中小跨徑橋梁墩臺若采用擴大基礎，基礎底面宜置于巖層上，基礎的埋置深度應滿足河流沖刷及地基承載力的要求。當墩臺基礎嵌于巖石山坡的新鮮基巖內時，基礎底面前緣靠近山坡側應保證足夠的安全距離。墩臺處縱、橫橋向地面高差較大時，擴大基礎宜設計成臺階形，以減小基礎開挖量。若采用樁基礎，為減少開挖可適當提高承臺、地系梁或樁頂標高。位于陡峭斜坡處的樁基礎，應通過驗算合理增加山坡內側基樁的嵌巖深度，相鄰樁基的樁底標高差值不宜過大。

2.5 采用暗板橋代替小跨徑橋梁

山區公路項目區域范圍內多伴有季節性洪水，山區橋梁多為跨越沖溝而設。當地質條件較差、橋梁布設困難時，四川地區近年來多采用暗板橋（孔徑為6m、8m的蓋板涵）設計，因暗板橋對地基承載力要求較低，施工難度及工程造價比之橋梁有較大優勢。根據山區道路建設現場實際情況，在充分考慮行洪安全的基礎上可采用暗板橋代替小跨徑橋梁。

3 結束語

通常情況下，山區公路地形、地質條件相當復雜，多變的地形條件及惡劣天氣會導致山區公路橋梁設計受到諸多因素的限制，橋梁建設難度較大。實際設計過程中不僅需考慮相關規范要求及橋梁自身結構特點，還應結合山區現場實際情況，對山區公路橋梁設計予以深入了解和掌握，為做好山區公路橋梁建設打下基礎。