山區(qū)高速公路路線選線及橋梁設(shè)計(jì)

張志選

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

山區(qū)高速公路的構(gòu)建與山區(qū)高速公路正常運(yùn)行有著緊密的聯(lián)系，為了能夠提升山區(qū)交通的安全、便利性，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)橋梁施工進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)公路路線有效選線，保證公路的應(yīng)用安全性，提升高速公路路線、橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 高速公路路線選線要點(diǎn)分析

1.1 明確地質(zhì)選線要點(diǎn)

針對(duì)山區(qū)高速公路項(xiàng)目而言，通過(guò)深入分析公路選線的具體特點(diǎn)后，設(shè)計(jì)人員根據(jù)地質(zhì)選線要點(diǎn)合理選擇高速公路路線，控制公路建設(shè)投入成本。地質(zhì)選線時(shí)，需要與山區(qū)高速公路項(xiàng)目所在區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)條件相結(jié)合，優(yōu)化并完善公路路線的合理設(shè)計(jì)，根據(jù)山區(qū)高速公路實(shí)際情況制定健全的設(shè)計(jì)方案。在山區(qū)高速公路路線選線中采用地質(zhì)選線，可最大化減少公路項(xiàng)目的建設(shè)成本，嚴(yán)格控制公路工程造價(jià)，促進(jìn)該項(xiàng)工程的經(jīng)濟(jì)效益。

在山區(qū)高速公路路線選線過(guò)程中，山區(qū)公路走廊帶作為重要內(nèi)容之一，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)其進(jìn)行明確。通常山區(qū)公路地區(qū)地形起伏較大，陡峭邊坡結(jié)構(gòu)較為普遍，基于此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)山區(qū)公路進(jìn)行實(shí)地勘察，從而能夠充分了解并掌握滑坡對(duì)高速公路中安全運(yùn)行造成影響的主要因素。基于此，需要通過(guò)繞避的方式，規(guī)避且降低公路建設(shè)質(zhì)量在滑坡影響因素下所出現(xiàn)的問(wèn)題，從而能夠充分保證山區(qū)高速公路整體建設(shè)過(guò)程中的安全性、高效性。在對(duì)公路路線走廊段進(jìn)行明確后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)高速公路具體情況對(duì)路線設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)、合理地制定與選取，在對(duì)該地區(qū)地形地貌進(jìn)行全方面了解、掌握的條件下，需要盡可能地避開(kāi)復(fù)雜區(qū)域的地質(zhì)條件，通過(guò)與實(shí)際地勢(shì)地形條件相結(jié)合，使高速公路工程規(guī)模能夠顯著降低。為促進(jìn)山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)方案有效落實(shí)和執(zhí)行，設(shè)計(jì)人員必須到實(shí)地進(jìn)行詳細(xì)的勘察，合理且準(zhǔn)確分析所有勘測(cè)數(shù)據(jù)、信息以及資料，對(duì)選擇的路線選線方案進(jìn)行優(yōu)化與改善，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行深入性的分析，以山區(qū)高速公路坡面特點(diǎn)為基礎(chǔ)，不斷完善平面設(shè)計(jì)方案，避開(kāi)滑坡地區(qū)，防止山區(qū)滑坡現(xiàn)象導(dǎo)致大面積坍塌問(wèn)題。在具體選線中，一旦公路兩側(cè)溝道存有滑坡體，設(shè)計(jì)人員在設(shè)置路線時(shí)，需要選擇滑坡對(duì)路線影響小的一面進(jìn)行。

1.2 安全選線要點(diǎn)

（1）合理確定幾何性指標(biāo)。以山區(qū)實(shí)際地形地貌情況為基礎(chǔ)，對(duì)幾何性指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇。同時(shí)，按照相鄰路基的技術(shù)指標(biāo)，引入數(shù)字仿真、BIM技術(shù)，有效模擬公路，并全面檢查、檢驗(yàn)公路路線的縱向指標(biāo)，提升車輛在高速公路行駛過(guò)程中的舒適性。

（2）對(duì)高速公路路線縱向設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。為規(guī)避陡峭邊坡，在選擇公路路線的過(guò)程中，一旦出現(xiàn)連續(xù)下坡的情況下，需要充分結(jié)合實(shí)際地形設(shè)計(jì)避險(xiǎn)車道和爬坡車道。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要以爬坡車道、避險(xiǎn)車道的上下坡部位為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)山區(qū)高速公路的交通能力與現(xiàn)象，不斷進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，提升公路運(yùn)行的整體壽命，確保公路運(yùn)行能夠充分滿足具體標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，并不斷強(qiáng)化高速公路的整體安全效果與質(zhì)量和服務(wù)水平。

1.3 環(huán)境選線要點(diǎn)

通過(guò)與山區(qū)高速公路運(yùn)行情況和特點(diǎn)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)總體設(shè)計(jì)，對(duì)路兩側(cè)的環(huán)境條件進(jìn)行全方位的考慮與分析，對(duì)于地質(zhì)條件較差的區(qū)域盡可能避開(kāi)，降低土方開(kāi)挖量，降低公路選線對(duì)周圍環(huán)境所造成的不良影響。設(shè)計(jì)人員需要始終按照環(huán)境保護(hù)的理念與原則進(jìn)行公路選線，并對(duì)選線方式進(jìn)行合理的選擇，在對(duì)公路周圍生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的基礎(chǔ)上，充分保證山區(qū)高速公路項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度與效率。

2 山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)的特點(diǎn)

2.1 技術(shù)難題多

山區(qū)高速公路和普通高速公路進(jìn)行比較下能夠發(fā)現(xiàn)，其特點(diǎn)主要呈現(xiàn)為水系多、復(fù)雜地形、地勢(shì)險(xiǎn)峻等，對(duì)水文條件無(wú)法逐一進(jìn)行深入的分析與探究。另外，山區(qū)地面落差較大，危險(xiǎn)地形十分常見(jiàn)，例如斷層、陡崖等，一旦受到惡劣天氣與環(huán)境的影響，特別是暴雨天氣，山體滑坡、崩塌問(wèn)題易于發(fā)生，并且會(huì)造成泥石流。針對(duì)地質(zhì)情況較為極端的問(wèn)題下，難以更好地進(jìn)行施工，從而加大了施工的難度與復(fù)雜性。在施工、勘察設(shè)計(jì)階段中，由于技術(shù)性難題存在普通型的特點(diǎn)，包括出切支護(hù)施工階段中會(huì)發(fā)生工程變形、塌方、開(kāi)裂等各種問(wèn)題，

在深入開(kāi)展施工后會(huì)不斷增加大規(guī)模沉降的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，安全風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)因此而升高，對(duì)山區(qū)高速公路橋梁工程的施工作業(yè)安全與質(zhì)量造成了不良影響。為了能夠充分確保工程整體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員需要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，深入勘察并分析當(dāng)?shù)厮摹⒌刭|(zhì)情況。對(duì)此，可充分利用分層開(kāi)挖支護(hù)法的方式進(jìn)行，以此更好地規(guī)避工程施工中的額外難題，比賣你存在單一受力點(diǎn)，不斷提升施工質(zhì)量管理，對(duì)工程全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的把控。通過(guò)多種有效的方式，對(duì)這一項(xiàng)目過(guò)程中所存在的難題進(jìn)行有效的解決，不斷提升施工效果與質(zhì)量。

2.2 工程規(guī)模大

山區(qū)高速公路橋梁需要跨越不同地區(qū)，包括深谷、高山等，基于此，在施工過(guò)程中，周期和施工路線相對(duì)較長(zhǎng)，施工人員方面需要達(dá)到一定的要求與標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此，需要不斷擴(kuò)大管理規(guī)模，從而增加了施工管理難度。同時(shí)，在具體施工過(guò)程中，由于所設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)、階段較為復(fù)雜，設(shè)備應(yīng)用方面也具有一定的廣泛性，需要通過(guò)多樣化的施工工藝技術(shù)、工序充分協(xié)調(diào)和配合才能夠提升工程施工的質(zhì)量與效率，上述內(nèi)容作為工程規(guī)模大的主要因素，需要引起各個(gè)施工人員的重視與關(guān)注。另外，該項(xiàng)施工周需要較長(zhǎng)的周期，且任務(wù)過(guò)于復(fù)雜，需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)地勘察提高橋梁整體質(zhì)量，充分的分析當(dāng)前地質(zhì)情況與各種因素。同時(shí)，提出可行性較高的技術(shù)方案強(qiáng)化施工質(zhì)量與效率，加強(qiáng)公路與橋梁的安全性與耐用性。

2.3 工程造價(jià)高

山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)周期相對(duì)較長(zhǎng)，工程任務(wù)具有顯著的復(fù)雜性與難度，因此在施工期間所采用的機(jī)械設(shè)備較廣泛，需要大量投入機(jī)械設(shè)備、人力資源以及工程物資，對(duì)工程施工配備專業(yè)化的優(yōu)秀型技能人才。基于此，與普通工程相比，山區(qū)高速公路橋梁的工程造價(jià)成本更高。例如，對(duì)于每根墩柱，都需要為其配備對(duì)應(yīng)的模板，另外，需要做好大噸位調(diào)查、各種機(jī)械設(shè)備的配備，確保工程的順利性，需要投入大量的資金充分滿足工程施工的順利開(kāi)展。

2.4 施工存在安全問(wèn)題

由于山區(qū)地勢(shì)險(xiǎn)峻，橋梁施工大部分主要通過(guò)高空作業(yè)進(jìn)行，從而不斷加強(qiáng)施工的整體難度，對(duì)施工人員的安全性造成一定的影響。高空作業(yè)和其他常規(guī)作業(yè)相比，難度行較大，并且，由于復(fù)雜性的山區(qū)地勢(shì)地貌，大部分施工難以通過(guò)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行，必須通過(guò)人工輔助開(kāi)展作業(yè)。因此，在該項(xiàng)工程中，施工人員的安全風(fēng)險(xiǎn)高，在山區(qū)高速公路橋梁施工中存在較大的安全隱患與風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

3 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

3.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

山區(qū)高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)會(huì)受到各種因素問(wèn)題的影響，包括橋墩高度、橋梁跨度、地形、水文以及地質(zhì)等多方面的內(nèi)容?；诖耍趯?duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)上述各種因素的干擾情況進(jìn)行深入的分析與考慮，對(duì)橋型進(jìn)行有效的選擇，主要以工程造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、利于施工為基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)普通橋型的上部結(jié)構(gòu)形式中，可以裝配式結(jié)構(gòu)為主進(jìn)行應(yīng)用。針對(duì)高度在60 m以上的橋梁，通?？蛇x擇連續(xù)鋼構(gòu)橋型，以此提升橋梁整體質(zhì)量。因?yàn)樯絽^(qū)地勢(shì)十分復(fù)雜，尤其是在雨季的情況下，河流會(huì)嚴(yán)重影響工程施工質(zhì)量、進(jìn)度，橋墩的穩(wěn)定性也會(huì)因?yàn)楹人畠?nèi)所出現(xiàn)的各種物質(zhì)，包括泥沙石造成不良影響。基于此，盡可能避免橋梁跨越點(diǎn)設(shè)置在溝谷中心。同時(shí)，為了使橋梁更加契合山區(qū)低性能，可通過(guò)采用組合跨徑布控的方式進(jìn)行?；诖?，需要充分關(guān)注斜坡上橋梁基礎(chǔ)施工，避免工程施工會(huì)被當(dāng)?shù)刂脖凰绊懀M可能在設(shè)計(jì)中采用跨度較大的設(shè)計(jì)。

3.2 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

在設(shè)計(jì)山區(qū)高速公路橋梁下部結(jié)構(gòu)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)橋梁的抗震性進(jìn)行充分的考慮與分析。同時(shí)，在計(jì)算彎橋高墩時(shí)，需要對(duì)其離心力、風(fēng)荷載、偏心荷載等各方面的影響因素進(jìn)行深入的分析與探究，同時(shí)確保各橋墩高度之間不可相差過(guò)大，確保山區(qū)高速公路橋梁具有良好的抗震性能。通常情況下，當(dāng)橋梁橋墩的墩高<35 m時(shí)，需要通過(guò)采用圓柱式橋墩；對(duì)于墩高>35 m以上的情況下，橋墩可選擇空心類。同時(shí)，在設(shè)計(jì)橋梁下部結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，盡可能減少橋墩類型，利于后期施工中的高效性與標(biāo)準(zhǔn)性。除此以外，在具體施工中需要重點(diǎn)考慮、分析斜坡，特別是針對(duì)斜坡較陡的情況下，需要增加樁基礎(chǔ)的嵌巖深度。

3.3 附屬結(jié)構(gòu)及排水設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

山區(qū)高速公路橋梁的排水系統(tǒng)、附屬結(jié)構(gòu)具有關(guān)鍵的作用，需要對(duì)這兩方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能夠確保公路橋梁整體的穩(wěn)固性與安全性。

第一，相關(guān)人員必須關(guān)注、重視橋頭搭板設(shè)計(jì)。地層處于巖石均勻時(shí)，當(dāng)橋臺(tái)位置為挖方段時(shí)，在設(shè)計(jì)階段中不可設(shè)置搭板。

第二，詳細(xì)分析并考慮橋梁的伸縮裝置設(shè)計(jì)。當(dāng)橋梁處于高墩時(shí)，需要對(duì)伸縮梁增大的情況進(jìn)行深入分析，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算后可合理延長(zhǎng)伸縮裝置。

第三，針對(duì)橋面防排水設(shè)計(jì)，需要對(duì)橋梁具體位置進(jìn)行充分考慮，通過(guò)優(yōu)化提高設(shè)計(jì)效果。當(dāng)橋梁在凹形曲面上，基于此，可通過(guò)對(duì)對(duì)應(yīng)的泄水孔進(jìn)行設(shè)置，使其在曲線的地凹點(diǎn)，加密泄水管。一旦橋梁需要通過(guò)敏感水源保護(hù)或是跨越水庫(kù)的情況下，需要集中排水。同時(shí)，在設(shè)計(jì)橋面排水的過(guò)程中，需要對(duì)附近的邊渠位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。從而將橋面的水引入其中，不可在公路上排水，避免影響路面，造成污染，使路面交通難以正常運(yùn)行?；诖耍瑯蛄盒枰ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)個(gè)隔油沉淀，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，跨域水庫(kù)，通過(guò)水源保護(hù)區(qū)域的情況下進(jìn)行。

3.4 橋梁防滑坡的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

因?yàn)樯絽^(qū)高速公路橋梁通常情況下的氣候條件具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，一旦橋梁在降雪、降雨較大的情況下，車輛在行駛過(guò)程中易發(fā)生打滑問(wèn)題，交通事故問(wèn)題成為當(dāng)前重要問(wèn)題，安全隱患與風(fēng)險(xiǎn)必須引起關(guān)注與重視。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需要積極優(yōu)化設(shè)計(jì)橋梁防滑坡，避免車輛發(fā)生滑坡問(wèn)題，充分確保廣大人民群眾的出行安全?；诖耍O(shè)計(jì)人員需要針對(duì)該種情況設(shè)計(jì)多項(xiàng)措施，包括反壓、減載以及地面排水等，最大化減少滑坡情況，提升山區(qū)高速公路橋梁的整體安全性與穩(wěn)定性。另外，橋梁施工盡量在旱季進(jìn)行，防止對(duì)滑坡體的穩(wěn)定性造成破壞與影響。在設(shè)計(jì)山區(qū)高速公路橋梁時(shí)，如果無(wú)法避免滑體問(wèn)題，可通過(guò)防護(hù)、加固的方式促進(jìn)滑體的穩(wěn)固。在具體設(shè)計(jì)優(yōu)化中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)防滑破這一重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的思考與實(shí)地考察，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析后對(duì)相關(guān)方案進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，確保橋梁的安全性與可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠進(jìn)一步提升現(xiàn)代化運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，山區(qū)高速公路路線選線與橋梁設(shè)計(jì)作為必然途徑之一，不僅能夠促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，同時(shí)能夠提升公路整體質(zhì)量。通過(guò)科學(xué)、合理的分析山區(qū)高速公路路線選線的要點(diǎn)，強(qiáng)化山區(qū)高速公路的抗災(zāi)能力，結(jié)合山區(qū)地形特殊性以及氣候等多方面的因素，嚴(yán)格按照當(dāng)前施工技術(shù)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，制定合理的施工指導(dǎo)方案，確保高速公路路線選線與橋梁施工設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量與效率，提升其安全性與穩(wěn)定性。