山区公路桥梁方案设计探讨

山区公路桥梁方案设计探讨

许博文

陆军工程大学野战工程学院 江苏南京 210000

摘要：山区公路建设的一个重要内容就是桥梁施工，合理的桥型方案设计对于整体项目的进度和工程造价具有直接影响。本文分析了山区公路桥梁的特点、设计原则以及常见的结构类型，希望起到参考价值。

关键词：山区公路；桥梁方案设计；设计要点； 结构选型

引言

由于山区地势复杂，地貌地质变化多变，地形起伏较大，桥梁所占比例大大增加。 桥梁方案设计是否合理，不仅直接影响驾驶舒适性和安全性，而且是影响工程造价的主要控制因素。 因此，桥梁设计是整个山区公路设计的难点之一。 本文总结了山区公路桥梁设计的经验。

一、山区公路桥梁的特点

山区道路的主要特征是复杂的地形和地质条件。 主要特征是高差大，沟壑发育，水平坡陡、滑坡，常发生塌陷现象，沟谷底常存在基础薄弱，覆盖范围广，水系发达等不利的地质条件。 由于地形，地质和水文的影响，道路的设计更多地沿着河流线，这导致道路和河流之间的反复穿越。 因此，山区的公路桥梁也具有上述特征，例如倾斜和弯曲的桥梁，各种类型的结构，通常是超高和宽的桥梁。由于穿越多条沟壑，码头高度，跨度，码头和桥台地形复杂，施工现场狭窄，施工人行道困难，桥梁与隧道各部分的相互连接，给桥梁方案设计带来一定困难 。

二、山区公路桥梁方案设计原则

山区公路桥梁的设计原则可以概括为：安全性，适用性，经济性，环保性和标准化跨度。 安全是桥梁方案设计的主要原则。 由于山区的自然和气象条件复杂多变，在考虑常规荷载的同时，应特别注意边坡稳定性对墩台和桥墩稳定性的影响。此外，由于山区河流的通道狭窄，河床的比例受季节降雨的影响，河水经常起伏，甚至树木挡住了河道，浮石撞击了河道和下游码头，山区公路涉水桥梁的水中墩需要考虑上面的情况。针对受地形影响比较大的路段，桥梁布设中会存在高墩大跨结构，为了防止上部结构的纵向滑移，在高纵向坡度的高墩桥梁中经常采用墩梁的固结方案。此时，在设计时要考虑结构的整体刚度分布以及墩台和桥台的稳定性，这是保证结构安全的关键。山区地势起伏，沟壑纵横，施工现场难以建立。 因此，应充分考虑工程现场的地理环境和施工条件，以使桥梁设计方案在技术上可行，方便且经济。 具有标准跨度的预制构件可以最大程度地节省工程成本，但是当由于墩台高度高而导致子结构的成本过高时，应适当增大跨度以使桥梁更加经济合理。 从而使施工更加合理。 应该采用没有支持的计划。

三、山区公路桥梁方案设计

由于山区道路的地形，地质和水文情况复杂，因此应特别注意收集设计数据。 由于山脉和高森林的地形图经常会有一些偏差，因此关键人员在收集数据时必须去实地调查（针对每个墩台和桥台），以便有一个清晰的主意。 避免设计错误。 以下是桥梁结构选择的经验和经验总结。

（一）上部结构选型

山区公路设计中通常使用四种类型的上部结构：简单支撑系统，连续梁系统，连续刚构系统和拱形系统。

1简支体系及先简支后结构连续体系

毕竟，公路桥梁的大跨度解决方案很少，而且大多数都采用标准化的方法，这些方法易于构建，具有成本效益并且可以进行预制。 常用的断面形式是空心板，T形梁，小箱形梁等。由于山路的平面指数低，桥梁不可避免地会出现超高断面。 如果选择预制空心板和小箱形梁，则应注意同一梁末端的支撑应水平且在同一高度，以避免轴承空隙，维持力量平衡。中空板的跨度通常小于25m。 由于建筑物高度小，在保证桥下净空的前提下，可以减小桥头路基的填充高度，减少占用面积，在保护有限区域方面起着重要作用，保护山区耕地资源。 但是，由于其经济规模小，通常是中小型桥梁的首选上层建筑类型。T型钢梁是最合理的，因为有截面力，更经济。 缺点是建筑物高，景观效果差和抗震性能差。

2连续梁及连续刚构体系

随着高速公路穿越U深谷，桥墩很多，类型复杂，造价过高，这个时候采用大跨径设计的桥梁更加经济合理。 当墩高超过30 m时，可以考虑墩和梁的固结，以增加上部结构上的应力并降低成本。 山区道路的曲率半径较小，因此当桥梁上不可避免地出现超高宽过渡段时，难以适应超高宽要求，现浇连续箱形梁已成为 最好的解决方案。

3 拱式体系

对于V型山深峡谷，在地质条件好，基岩承载力高，表土薄的条件下，桥梁方案应优先考虑拱形结构，大跨度拱的成本高于相同跨度的其他结构的成本。

4上部结构选型实例

某项目的高架桥横跨V谷。 谷底与设计线之间的高度差约为40米。 这是一条直的桥。经过勘察，地质条件比较好。沟底的河道中常年积水，距水库上游不到一公里。 以下重点介绍桥接方案的选择。

方案一：组装340m预应力混凝土箱梁。 上部使用简单的支撑，然后是连续的箱形梁，下部使用墩式桩基础来扩展基础支座。 技术成熟，建设周期短。 方案二：网跨80 m的箱肋拱。 上部147 m预制板，下部连续板和重力桥台。 工作程序复杂，施工控制困难，工期长。由于谷底与设计线之间的高度差接近40米，并且需要满足上游水库的泄洪要求，因此在桥梁小桩号三公里内的其他三个高架桥均已预制跨度40 m的小箱梁。

（二）下部结构选型

山区公路桥梁位于野外， 结构景观效果的要较城市桥梁低 ， 墩 台选型主要还是 以经济适用为导原则 ，并避免因大填大挖对环境的破坏。

1桥墩结构选型

墩结构形式主要根据墩的高度选择断面类型。 根据以往的工程经验，当墩高小于40m时，主要采用柱墩和Y形墩。 柱墩的截面形式有立柱和方柱。 在施工过程中，立柱的外观和施工质量易于控制，易于与桩基连接； 方柱的边缘和拐角与主光束相呼应，更加美观。 结构应力面：圆柱体是各向同性的，用于倾斜和弯曲的桥梁； 通过调整桥的尺寸以满足应力要求，方柱可以调整墩柱的刚度。 Y型墩为单柱双支撑墩型，美观性好，但由于结构复杂，主要用于对城市桥梁景观要求较高的场合。

2桥台结构选型

山区公路基台通常使用重力基台，圆柱基台和肋基台。由于山区地势陡峭，基台的开挖必将造成大面积植被的破坏，甚至导致地质灾害。桥梁设计应增加桥梁的长度，以在开挖段设置桥台，既可以保证桥台结构的安全，又可以减少圆锥形护坡工程的数量，减少施工难度。在这一点上，底座平台的选择更加经济。使用重力U时，基台的高度应控制在10 m以内。

结语：

桥梁的设计往往彼此不同，山区公路桥梁由于施工条件的不同而具有自己的特点。 桥梁设计应结合地形、时限，成本和施工条件等因素，设计出最合适的桥梁工程。

参考文献：

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