摘要:我國(guó)幅員遼闊，大部分地區(qū)以山區(qū)、丘陵地貌居多。隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和西部大開(kāi)發(fā)，大力發(fā)展山區(qū)高等級(jí)公路成為必然。因此，對(duì)山區(qū)高等級(jí)公路橋梁設(shè)計(jì)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。山區(qū)橋梁彎坡橋多、高墩大跨多、墩臺(tái)形式復(fù)雜。能否合理的選擇橋型．成為影響整個(gè)工程造價(jià)、施工工期及使用功能的關(guān)鍵。本文針對(duì)山區(qū)高速公路橋梁就以上特點(diǎn)，探討山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)。
　　關(guān)鍵詞:高等級(jí)公路；橋梁設(shè)計(jì)；山區(qū)
　　一、橋位選擇
　　1、跨越V形溝谷時(shí)的橋路比較
　　山區(qū)高等級(jí)公路由于受公路線(xiàn)形標(biāo)準(zhǔn)的限制．大部分橋梁不受水文控制而只受地形控制不宜做路基而設(shè)置為橋，路橋比較一直是難以把握的關(guān)鍵問(wèn)題，也是影響公路造價(jià)的問(wèn)題。實(shí)際運(yùn)作中．往往認(rèn)為橋梁跨越方案安全省事，就直接考慮橋梁方案。實(shí)際上，對(duì)于地質(zhì)情況較好的V形溝谷．雖然填方中心高度超過(guò)2Om甚至達(dá)到3Om．但收斂較快，考慮路基方案可能比橋梁方案更安全經(jīng)濟(jì)因?yàn)檫@樣的地形條件下架橋，場(chǎng)地局促．難度大，橫縱坡陡，極易引發(fā)邊坡失穩(wěn)：而對(duì)于寬緩地段．雖然填方高度只有20m左右但如果填方多基底需進(jìn)行處理，考慮橋梁方案則更安全經(jīng)濟(jì)。
　　2、橫坡陡峭段半邊橋與擋墻的比較
　　山區(qū)高等級(jí)公路常經(jīng)過(guò)橫坡陡峭的地區(qū)，這時(shí)一般考慮寧挖勿填，但有時(shí)挖方過(guò)大．不得不考慮半填半挖或小填方，由于路面較寬且地面橫坡陡，使得低的一邊可能填方很高。且由于橫坡陡，做路基不易，可考慮設(shè)半邊橋半邊路基。當(dāng)?shù)蛡?cè)路肩處填土高度在15m左右時(shí)．應(yīng)綜合地形、地質(zhì)情況考慮設(shè)加筋擋墻錨桿擋墻等與半邊橋做綜合比較后決定是否設(shè)置半邊橋。大于15m的地段由于擋墻高度的限制，只能做橋。小于15m的可根據(jù)地質(zhì)情況考慮選擇做擋墻通過(guò)。
　　二、橋型的選擇
　　1、簡(jiǎn)支梁橋
　　簡(jiǎn)支空心板橋多數(shù)用于小橋，其跨徑一般在2Om以下，常用于跨越小的溝渠、河溪。T型及箱型簡(jiǎn)支梁橋亦是修建較多的橋型．跨徑一般為3Om～5Om。T型、箱型簡(jiǎn)支梁橋常設(shè)計(jì)成多跨，適用于跨越寬而淺的溝谷、河流。簡(jiǎn)支梁橋是山區(qū)高等級(jí)公路中小跨徑橋梁的首選橋型之一。對(duì)于多跨簡(jiǎn)支長(zhǎng)橋，常做成以下兩種形式，a)橋面連續(xù)，形成一種“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)；b)先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)，同時(shí)橋面連續(xù)，這種結(jié)構(gòu)成橋后受力同連續(xù)梁。
　　2、連續(xù)梁橋
　　等高度連續(xù)梁的合理跨徑為25m～60m，常采用支架整體現(xiàn)澆或頂推法施工。在山區(qū)高等級(jí)公路中常用于彎坡、斜橋或跨線(xiàn)橋。變高度連續(xù)梁的合理跨徑為60m～2OOm，常采用懸臂施工法。在山區(qū)高等級(jí)公路中，常用于跨越大的溝谷、河流。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁是山區(qū)高等級(jí)公路大跨徑橋梁的首選橋型之一。
　　3、連續(xù)剛構(gòu)橋
　　連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⒅髁鹤龀蛇B續(xù)梁體與薄壁橋墩固結(jié)而成．常用于高墩和大跨徑橋梁中。由于橋墩參與工作，連續(xù)剛構(gòu)橋由活載引起的跨中區(qū)域正彎矩比同跨徑連續(xù)梁橋的小。當(dāng)墩高達(dá)到一定高度后，兩者上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力相差大。而薄壁橋墩底部所承受的彎矩、梁體內(nèi)的軸力隨著墩高的增大而急劇減小。連續(xù)剛構(gòu)橋的合理跨徑在80m～3O0m常采用懸臂施工法。在山區(qū)高等級(jí)公路中用于跨越大的、較深的溝谷、河流。
　　4、拱橋
　　拱橋在豎向荷載作用下拱圈承受壓力和彎矩．墩臺(tái)除承受豎向壓力和彎矩外．還承受水平推力，水平推力使拱內(nèi)彎矩減小因而抗壓強(qiáng)度高的材料能充分發(fā)揮作用使拱橋的跨越能力得以增大。在山區(qū)高等級(jí)公路跨越溝谷、河流、道路時(shí)采用。可不設(shè)中間橋墩，一跨通過(guò)．
　　三、一般性橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì)
　　1、一般設(shè)計(jì)原則
　　山區(qū)高等級(jí)公路橋梁除跨越特別大的河溝的橋和有特殊要求的橋外，常用標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)其跨徑有16、2O、25、3O、4O、50m．橫斷面形式有空心板、T梁、小箱梁等。對(duì)于跨徑小于30m的有空心板、小箱梁、T梁等3種結(jié)構(gòu)對(duì)于4O5Om跨徑宜采用T梁一對(duì)于5Om跨徑T梁，由于對(duì)路線(xiàn)的適應(yīng)性差．且大型機(jī)具進(jìn)入困難，因此一般情況下不選用5Om跨徑T梁。山區(qū)高等級(jí)公路橋梁常用的標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20、25、3O、40m。
　　2、具體橋梁設(shè)計(jì)
　　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
　　跨徑與墩高的關(guān)系按橋梁美學(xué)原則，一般應(yīng)選擇比值為O618～1比較經(jīng)濟(jì)，即2Om跨徑T梁適應(yīng)的墩高一般為12～2Om，40m跨徑適應(yīng)的墩高～般為24～40m。山區(qū)高等級(jí)公路地形起伏變化頻繁，通常應(yīng)根據(jù)地形選擇一種跨徑不宜根據(jù)墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時(shí)．可以采用2O+3Om或者3O+40m的組合跨徑．當(dāng)處于地震烈度較高的地區(qū)時(shí)，宜采用等跨。
　　(2)上部構(gòu)造與平面曲線(xiàn)半徑的關(guān)系。
　　橋位處平面曲線(xiàn)半徑對(duì)橋梁跨徑的選擇及平面布置影響較大，主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面．一是內(nèi)外弧差．二是中矢高。墩臺(tái)徑向布置時(shí)由于曲率半徑的影響，內(nèi)外梁梁長(zhǎng)不等，半徑越小，內(nèi)外梁梁長(zhǎng)差越大。解決此問(wèn)題一般有兩種方法．①根據(jù)平面半徑變化梁長(zhǎng)；②不變梁長(zhǎng)通過(guò)加大帽梁，加大封錨端或加長(zhǎng)現(xiàn)澆連續(xù)段處理對(duì)于中矢高問(wèn)題中矢高在1Ocm以?xún)?nèi)時(shí)可以通過(guò)調(diào)整護(hù)墻內(nèi)緣使之適應(yīng)平面線(xiàn)形：半徑較小中矢高大于1Ocm時(shí)，可采用預(yù)制梁外緣按實(shí)際曲線(xiàn)預(yù)制或預(yù)制T梁邊梁時(shí)，將邊梁多預(yù)制一段長(zhǎng)度讓現(xiàn)澆橋面板和護(hù)墻來(lái)適應(yīng)平面線(xiàn)形、第二種辦法雖然材料稍有浪費(fèi)美觀性稍差但仍?xún)?yōu)于前一種。
　　四、一般性橋梁下部構(gòu)造設(shè)計(jì)
　　1、橋墩設(shè)計(jì)
　　橋墩多采用等截面圓柱方柱墩，對(duì)于較高墩，也常采用階形實(shí)心柱、變截面空心墩等。圓柱墩施工中外觀質(zhì)量易控制且與樁基銜接方便。但截面積相等的方柱和圓柱，方柱抗彎剛度大于圓柱受力也優(yōu)于圓柱。當(dāng)體系為連續(xù)剛構(gòu)時(shí)，方柱可以方便地通過(guò)調(diào)整兩個(gè)方向的尺寸來(lái)調(diào)整墩柱的岡度，從而達(dá)到調(diào)整墩柱受力的目的。圓柱為各向同性，調(diào)整起來(lái)效果差一些。方柱的缺點(diǎn)是墩柱與樁基之間需通過(guò)樁帽連接．增加了工程量，并且山區(qū)橋梁地面橫坡都較陡，增加柱帽構(gòu)造還會(huì)增加挖方工程量引起邊坡不穩(wěn)，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)地形、結(jié)構(gòu)形式、墩高綜合考慮選用方柱或圓柱
　　2、橋臺(tái)設(shè)計(jì)
　　常用橋臺(tái)形式有重力式U臺(tái)、肋形埋置式臺(tái)、柱式臺(tái)、薄壁式臺(tái)等柱式臺(tái)、薄壁式臺(tái)要承受較大的臺(tái)后土壓力，且其基礎(chǔ)多為單排樁基或擴(kuò)大基礎(chǔ)，因此這兩類(lèi)橋臺(tái)不宜太高．臺(tái)后填土高宜控制在5m以下，重力式U臺(tái)要求地基地質(zhì)好，U形臺(tái)適應(yīng)的填土范圍為4～1Om，U臺(tái)除了應(yīng)驗(yàn)算地基承載力及臺(tái)身強(qiáng)度外，要注意將基礎(chǔ)置于同一土層避免出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，當(dāng)?shù)刭|(zhì)較差時(shí)常在U形臺(tái)下設(shè)置樁基。肋形埋置式臺(tái)由于其臺(tái)前土壓力可抵消部分臺(tái)后土壓力，可用于臺(tái)后填土較高的橋臺(tái)但也不宜超過(guò)12m。山區(qū)高等級(jí)公路橋梁縱向地形陡峭．往往不能設(shè)置錐坡，采用肋板臺(tái)會(huì)受到較大限制。
　　3、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
　　山區(qū)高等級(jí)公路橋梁最常用的基礎(chǔ)仍為擴(kuò)大基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)擴(kuò)大基礎(chǔ)要進(jìn)行承載驗(yàn)算也要合理控制偏心距，盡量使基礎(chǔ)應(yīng)力分布均勻。常用的樁基礎(chǔ)有三類(lèi)：摩擦樁、柱承樁、嵌巖樁對(duì)于摩擦樁，除了要驗(yàn)算承載力還要計(jì)算沉降量。柱樁及嵌巖樁設(shè)計(jì)主要是要控制樁基進(jìn)入基巖的深度．除了要做承載力計(jì)算外．還要了解巖層的傾向、完整性是否處于巖溶地帶等，經(jīng)綜合考慮多方面因素后，確定樁基的入土深度。
　　結(jié)束語(yǔ)
　　山區(qū)等級(jí)速公路地質(zhì)復(fù)雜地形多變，所過(guò)地區(qū)大多經(jīng)濟(jì)薄弱在不同的地區(qū)，對(duì)橋梁的使用功能有不同的要求。因此，設(shè)計(jì)者要注意收集資科，根據(jù)全線(xiàn)的要求結(jié)合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)多比較分析，采用符合實(shí)際的橋梁方案，選擇符合情況的設(shè)計(jì)方法．這樣才能使橋梁設(shè)計(jì)達(dá)到安全、適用經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。
　　參考文獻(xiàn)：
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