摘 要：笔者根据山区公路的特点，对山区公路桥梁的设置及桥梁设计中结构形式、设计原则以及设计方案进行了阐述。

　　关键词：山区公路,公路桥梁,设计方案,核心期刊网

　　一、桥梁选择因素分析

　　山区公路桥梁大部分跨越山谷，地形地质复杂，坡面破碎，沟深坡陡，且多为季节性冲沟，很多都不受水文控制而只受地形控制，通过经济、安全比较，不宜采用路基方案而设计为高墩桥。如果采用路基方案，往往支挡构造物工程量大，高填土分层错层高，不稳定;而采用桥梁方案可解决季节性洪水，确保路基稳定，且对周围环境破坏较小，相比较经济。

　　二、山区高速公路桥梁设计原则

　　事实上，桥梁类型较多，在山区高速公路桥梁设计中就能够看到这些类型，山区高速公路桥梁结构自身安全性保障需要对结构计算分析和构造处理措施来进行。与平原区桥梁设计相比，山区高速公路桥梁设计计算需要考虑的因素是一样的，如恒载、活载、地震荷载、施工荷载等，但是山区高速公路桥梁设计计算除了需要考虑以上因素，还要对强风荷载、雪荷载、冻胀力、水力等桥梁产生的影响也应考虑在内，因为山区的自然条件和气象条件的多变性决定的。山区桥梁布设有时会出现高敦大跨结构，这主要是在受地形条件限制较严格的路段才有，因此，在山区桥梁设计时，不可或缺的考虑内容包括下部结构的刚度分配、稳定性分析等。在山岭地区，由于地形起伏导致施工布设难度较大，尤其是大型施工机具无法正常使用。为预制构件提供大型的施工场地是不可能的，加上山岭运输条件差，很多预制构件无法正常使用。但是在山区桥梁设计方案中首选的是中小跨径预制构件，这主要是从节省造价方面来考虑。钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构桥梁也会出现在山区高速公路桥梁中，这主要是对于那些无法采用标准跨径结构的桥梁而言。综上所述，山区高速公路桥梁设计原则可概括为：在合理的经济范围内确保桥梁结构更加安全、更容易养护、更加舒适、造型更加优美。

　　三、山区桥梁具体设计

　　3.1 桥梁上部结构设计。上部构造设计要处理好两个关系。(1)处理好跨径与墩高的关系。跨径与墩高的关系按桥梁美学原则，一般应选择比值为0.618—1之间，通过经济比较，往往又是经济的，也就是说20m跨径T梁适应的墩高一般为12—20m，30m跨径适应的墩高一般为18—30m，40m跨径适应的墩高一般为24m—40m。山区高速公路地形起伏变化频繁，通常应根据地形选择一种跨径，不宜根据墩高频繁变化跨径，墩柱高度变化很大时，可以采用20m与30m或者30m与40m的组合跨径。当一座桥梁，有几种跨径方案可选择时，应结合上下构做造价分析比较再做选择。(2)处理好上部构造(板或梁)与平面曲线半径的关系。桥位处平面曲线半径对桥梁跨径的选择及平面布置影响较大，主要表现为两个方面，第一是内外弧差，第二是中矢高。墩台径向布置时，由于曲率半径的影响，内外梁梁长不等，半径越小，内外梁梁长差越大。解决此问题一般两种途径，一种是根据平面半径变化梁长，另一种是不变梁长通过加大帽梁，加大封锚端或加长现浇连续段处理。第一种方法变化梁长，设计简单，帽梁尺寸较小、规格统一，但一个标段，如果有几座桥处于不同的曲线半径上时，预制梁长度种类就较多，频繁调整模板虽不算很难，但每片梁都需要编号，堆放预制梁需要很大场地，这对“地无百米平”的山区确实是难以解决的问题，因此一般不采用变梁长方案。采用等梁长方案时，如果半径较大，内外梁梁长差不大，可以采用内弧长等于标准跨径布置，如果半径较小，可以采用半幅桥中线弧长等于标准跨径布置，这样连续段长度一端比标准长度增加，一端减小。内外弧差的问题解决后，还有中矢高的问题，一般中矢高10cm以内，可以通过调整护墙内缘使之适应平面线形;半径较小，中矢高大于10cm时，由于护墙一般为50cm宽，护墙调整太大外观不美，护墙功能亦削减。此时亦有两种解决办法，一种是预制梁外缘按实际曲线预制，另一种是预制T梁边梁时，将边梁多预制一段长度，让现浇桥面板和护墙来适应平面线形。边梁按实际曲线预制时，边梁翼缘板由于两侧不等宽，刚度不等，施加预应力时可能出现侧向翘曲，且不同半径外边梁形状不一样，种类多施工较麻烦。第二种办法虽然材料稍有浪费，美观性稍差，仍优于前一种。

　　3.2桥梁下部构造设计。(1)桥墩。高度较矮的桥墩(h<40m)多采用柱式墩，Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区用的较多。但从美观上来说，方柱有棱有角，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。圆柱为各向同性，调整起来效果差一些。方柱的缺点是墩柱与桩基之间需通过桩帽连接，增加了工程数量，并且山区桥梁地面横坡都较陡，增加柱帽构造还会增加挖方工程量，引起边坡不稳，设计中应根据地形、上构结构形式、墩高综合考虑选用方柱或是圆柱。(2)桥墩与路幅的关系。山区高速公路有整体式路基，也有分离式路基。目前路线选线越来越强调减少占地，环保、与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基。整体式路基的双幅桥，一般情况下下构按分幅单独设计，即双幅四柱。对于高墩长桥，为了减少开挖，增强边坡稳定性，节约材料，降低造价，整体式下构即双幅两柱不失为一种较好的选择。与双幅四柱相比，在桥墩截面积及横向宽度相当的情况下，整体式下构横向和纵向刚度是分幅设置的两倍以上，除了可以减少开挖，节约材料、施工面少外，还能减少墩顶变位。当然整体式下构帽梁跨度较大，还须考虑车辆双向行驶时扭矩影响，帽梁需设置的强大一些。一座桥究竟是采用整体式下构还是分幅下构，需结合桥位处地形、地质、水文、墩高等多方面因素综合考虑。(3)桥台。山区高速公路桥梁桥台一般采用重力式U型台、肋板台、桩柱式台。其中以重力式U台最常用，根据《墩台与基础》规定，U台适应的填土范围为4—10m，所以U台的高度最好以10m控制。山区桥梁U台一个显著特征就是横向，纵向横坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工方量，U台设计时必须根据地形合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150米以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。山区高速公路桥梁纵向地形陡峭，往往不能设置锥坡，这时采用桩柱式或肋板台会受到较大限制。当地质情况较差时，常常会出现U台下设置桩基的情况。(4)基础。山区高速公路桥梁最常用的基础仍为为扩大基础与桩基础。山区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩基础。因为分离式扩基础适应地形横坡，承载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地质情况较差地段采用摩擦桩。桩基础不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长;遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况;地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜设计为挖孔桩。

　　四、结语

　　山区公路桥梁有很多特殊性，与平原地区桥梁相比有很大区别。本文主要对山区公路桥梁设计中遇到的一些实际问题，提出了一些建议及解决方法,对于我国山区高速公路桥梁设计有一定的借鉴作用。