对山区公路桥梁设计的探讨

对山区公路桥梁设计的探讨摘要：要建设一条投资经济合理、行车安全舒适的山区公路,其中的桥梁设计十分重要。本文首先阐述了山区公路桥梁设计原则，其次，从桥梁上部结构的设计；桥梁的设计；桥梁方案的设计；桥梁下部结构设计四个方面对山区公路桥梁设计进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。关键词：山区；公路桥梁；设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：前言随着我国经济社会的快速发展，特别是中央西部大开发战略、中部崛起等战略的实施，有力促进了边、老、山区的发展，山区交通出行状况得到极大改善。山区地形地质复杂,山区公路建设构造物多,桥梁隧道长度占路线长度的比例较大,尤其是目前路线选线越来越强调安全、经济、环保、美观的理念,桥隧所占比例越来越大。因而,要建设一条投资经济合理、行车安全舒适的山区公路,其中的桥梁设计十分重要。2.山区公路桥梁设计原则山区公路桥梁运用于地面起伏大，构造物多的山区，地形势落差比较大，公路桥梁由于具体的地形、地质等控制因素不同，设计方案也各不相同，具有较大的个性特征。但总体上讲，山区公路桥梁结构在设计时应当遵循以下原则：一是安全可靠性。这也是一切设计施工所必须优先考虑的问题。所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备；对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施。二是适用性。即设计要有足够的承载能力，能保证行车的畅通、舒适和安全；既满足当前的需要，又综合考虑今后的发展。三是经济性。桥梁设计必须考虑在建造时消耗最少量的材料、工具和劳动力，在使用期间养护维修费用最省，并且经久耐用。四是景观性。在适用、经济和安全的前提下，尽可能使桥梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，充分考虑桥梁的建筑艺术，提高桥梁的可观赏性。3.山区公路桥梁结构设计的选择山区公路桥梁的平面、立面都构成了桥梁体系的集合特征,选择中桥梁的设计结构的形式来适应曲线等等组合的特征使得结构的设计更加的合理化,具有持久性也是设计首先要考虑到的问题。3.1桥梁上部结构的设计若是有结构形式较为简单的桥型,如T型梁,简支空心板的结构等等。T型梁结构桥墩最好不要太高,最好采用连续的结构,当温度有变化的时候,内部结构就会有很大的内力,如果桥梁过于高就要充分的桥梁的墩梁固结的结构。若是桥墩很高并且都是采用连续的结构,那么墩柱的底部就会有微小的转角,对结构的稳定很不利,对支座的损害也很大。3.2桥梁的设计(1)结构体系的设计。山区公路桥梁主要就是基于运营的整体性和舒适性以及耐久性的考虑。往往设计就是为预应力连续的结构。在设计中梁体要具有沿汽车行驶方向的滑移的功能,对于单向行驶的高速公路,尤其突出的。目前很对桥梁的设计都是使用柔性的桥墩,对许多高墩桥而言,桥墩的稳定性与变位已经成为了桥墩结构设计被制约的因素。在曲线和大纵坡的情况下,高墩桥采用墩梁固结的钢构体系,在调整桥梁受力和改善结构的整体性能方面,能够避免梁体的滑移,减少结构的总体变位,提高结构的稳定性。(2)桥位的选择。从水文角度考虑,应该尽量的选择在河道顺直、河槽明显、河岸稳定的地方作为桥位。桥体的轴线要尽量的与主流正交,以利于排洪以及结构的安全。3.3桥梁方案的设计(1)跨线桥。跨线桥主要就可以分为两类,一类是高速路跨越等级路,另一类就是等级路。在对以上类型的桥梁进行设计的时候,就应该注意到被交叉路的等级,和基本的要求。跨线的桥梁对整体美观有一定的要求,在设计的时候要尽量的保持美观的桥型,常用的上部结构有:斜腿的钢构,连续板,连续的箱梁等等。(2)跨越河流的桥梁。若是要跨越河水主要的根据就是要确定水文的状况,根据水文的状况来确定桥梁建设的方案。若是没有通航的河流就可以选择相对简单、施工方便、价格低廉的桥型建造,就是需要注意上下的结构体系。对于有通航的河流主要确定设计的水位、通航等级，之后再进行桥梁方案的设计。在进行桥梁方案设计的时候,还需要考虑到排洪和通航的基本要求,根据主航道的位置以及水流的流向对桥梁进行设计。(3)跨越山谷的桥梁。该桥梁的主要的特点就是远离城市,并且对桥梁的美观程度要求的就是很低,用比较简短的方法就对桥梁进行施工,常用的结构主要就是有T型梁、空心板等等。由于操作简单,便于管理、造价较多被广泛的应用。在对工程进行总体的布置的时候就应该注意到高跨比的匹配,使得桥梁跨度能够稍微的大于桥墩的高度,这样桥梁的整体造型是比较美观的。3.4桥梁下部结构设计山区公路桥梁位于野外，结构景观效果的要求较城市桥梁低，墩台选型主要还是以经济适用为指导原则，并避免因大填大挖对环境的破坏。（1）桥墩结构选型设计桥墩结构形式主要根据桥墩高度来选择断面类型。根据以往工程经验，墩高小于40m时多采用柱式墩和Y型墩。柱式墩断面形式有圆柱和方柱。施工过程中圆柱的外观及施工质量较易控制，且便于与桩基衔接;方柱棱角分明与主梁相呼应，较为美观。结构受力方面:圆柱为各向同性，所用于斜、弯桥;方柱可通过调整顺桥向尺寸来调整墩柱的刚度以满足受力要求。Y型墩是独柱双支座的一种墩型，美观性较好，但因施工复杂，多用于对景观要求较高的城市桥梁。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范条文说明5.3.10条指出:“当构件长细比l0/h30时，构件已由材料破坏变为失稳破坏”。因此高墩设计不仅要考虑结构强度而且必须计算结构在偏心荷载作用下的是否稳定。根据现有工程经验:墩高超过40m时，桥墩采用空心薄壁矩形截面较为经济。但空心薄壁结构因施工复杂，导致工期增长。因此设计中应根据地形、上部结构形式、墩高、景观、和工期等因素综合考虑选用墩柱结构形状。（2）桥台结构选型设计山区公路桥台一般采用重力式桥台、柱式台、肋板式台。由于山区地形陡峭，桥台大填大挖势必造成植被大面积破坏，甚至诱发地质灾害。桥梁设计时宜适当增加桥长将桥台设置在挖方路段，即保证桥台结构安全又可以减小锥坡防护工程数量、降低施工难度，此时选择柱式桥台较为经济。采用重力式U台时桥台高度宜控制在10m以内;为减小土石方开挖和圬工数量，设计时应结合地形合理设置台阶。柱式桥台由于抗推能力较差，台后填土高度宜控制在5m以内。肋板台高度不宜超过12m，当因地形陡峭无法进行锥坡填筑时不宜采用肋板台。（3）基础设计桩基础是桥梁常用的基础类型。当墩台高度较低且持力层埋深浅、承载力高时在满足结构安全的前提下可设计成扩大基础。不管是桩基础还是扩大基础设计均应预留一定的安全储备，还应特别加强水文计算防止山洪冲刷影响基础安全。4.结语山区公路地形地质复杂,地面高差大,山区公路桥梁弯坡桥多,高墩大跨多,墩台形式多,设计中必须充分考虑山区桥梁曲线、大纵坡、高墩、长桥的特点,解决好其梁设计的关键问题。参考文献：1杜江宇.高速公路山区路段桥梁结构设计分析J.科技资讯.2009(10)2何春晖.我