论山区高速公路桥梁设计探讨

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　　摘要：随着我国交通建设的发展、越来越多的高速公路建设也有我国中原沿海地区向内陆山区发展、山区地形复杂、地貌多变、落差跨度较大、特别是桥隧线路在山区高速公路设计中所占比例较大，因此本文以勐腊县勐捧镇曼种桥为例从桥梁设计的要点、桥型选取以及上下部结构设计等方面，阐述了山区高速公路设计的关键问题。
　　关键词：桥梁；上下部结构；设计；
　　Abstract: with the development of traffic construction in our country, more and more of the highway construction in our country have central coastal areas inland, a mountainous area to the mountainous area development the complex terrain, physiognomy dynamic, divide, especially large span bridge circuit in the mountainous area highway design a large proportion in, so this paper to MengLaXian meng holding town of bridge as an example) from the main points of bridge design, selection and analysi s upper structure design, this paper expounds the mountainous area highway design of the key problem.
　　Keywords: bridge; Upper structure; Design;
　　
　　中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：
　　1.高速公路的特点
　　 山区高速公路地形复杂、地质不良、水文多变，其建设的最大特点是平曲线多，半径小，纵坡大，横坡陡，桥隧比例高，而且还往往存在着填挖方大，视距不良等情况影响交通安全和管理。山区高速公路在施工中，容易对环境造成严重破坏，如果没有处理好，会诱发各种地质灾，不仅增加建设投资，还会给运营带来安全隐患。基于山区高速公路存在以上特殊情况，为适应路线线形的布设，设计时一般采用高墩、曲线、长桥、大纵坡等，并要根据山区的实际情况在不同阶段采取不同的设计思路。
　　2．现场地质条件分析
　　 地基土由第四系松散地层和全~中风化泥岩组成，场地及周边无活动断裂通过，不良地质作用主要为洪水期和特大洪水期河水侧蚀作用，地质构造条件简单。
　　 地基土由：
　　 ①粉砂
　　 ②粉质粘土
　　 ③卵石
　　 ④泥岩四个单元岩土层组成。
　　 其中④土层又按风化程度分为：
　　 ④1泥岩
　　 ④2泥岩
　　 ④3泥岩三个亚层。
　　 ①粉砂：褐黄色，成份为石英及泥质，饱和，稍密，中压缩性，强度软弱且不均匀。厚5.30米。主要分布于轴承2一带。
　　 ②卵石：颗粒组成以卵石为主，粒径20mm～80mm，含量大于60%，次为砾、砂，成分为砂岩、石英，松散~稍密，中~低压缩性，强度中硬。厚0.70～2.50米。
　　 ③粉质粘土：褐黄色，下部含泥岩碎屑，稍湿~湿，硬塑，韧性中等，中压缩性，强度中软。厚1.70米。
　　 ④1全风化泥岩：褐黄色，泥质结构，中厚层状构造，全~强风化，岩心呈似土状、碎屑状，中压缩性，强度中硬。干钻进稍难，清水可钻进，岩块锤击无声，无回弹，有深凹痕，按岩石坚硬程度定性划分为极软岩，按岩石的完整程度定性划分为散体结构，岩石的基本质量等级为Ⅴ级，的埋深1.70米，厚度3.50米。容许承载力σ。＝250kPa，桩的极限侧阻力标准值qsik=60kPa。
　　 ④2强风化泥岩：蓝灰色，泥质结构，中厚层状构造，碎屑状、间夹少量碎块状，强度中硬。清水钻进稍难，岩块锤击声哑，无回弹，有凹痕，按岩石坚硬程度定性划分为极软岩，按岩石的完整程度定性划分为散体结构~碎裂状结构，岩石的基本质量等级为Ⅴ级，埋深2.50~6.00米，桩的极限侧阻力标准值qsik=90kPa，极限侧端力标准值qPk=1800kPa。厚度7.70~13.30米。容许承载力σ。＝350kPa。
　　 ④3中风化泥岩：蓝灰色，泥质结构，中厚层状构造，中风化，岩心呈碎屑状、碎块状、间夹短柱状，强度中硬。清水钻进较难，岩块锤击声哑，有轻微回弹，有浅凹痕，按岩石坚硬程度定性划分为极软岩，按岩石的完整程度定性划分为碎裂状结构~裂隙块状结构，岩石的基本质量等级为Ⅴ级，桩的极限侧阻力标准值qsik=150kPa，极限侧端力标准值qPk=3000kPa。埋深11.50~18.50米，揭露厚度6.50~11.30米。
　　3.桥梁设计要点
　　 1）与平原地区的高速公路相比，山区高速公路在地形地质水文条件等方面有着很大的差别，因此我们在设计桥梁时必须高度重视这些差别，尤其是在地形地质方面有时同一座桥在纵桥向的地质变化很大，在横桥向的地形变化很大，如不重视很容易出现差错，因此在设计前一定要认真收集设计资料，做到心中有数，有条件时设计人员最好到实地调查一下。
　　 2）由于山区高速公路的地面高差变化较大，运输材料机械比较困难，给施工带来很大的不便所以我们在设计时一定要考虑到施工的可行性，因地制宜
　　 3）桥梁设计要遵循“适用、安全、经济、美观、环保”，的基本原则。现在随着国民经济不断提升“美观和环保”已受到越来越多关注。桥梁设计在注重安全性、舒适性、和耐久性的同时，应引入“环保、美化、人文”的理念，把高速公路桥梁的景观设计作为一项重要内容加以考虑。在保证桥梁使用功能的前提下，要尽可能地考虑到使建成后的桥梁与周围环境相协调，不对原有的环境造成破坏。设计时应开拓艺术创新思路，全方位多角度地展示桥梁景观的美学效应，同时应维护生态平衡，保护珍稀动植物及特有的地质风貌。对桥梁进行涂装时，不但要考虑与周边环境色调桥梁造型相协调，还要考虑桥梁所在地区的民风、民俗。
　　 4.桥梁上部结构
　　 上部构造形式的选择应结合桥梁的具体情况，综合考虑其受力特点和经济性，尽量做到系统化、标准化、施工方便、节省造价。由于先简支后连续（的）上部结构体系具有造价省、施工方便的特点，成为中等跨径梁桥的常用结构。
　　 山区高速公路桥梁通常会将异向车道分别设计桥梁，因此在单向行驶汽车的制动力反复作用下，梁体有沿行驶方向滑移的趋势。如果桥梁采用全连续结构，往往会造成梁体受力不均，甚至出现支座脱空或破坏的情况，从而导致梁体开裂。而对于传统的简支梁结构，在汽车荷载作用下易被破坏，桥面铺装也易出现裂缝，且梁体跨中弯矩较大，导致梁体的截面尺寸增大，从而使得自重显著增加。
　　 先简支后连续的上部结构体系以其结构简单，施工方便等优点越来越受到同行的认同。该结构体系的梁体能有效利用工业化大规模生产并能运用现代化的起重设备安装;且桥面无断点，行车舒适，同时由于支点负弯矩的存在使得梁体跨中正弯矩明显减少，从而减少结构自重及材料用量，达到质量好、造价低、寿命长的效果。因此，先简支后连续的结构体系成为山区高速公路桥梁上部结构的首选，这种结构体系既适应平面线形，又结合桥梁受力特点，保证行车舒适，经久耐用。
　　 5.桥梁下部结构
　　 山区高速公路曲线多、半径小、纵坡大，受这些条件的限制，山区高速公路桥梁的设计难度较大。一般来说，桥梁下部结构设计主要涉及以下几个问题:
　　 5.1墩高与跨径的选取
　　 在桥梁的设计中，应根据桥梁跨径、桥墩高度等实际情况，选取若干方案，进行综合比较，得出适当的墩高与跨径。
　　 5.2桥墩样式的选取
　　 当桥墩较短时多采用柱式墩，常分为方墩和圆墩，设计时应考虑各方面因素综合选取。高墩设计考虑稳定性问题，矮墩设计考虑强度问题。
　　 5.3桥梁基础的选取
　　 基础在桥梁设计与施工中占有极其重要的地位，是桥梁下部结构的重要组成部分，并对桥梁的安全性和造价有很大的影响。常用的桥梁基础形式为桩基础与扩大基础，桩基础多为柱桩和嵌岩桩，地质较差地段一般采用摩擦桩;扩大基础属直接基础，上部荷载通过基础底板直接传给地基。
　　 6.确定实施方案
　　 为此在设计时本着质量保证、环境保护、建设成本最低三项原则，合理选择桥台位置和跨越方式。在桥梁选型时，考虑到本项目为中等跨径的跨线桥，桥梁线型较直，为达到工程造价省、施工方便的目的，本项目选择预制拼装多梁式T梁桥型。在上部结构选取时，根据桥梁高度、高跨比的关系以及每联桥墩高度尽量一致的原则进行分联，采用25m+30m+25m布设桥孔。鉴于先简支后连续上部结构体系的众多优点，本项目综合考虑各方面因素，采用了先简支后连续的方式进行设计。由于本项目桥梁跨径在20―30m之间，墩高在30m以内。为尽可能的统一化及标准化，桥墩形式采用柱式墩。考虑到立交跨线处得地基条件较差，扩大基础已经不能满足要求，鉴于此，本项目采用摩擦桩基础。
　　7．结束语
　　 山区高速公路的地质地形复杂，构造物多，桥梁隧道在线路中所占比例大，山区高速公路设计的成功与否，桥梁部分的设计就显得十分重要，因此对山区高等级公路桥梁设计的研究具有重要的现实意义。
　　参考文献
　　［1］郑茜茜.道路桥梁设计隐患问题研究.建设科技，2009.
　　［2］杨大勇．我国公路桥梁建设现状和存在的问题．黑龙江科技信息，2008.
　　［3］万敏．我国桥梁景观设计的现状与发展．桥梁建设，2002（6）.

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