摘 要：筆者根據山區公路的特點，對山區公路橋梁的設置及橋梁設計中結構形式、設計原則以及設計方案進行了闡述。

　　關鍵詞：山區公路,公路橋梁,設計方案,核心期刊網

　　一、橋梁選擇因素分析

　　山區公路橋梁大部分跨越山谷，地形地質復雜，坡面破碎，溝深坡陡，且多為季節性沖溝，很多都不受水文控制而只受地形控制，通過經濟、安全比較，不宜采用路基方案而設計為高墩橋。如果采用路基方案，往往支擋構造物工程量大，高填土分層錯層高，不穩定;而采用橋梁方案可解決季節性洪水，確保路基穩定，且對周圍環境破壞較小，相比較經濟。

　　二、山區高速公路橋梁設計原則

　　事實上，橋梁類型較多，在山區高速公路橋梁設計中就能夠看到這些類型，山區高速公路橋梁結構自身安全性保障需要對結構計算分析和構造處理措施來進行。與平原區橋梁設計相比，山區高速公路橋梁設計計算需要考慮的因素是一樣的，如恒載、活載、地震荷載、施工荷載等，但是山區高速公路橋梁設計計算除了需要考慮以上因素，還要對強風荷載、雪荷載、凍脹力、水力等橋梁產生的影響也應考慮在內，因為山區的自然條件和氣象條件的多變性決定的。山區橋梁布設有時會出現高敦大跨結構，這主要是在受地形條件限制較嚴格的路段才有，因此，在山區橋梁設計時，不可或缺的考慮內容包括下部結構的剛度分配、穩定性分析等。在山嶺地區，由于地形起伏導致施工布設難度較大，尤其是大型施工機具無法正常使用。為預制構件提供大型的施工場地是不可能的，加上山嶺運輸條件差，很多預制構件無法正常使用。但是在山區橋梁設計方案中首選的是中小跨徑預制構件，這主要是從節省造價方面來考慮。鋼筋混凝土現澆結構及預應力混凝土現澆結構橋梁也會出現在山區高速公路橋梁中，這主要是對于那些無法采用標準跨徑結構的橋梁而言。綜上所述，山區高速公路橋梁設計原則可概括為：在合理的經濟范圍內確保橋梁結構更加安全、更容易養護、更加舒適、造型更加優美。

　　三、山區橋梁具體設計

　　3.1 橋梁上部結構設計。上部構造設計要處理好兩個關系。(1)處理好跨徑與墩高的關系。跨徑與墩高的關系按橋梁美學原則，一般應選擇比值為0.618—1之間，通過經濟比較，往往又是經濟的，也就是說20m跨徑T梁適應的墩高一般為12—20m，30m跨徑適應的墩高一般為18—30m，40m跨徑適應的墩高一般為24m—40m。山區高速公路地形起伏變化頻繁，通常應根據地形選擇一種跨徑，不宜根據墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時，可以采用20m與30m或者30m與40m的組合跨徑。當一座橋梁，有幾種跨徑方案可選擇時，應結合上下構做造價分析比較再做選擇。(2)處理好上部構造(板或梁)與平面曲線半徑的關系。橋位處平面曲線半徑對橋梁跨徑的選擇及平面布置影響較大，主要表現為兩個方面，第一是內外弧差，第二是中矢高。墩臺徑向布置時，由于曲率半徑的影響，內外梁梁長不等，半徑越小，內外梁梁長差越大。解決此問題一般兩種途徑，一種是根據平面半徑變化梁長，另一種是不變梁長通過加大帽梁，加大封錨端或加長現澆連續段處理。第一種方法變化梁長，設計簡單，帽梁尺寸較小、規格統一，但一個標段，如果有幾座橋處于不同的曲線半徑上時，預制梁長度種類就較多，頻繁調整模板雖不算很難，但每片梁都需要編號，堆放預制梁需要很大場地，這對“地無百米平”的山區確實是難以解決的問題，因此一般不采用變梁長方案。采用等梁長方案時，如果半徑較大，內外梁梁長差不大，可以采用內弧長等于標準跨徑布置，如果半徑較小，可以采用半幅橋中線弧長等于標準跨徑布置，這樣連續段長度一端比標準長度增加，一端減小。內外弧差的問題解決后，還有中矢高的問題，一般中矢高10cm以內，可以通過調整護墻內緣使之適應平面線形;半徑較小，中矢高大于10cm時，由于護墻一般為50cm寬，護墻調整太大外觀不美，護墻功能亦削減。此時亦有兩種解決辦法，一種是預制梁外緣按實際曲線預制，另一種是預制T梁邊梁時，將邊梁多預制一段長度，讓現澆橋面板和護墻來適應平面線形。邊梁按實際曲線預制時，邊梁翼緣板由于兩側不等寬，剛度不等，施加預應力時可能出現側向翹曲，且不同半徑外邊梁形狀不一樣，種類多施工較麻煩。第二種辦法雖然材料稍有浪費，美觀性稍差，仍優于前一種。

　　3.2橋梁下部構造設計。(1)橋墩。高度較矮的橋墩(h<40m)多采用柱式墩，Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圓柱和方柱。圓柱施工中外觀質量易控制，且與樁基銜接方便，平原地區用的較多。但從美觀上來說，方柱有棱有角，與上構梁體協調，有一定的視線誘導性，較美觀。從受力上看，截面積相等的方柱和圓柱，方柱抗彎剛度大于圓柱，受力優于圓柱，當體系為連續剛構時，方柱可以方便地通過調整兩個方向的尺寸來調整墩柱的剛度，從而達到調整墩柱受力的目的。圓柱為各向同性，調整起來效果差一些。方柱的缺點是墩柱與樁基之間需通過樁帽連接，增加了工程數量，并且山區橋梁地面橫坡都較陡，增加柱帽構造還會增加挖方工程量，引起邊坡不穩，設計中應根據地形、上構結構形式、墩高綜合考慮選用方柱或是圓柱。(2)橋墩與路幅的關系。山區高速公路有整體式路基，也有分離式路基。目前路線選線越來越強調減少占地，環保、與景觀協調的理念，除了中長隧道等設置分離式路基外，越來越多的采用整體式路基。整體式路基的雙幅橋，一般情況下下構按分幅單獨設計，即雙幅四柱。對于高墩長橋，為了減少開挖，增強邊坡穩定性，節約材料，降低造價，整體式下構即雙幅兩柱不失為一種較好的選擇。與雙幅四柱相比，在橋墩截面積及橫向寬度相當的情況下，整體式下構橫向和縱向剛度是分幅設置的兩倍以上，除了可以減少開挖，節約材料、施工面少外，還能減少墩頂變位。當然整體式下構帽梁跨度較大，還須考慮車輛雙向行駛時扭矩影響，帽梁需設置的強大一些。一座橋究竟是采用整體式下構還是分幅下構，需結合橋位處地形、地質、水文、墩高等多方面因素綜合考慮。(3)橋臺。山區高速公路橋梁橋臺一般采用重力式U型臺、肋板臺、樁柱式臺。其中以重力式U臺最常用，根據《墩臺與基礎》規定，U臺適應的填土范圍為4—10m，所以U臺的高度最好以10m控制。山區橋梁U臺一個顯著特征就是橫向，縱向橫坡陡，為了適應地形，減小開挖，節約圬工方量，U臺設計時必須根據地形合理分臺階。樁柱式橋臺由于抗推剛度小，當聯長較長，臺后填土高度較高時不宜使用，一般臺后填土高度宜控制在5m以下，聯長宜控制在150米以內。埋置式肋板臺適應范圍廣一些，但也不宜太高，不宜超過12m。山區高速公路橋梁縱向地形陡峭，往往不能設置錐坡，這時采用樁柱式或肋板臺會受到較大限制。當地質情況較差時，常常會出現U臺下設置樁基的情況。(4)基礎。山區高速公路橋梁最常用的基礎仍為為擴大基礎與樁基礎。山區一般地質情況較好，采用擴大基礎的情況相對較多，且宜采用分離式擴基礎。因為分離式擴基礎適應地形橫坡，承載力亦能滿足要求。斜坡上的擴大基礎與樁基礎必須考慮基礎擴散角和覆蓋層厚度以及施工時的相互影響。樁基礎多為嵌巖樁和柱樁，地質情況較差地段采用摩擦樁。樁基礎不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔樁和鉆孔樁。挖孔樁造價較節省，但設計中能否采用挖孔樁，應結合地質情況具體分析，當樁長較長;遇到流沙、軟弱夾層多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地質情況;地下水位較高、地層含有煤氣、瓦斯等有害氣體時不宜設計為挖孔樁。

　　四、結語

　　山區公路橋梁有很多特殊性，與平原地區橋梁相比有很大區別。本文主要對山區公路橋梁設計中遇到的一些實際問題，提出了一些建議及解決方法,對于我國山區高速公路橋梁設計有一定的借鑒作用。