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1、对山区高速公路桥梁设计中常见问题探析 摘要：本文主要概述山区高速公路桥梁设计中的几个重要问题，并结合建设特点、方案布置以及桥台结构设计深入探讨，最后从传统桥梁的设计理念出发，更好的完善了桥梁的建设及加固。关键词：桥梁；高速公路；结构设计中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：前言：近年来，我国高速公路网建设已由东部沿海覆盖到中部,并以前所未有的速度向中西部山区挺进。山区高速公路建设的一个显著客观条件是地形地质条件复杂,桥隧比重居高不下。山区高速公路建设面临周期紧张的形势,考虑我国当前的技术经济条件,山区公路桥梁中标准化、装配化的主梁形式占据主导地位。本文针对山区公路占主导地位的
2、单孔跨径50m以下的常规桥梁,就笔者在湖北省十堰、恩施地区设计实践中的一些体会进行探讨。山区桥梁建设特点山区公路桥梁建设面临的外部条件主要表现为:地形地貌落差大,变化剧烈频繁;地质构造复杂,岩溶、滑坡、崩塌、陡崖、煤层以及瓦斯等不良地质现象普遍存在。基于以上原因,山区高速公路弯坡桥梁多,高墩长桥多,墩台样式多。12弯坡桥主要受控于路线的技术指标。山区公路频繁地跨越、穿越和避让障碍物,路线设计中相应采用长大纵坡、小半径、大横坡、斜跨河谷道路等技术手段,而高速公路桥梁设计须服从于路线设计,故弯坡斜桥分布广泛(图1)。高墩长桥主要取决于山区起伏剧烈的地形。山区由于地质运动及水流冲刷侵蚀,/U0、
3、/V0型沟谷发育,悬崖峭壁分布广泛,桥墩呈现高度大且变化快的特点。此外,受制于高线位或者顺河谷线形,桥梁势必蜿蜒绵长。墩台形式多主要是为了适应地形变化、各种高度墩台性能、路桥平顺相接以及环保的需要。综合上述特点,山区桥梁设计的核心问题是因地制宜,拟定合理方案,协调好桥梁结构形式与地形、地质以及线内、外结构物之间的关系。2、桥梁总体方案布设2.1桥梁方案选取公路桥梁设计面对的首要问题是路基方案与桥梁方案的比选。山区公路桥梁一般是为跨越河流、沟谷以及道路而设置,其中因地形起伏而设置的旱桥占据较大比重。因此,确定适合设桥的填方路基高度的限值就成为核心问题。这也直接影响桥梁建设规模和投资。文献[1
4、]指出:/路基中心填方高度超过20m时,12宜结合路线方案与桥梁等构造物做方案比选。0在实际设计中设计单位基本参照此执行。笔者个人认同在某些地区(如居民集中区、耕地紧张区等)即使路基填高不大也尽量设桥的观点。这可大大降低高速公路的/屏障0效应、保护耕地。但在多数山区路段,考虑土石方的调配和减少弃方,填高达30m乃至以上时采取路基方案,可大大提高社会效益和经济效益。2.2桥梁孔位布置桥梁总体方案布置是设计中最基本、最复杂的问题,各式各样的条件和需求总是矛盾地交织在一起。其中起控制性作用的是经济因素,但经济性不是多一跨少一跨的问题。树立桥梁全寿命周期成本的设计理念已逐渐为公路行业所接受。一座桥
5、梁首先应确定其规模,或者说确定桥长。对于山区常规桥梁,确定其规模的一个重要尺度就是桥台高度。一般情况下桥台高度以不大于8m为宜,条件受限的台位最大高度建议不大于12m。确定桥梁全长之后需拟定一个经济跨径并分孔。一般的做法:使跨度与高度大致协调,单跨孔径值取桥梁最大高度值的0.75~1.25倍;然后通过试布,调整各墩台位置,从而拟定出经济合理的方案。桥梁布孔及方案设计,还应密切结合施工。需要指出的是,为考虑施工标准化和进度,一般桥梁的布孔宜尽量采用标准跨径等跨布置。在同一合同段中的桥梁尽量采用相同跨径,并且在满足结构性能的前提下尽量统一下部结构形式。122.3桥梁设计新理念2004年9月,在
6、南京“全国公路勘察设计工作会议”上,交通部提出了“六个坚持,六个树立”的勘察设计新理念,即:坚持以人为本,树立安全至上的理念;坚持人与自然相和谐,树立尊重自然、保护环境的理念;坚持可持续发展,树立节约资源的理念;坚持质量第一,树立让公众满意的理念;坚持合理选用技术指标,树立设计创作的理念;坚持系统论的思想,树立全寿命周期成本的理念。上述理念的提出对勘察设计尤其是桥梁设计来说具有纲领性的指导作用。以下是在新理念指导下实践中逐步为大家所接受的做法:(1)靠山桥梁应最大限度降低对生态的破坏,尽可能减少高填深挖;靠山腹桥跨方案常采用内短外长或左右错幅布置的做法。(2)桥涵设计原则上不降低河道、沟渠
7、功能,尽量不压缩河道,不破坏原有水系,与自然相和谐。(3)对于上跨道路的桥梁,布孔不宜局限于满足通行,而应增强行车通透性。考虑地方道路的可持续发展,适当加大跨径、增加孔数。(4)路线穿越良田、森林覆盖率高及水土易流失路段时,为节约耕地、保护环境,采用高架桥跨越。(5)考虑山区多深谷地形的影响,采用小跨(标准跨)高墩的做法也逐步取得共识。12(6)软基区填方高度较小的路段以及设桥后桥与桥之间有小段挖方路基的地段,为保证行车
