浅谈赣南山区公路桥梁设计问题

郭秋根

摘 要：《国务院关于支持赣南等原中央苏区振兴发展的若干意见》出台，赣南执行西部大开发财政转移支付政策给不仅给赣南的经济发展带来生机，也为其交通发展提供经济支撑。赣州大部分县处于山区之中，因而公路桥梁设计与建设面临很多困难，如何做好公路桥梁设计工作，值得我们深思。本文就公路桥位、桥型的选择和结构设计等问题进行分析与探讨。

关键词：公路桥梁 设计

《国务院关于支持赣南等原中央苏区振兴发展的若干意见》（国发〔2012〕21）中明确提出：“依托赣州区域性中心城市的区位优势，加快现代综合交通体系和快速通道建设，建成连接东南沿海与中西部地区的区域性综合交通枢纽和物流商贸中心。到2020年，赣南等原中央苏区整体实现跨越式发展，现代综合交通运输体系和能源保障体系基本形成。”这意味着，赣南的交通建设将呈现出新的生机，但与此同时，也给我们从事公路桥梁设计人员带来新的挑战。笔者从桥位、桥型的选择入手进行分析，并阐述自己见解，提出结构设计要求和方案。

1.公路桥梁的桥位选择

公路桥梁的桥位种类有很多种，工作人员要因地选“位”。

1 . 1跨越V形沟谷时的桥路比较

赣南地处山区，这给公路线形标准设计带来一定的困难，因为在公路上要建桥梁，必须有扎实的地基，否则桥梁不稳固，会带来危险。如果在特殊的地势上，不能通过桥梁来连接公路，则公路要因此改道或弯曲，因而会严重影响公路的造价。这就是说，赣南公路由于山区较多，必须得建设更多的公路桥梁。而V形沟谷又是常见的事，那么，针对V形沟谷到底是建桥还是填土？笔者认为，如果从经济的角度来看，对于土质和地基较好的V形沟谷，如果填方中心的高度超过20米甚至30米的情况，而且很容易被填平的地况下，建议采取路基的方案，更经济实惠；如果V形沟谷的场地局促、难度系数较大、横纵且坡陡，而且非常容易引发边坡倒塌，对这样的地段，虽然填方高度只有25米左右，但是如果填方多基底需进行处理，建议采取建桥梁的方案，既安全又经济。

1 . 2横坡陡峭段半边桥与挡墙的比较

赣南地处山区，公路经过横坡陡峭的地方是常有的事。根据笔者从事多年的公路桥梁设计经验来看，像这样的地势，最佳的方案是宁愿挖山，也不要去填谷。当然，也有其它情况，如果挡路的山体过大，挖土过大，则经济上浪费就多，这种情况下，不得不考虑挖一部分，填一部分的方案。如果遇到这种情况：路面很宽，但又是横坡陡，这样的话，低的地势就必须得填方过高。另外，由于横坡陡做路基不易，所以这种情况就可以考虑做半边桥半边路的设计方案。如果低侧路的肩处填土高度超过15米的话，就应该综合考虑，采取加筋挡墙锚杆进行挡墙，并与半边桥进行综合比较，全面权衡，充分认定后再考虑是否要设置半边桥。

2.公路桥梁的桥型选择

公路桥梁的桥型选择要根据具体的地势来论，不能一概而定，否则不利于交通安全。下面，笔者谈谈公路中常见的几种桥型。

2 . 1简支梁桥

这种桥型比较多见，因为这种桥型比较适合形状较小的桥，它的跨度一般在20米以下，常用于跨越小的沟渠或河溪，所以这种桥要是放在早些年，只能是用于乡村公路建设。但发展到现在，却起了很大的作用，T型、箱型的简支梁桥是修建较多的桥型。这种桥的跨径一般为三十米到五十米之间，可想而知，这种桥，多建点桥墩的话，作用就大了。T型、箱型的简支梁桥，目前多用于多个桥墩，可横跨较大长度的河流，成连体桥（如图1），它不仅可以横跨长度几公路的河渠，且相当受力，尤其受铁路欢迎。2 . 2连续梁桥

连续桥一般在高速公路或城市公路的主干道用得较多。随着赣州近来年的经济高速发展，中心城区人口越来越多，道路都在不断拓宽、改造，从而达到车流量的适应度，赣州梅杨渡大桥就是连续梁桥（如图2）。这种梁桥的一般跨径在二十五米到五十米之间，它主要是采用支架整体现浇或顶推法构建而成。实践证明，这种梁桥在赣南山区的公路中常用于弯坡、斜桥或跨线桥，很多情况下是建在跨越大的沟谷或河流之上，所以这种梁桥对于设计人员来说要求较高。

2 . 3连续刚构桥

什么是连续刚构桥，笔者在这里主要是设计的角度来分析。连续刚构桥是将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成的，通常用于高墩和大跨径桥梁中，它主要是靠桥墩来受力，所以在设计方案中要特别注意这点。连续刚构桥的一般跨度在八十米至300米之间，所以它用在山区非常具有优势，常在山区公路中用于跨越大的、较深的沟谷、河流。赣南地处偏远山区，而连续刚构桥恰恰可跨越山与山之间，横跨在深山谷中，因而在赣南的公路上常可见到。

3.一般性梁上部构造设计

如何才能设计好桥梁的上部结构，又是一道比较复杂的工序。具体到一座桥设计时，上部构造设计要处理好两个关系。第一是跨径与墩高的关系。从设计的美学原则来看，设计人员应选择比值为0.618到1，这样比例划算，这就是说，二十米跨径为T梁适应的墩高为十二到二十米，四十米跨径适应的墩高一般情况下是二十四到四十米。而在赣南，山区不仅多，且地势弯曲多变。像这样的地形，就应该因地而建，因地而规划设计。如果在不宜根据墩高频繁变化跨径的情形下且墩柱高度变化很大时，可以采用二十和三十米或者三十至四十米的组合跨径；如果地势处于地震烈度较高的地区时，应该采取等跨梁桥来建。

第二是上部构造与平面曲线半径的关系。这一关系处理得妥否关系到整座桥的稳固性与持久性，桥位处平面曲线半径，它对桥梁跨径的选择，以及平面布置都有很大的影响，这种影响主要表现在两个方面：内外弧差和中矢高。对墩台径向进行布置时，要根据半径和内外梁梁长的情况来定。如果半径越小，则内外梁梁长差就越大。要解决好这个问题，一般的时候会有两种办法：一种办法是根据平面半径变化梁长；另一种办法是根据不变梁长通过加大帽梁，加大封锚端或加长现浇连续段；处理对于中矢高问题，中矢高在十厘米以内的，可以通过调整护墙内缘的方法，使它适应平面线形；半径较小、中矢高大于十厘米的，则可以采用预制梁外缘，按实际曲线预制，将边梁稍多预制出一定的长度，让现浇桥面板和护墙更好地适应平面线形。第二种办法虽然材料要多浪费一点，但会更美观。

4.公路桥梁下部构造设计

4 . 1桥墩设计

在公路桥梁设计方面，桥墩设计是重点也是难点。对于桥墩设计，多半是采用等截面圆柱方柱墩，这样比较牢固；对于较高的桥墩，采用阶形实心柱、变截面空心墩等等，因为这种利于结实与稳固。圆柱墩，在施工中的质量比较容易操控，并且更好和桩基衔接。而对于截面积相等的方柱和圆柱，如果方柱抗弯刚度大于圆柱受力的情况，则比采用圆柱更有利。但如果体系为连续刚构时，方柱更能够方便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。所以，桥墩的设计要根据具体情况而论，这就要求设计人员要灵活多变，不能一概而论，要多进行实地考察，尤其是山区的地形。

4 . 2桥台设计

桥台形状很多，通常设计的款式多伴为：重力式U台、肋形埋置式台、柱式台、薄壁式台等等，它们各自的侧重点不一。薄壁式台能够承受较大的台后土压力，且基础多为单排桩基，所以说，在设计过程中，这种桥台不宜设计太高，其台后的填土高也应试控制在五米内下，否则桥体会有危险。而重力式U台因受力较重，所以要求地基的地质一定要好，如果地质较差，则地基一定要打桩，再者，U形台适应的填土范围一般在四至十米之间。肋形埋置式台，由于其台前土压力可抵消部分台后土压力，可用于台后填土较高的桥台，但也不要超过十二米。

总之，赣南山区的公路地质复杂、地形弯曲多变，作为公路桥梁的设计者，设计之前要先收集资科，进行实地考察，再根据全线的要求，结合地形特点比较分析，综合多方面考虑，最后采用符合实际的公路桥梁设计方案，这也是设计者的职责与义务。

参考文献：

[1]杨小华，龚琳林.山区公路桥梁设计图解[J].上海交通大学，2013（10）.

[2]温云涛，张爱旺.浅谈山区公路桥梁的施工技术[J].交通运输工程学报，2014（1）.

[3]唐茂林.大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D].西南交通大学，2003.