山区高速公路桥梁设计关键技术浅析

赵沁根

摘要：在经济良好发展的背景下，高速公路发展迎来全新契机。我国地域辽阔，在扩展高速公路网络时常遇到丘陵、山地等特殊的地质环境。为解决此类地质的隔断性问题，常通过建设桥梁的方式实现公路间的连接。为了进一步促进我国交通工程的发展，下文将对山区高速公路桥梁设计关键技术展开详细的分析。

关键词：山区高速;公路桥梁;设计技术

1山区高速公路桥梁设计的必要性

公路是社会经济发展中的重要基础设施，可推动区域经济与社会经济的协同发展，随着近年来我国对山区高速公路建设重视度的逐步提升，山区高速公路建设规模不断扩大，相较于普通地区高速公路，由于山区地理环境较为复杂，这便为山区高速公路桥梁设计加大的难度。在山区高速公路桥梁设计时应立足于当地地形实际，推进设计工作。与此同时，因为山区高速公路桥梁建设通常会涉及一些河流、隧道工程，因而设计过程中应结合现场实际情况，保障设计工作顺利进行，提升工程建设质量。通过开展好山区高速公路桥梁设计工作，不仅可保障高速公路的安全有序运行，还可满足地方居民出行需求，进一步促进地方经济的有效发展。综上，加强山区高速公路桥梁设计尤为必要。

2山区高速公路桥梁设计原则分析

2.1遵循经济效益最大化原则

山区高速公路桥梁建设应用以保证施工质量为目标，结合施工区域的实际地质结构特征与建设要求，合理选择建设使用材料、施工工艺，并且通过制定科学的施工计划与方案保证施工有序进行，降低成本支出，实现经济效益最大化。耐久性与安全性始终是山区高速公路桥梁设计与建设关注的核心问题与重要的设计理念，通过合理的设计与科学的施工实现公路桥梁安全性与耐久性的全面提升，减少后期公路桥梁养护与管理成本的支出。

2.2安全稳定性原则

我国山区面积广大，约占全国总面积的2/3，地形复杂多样，由此很大程度上加大了高速公路的建设难度。为促进山区高速公路橋梁设计的顺利进行，设计人员应确保设计工作符合实际环境要求。结合我国当前桥梁建设整体情况而言，相关部门应进一步提高对桥梁设计的重视水平。如今，一些普通地区的桥梁设计通常选取标准化程度高、技术完备、对现场养护要求偏低的装配式结构，以此为后续标准化、系列化施工创造有效便利。而在山区桥梁设计中则应进行单独设计，选取技术完备、协调性佳、受力明确以及结构安全的桥型。山区高速公路桥梁设计中可供选择的结构类型众多。一方面要使得桥梁安全可靠，另一方面还应依托耐久性计算，保证桥梁主体构造的科学合理性。另外，山区有着复杂的自然环境，在设计实践中，不仅要有效考虑桥梁的基本荷载，还应体现桥梁的风荷载、雪荷载等特征。受山区地质条件影响，山区高速公路在建设中，多采用高墩结构，实际跨度相对较大。因而，为实现山区高速公路桥梁的有效应用，设计人员应对其安全稳定性开展全面分析，这也是山区高速公路桥梁设计的一项重要原则。

2.3造型优美，与自然相协调

造型优美的桥梁既让人赏心悦目，又可以树立山区良好的形象，因此在设计桥梁时，应在保证桥梁质量的前提下，使其造型更加优美。同时，在生态环境日益恶劣的情况下，山区公路桥梁的建设更应该考虑其对自然环境的影响，尽量避免或减轻对自然环境的破坏，使人与环境和谐相处。例如，在建设高速公路桥梁时，应尽量避免污染河流，将对自然环境的破坏降到最低;在修建山区高速公路桥梁时，要尽可能保护建设区域内的耕地和其他自然生态环境。

3山区高速公路桥梁设计关键技术

3.1桥梁上部结构选型设计

山区高速公路桥梁设计不仅应符合相关行业设计要求与标准，还应结合桥梁建设的实际需求、建设所在地的地质情况等，合理选择桥型以及经济实施的桥梁跨径，如果桥梁跨径设计超出合理范围，不仅会造成成本的增加，还会为桥梁未来的稳定运行与维护留下安全隐患。针对桥梁上部结构选型既要对经济跨径有全面的认识，也要对建设所在地的实际地质情况有全面的数据支持，才能选择最佳的桥型与跨径。通过实践验证与探索，当前针对高速桥梁中空心板梁的设计理论中具有较大的偏差与不足，具体表现为空心板桥梁受到外力的作用时，只能传递剪力，无法满足桥梁弯矩传递，所以在山区高速公路桥梁设计阶段必须将桥面的铺装与铰缝相连接，保证桥梁在实际使用过程中既可以传递剪力，也可以承担横向弯矩传递。横向弯矩的传递会对桥梁整体的耐久性与安全性造成一定的影响，具体主要表现为横向弯矩的存在会导致铰缝在运营过程中出现较多病害，其中较为严重的是过早出现开裂现象，严重影响桥梁的工作性能，甚至会出现板梁整体的破坏与倒塌现象。桥梁上部结构选型设计可以选择T梁或箱梁，施工工艺采用预制施工方法，可以有效提升施工效率，为工程质量提供有力的保障。山区高速公路设计中曲线梁的结构可以通过选择箱型梁桥避免横向倾覆问题的发生。

3.2桥梁支座设计

在山区高速公路桥梁支座设计过程中，设计人员应有效认识其重要性，确保桥梁支座可实现可靠的竖向承载能力，可实现对桥梁上部结构水平应力的有效承载。为防止桥梁支座发生变形，对于多跨连续桥梁，设计人员可于中间桥墩部位设计固定支座，同时在桥台设计纵向滑动支座，确保桥梁变形可有效分布于桥梁跨内。对于独柱墩支座，设计人员应有效考虑桥梁倾覆情况，倘若为曲线桥梁中间墩，可对其予以横向偏移处理，以此实现对桥梁运行期间行车偏载应力的有效抵御。另外，设计人员还应开展好桥台设计工作，山区高速公路桥梁设计中常用的桥台形式包括有重力U形桥台、肋板式桥台以及桩柱式桥台三种，其中尤以重力U形桥台应用效果最佳。结合相关规范标准而言，重力U形桥台应控制在10米以内，以此便可有效满足公路桥梁桥台填土压力需求。桥台是公路与桥梁的衔接部位，为保障桥梁稳定性，需要做好桥台设计工作。所以，在设计山区高速公路桥梁桥台时期，设计人员应开展好下述几方面工作：一是有效确立桥台高度与桥梁上部结构之间的关系。在设计桥台时要尽可能降低桥台高度，使得高速公路上部结构长度能够尽可能延伸，为工程建设奠定良好基础。二是为避免桥台台身出现裂缝的情况，可以使用换填片石混凝土施工技术来对基地进行施工处理;如桥台规模较大，则可以在外露在墙身部位设置相应的钢筋网，避免桥台产生大面积裂缝。

3.3桥梁下部结构设计

设计人员在进行山区高速公路桥梁下部结构设计时，应考虑桥梁的抗震性。设计人员在计算弯桥高墩时，应考虑其偏心荷载、离心力和风荷载等影响因素，并且要保证各桥墩的高度相差不大，才能进一步确保山区高速公路桥梁的抗震性能。桥梁墩高小于35m的桥墩，一般采用圆柱式的桥墩;桥梁墩高大于35m的桥墩，一般采用空心类的桥墩。同时，在设计桥梁下部结构时，设计人员还应该尽量减少桥墩类型，以方便标准化施工。此外，斜坡也是施工需要重点考虑的地方，尤其是当斜坡较陡时，应增加桩基础的嵌岩深度。

4结束语

总而言之，因为山区高速公路桥梁建设是一项系统复杂的工程，在桥梁工程中设计工作至关重要，相关人员应考虑方方面面内容，开展好现场勘察分析工作，从上部结构设计、支座设计、下部结构设计等方面着手，根据实际情况设计科学合理的方案，保障桥梁结构的安全性，从而改善高速公路的实用性，保证交通运输行业的健康发展。

参考文献

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