王二贊

摘 要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展推動(dòng)著我國(guó)道路建設(shè)不斷發(fā)展，但我國(guó)山區(qū)面積大，山區(qū)地形地勢(shì)復(fù)雜，加大了道路建設(shè)難度。其中，橋梁工程是山區(qū)道路建設(shè)的難點(diǎn)?？紤]到山區(qū)特殊的地形地勢(shì)和橋梁工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前山區(qū)橋梁工程建設(shè)在我國(guó)交通系統(tǒng)中的重要作用，本文著重探討山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)，希望能為山區(qū)橋梁建設(shè)提供參考依據(jù)，提高山區(qū)橋梁建設(shè)質(zhì)量，為山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：山區(qū);公路;橋梁工程;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）32-0109-03

Abstract： The development of economy and society promotes the continuous development of road construction in China， but China has a large mountain area and the mountainous terrain is complex， which increases the difficulty of road construction. Among them， bridge engineering is a difficult point in mountain road construction. Taking into account the special topography of mountainous areas and the design points of bridge engineering projects， combined with the current important role of mountain bridge engineering in Chinas transportation system， this paper focused on discussing the key points and difficulties of mountain highway bridge engineering design， hoping to provide a reference for mountain bridge construction， improve the quality of mountain bridge construction， and contribute to the economic development of mountain areas.

Keywords： mountainous area;highway;bridge engineering;design points

我國(guó)地形地貌復(fù)雜多樣，山區(qū)面積約占我國(guó)國(guó)土面積的2/3，不利于不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化交流。因此，我國(guó)持續(xù)加大交通建設(shè)力度，擴(kuò)大山區(qū)公路建設(shè)規(guī)模，不斷完善道路系統(tǒng)。山區(qū)公路建設(shè)的重點(diǎn)是橋梁工程，但山區(qū)地勢(shì)復(fù)雜，施工環(huán)境惡劣，公路橋梁工程建設(shè)難度大。所以，施工人員必須對(duì)橋梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)、難點(diǎn)及要點(diǎn)進(jìn)行全面分析與把控，不斷提高山區(qū)公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，以確保山區(qū)公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。

1 山區(qū)公路橋梁的特點(diǎn)

山區(qū)自然環(huán)境是影響山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)因素。首先，山區(qū)地勢(shì)起伏大，易發(fā)生山體滑坡、泥石流、山洪等地質(zhì)災(zāi)害。其次，受山區(qū)天氣影響，雨水較多，容易對(duì)山區(qū)公路地基造成沖刷。受自然環(huán)境的影響，山區(qū)公路橋梁建設(shè)難度大，需要考慮很多問(wèn)題，其設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)不同于平原地區(qū)，具有特殊性和挑戰(zhàn)性。

2 山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 施工難度大

山區(qū)地形復(fù)雜、溝壑交錯(cuò)、坡度大，公路橋梁設(shè)計(jì)難度大。在這種情況下，首先要考慮施工條件是否具備。山區(qū)施工場(chǎng)地有限，常規(guī)大型機(jī)械應(yīng)用受到限制，同時(shí)施工材料運(yùn)輸條件差，大跨徑預(yù)制構(gòu)件的使用也受到限制。不利的地形條件是山區(qū)公路橋梁工程面對(duì)的主要阻礙[1]。

2.2 工程造價(jià)高

山區(qū)不利的地形條件加大了施工難度，施工材料運(yùn)輸成本較高，施工單位不能采用常規(guī)材料，公路橋梁工程建設(shè)成本高，風(fēng)險(xiǎn)大。另外，山區(qū)不利的地形條件加大了施工技術(shù)難度，受山區(qū)特殊地形的影響，技術(shù)可行性受到嚴(yán)格的考驗(yàn)。在進(jìn)行橋梁工程施工前，設(shè)計(jì)單位不僅要充分考慮橋梁類型選擇，還要根據(jù)山區(qū)條件選擇經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方案。

2.3 環(huán)境保護(hù)難度大

山區(qū)公路橋梁工程建設(shè)必然對(duì)山區(qū)生態(tài)環(huán)境造成影響，如何既能建好山區(qū)公路橋梁工程，改善山區(qū)交通條件，又能最大限度地保護(hù)原有自然環(huán)境，是橋梁工程設(shè)計(jì)和施工必須考慮的問(wèn)題。如何科學(xué)設(shè)計(jì)、科學(xué)施工，重視環(huán)境保護(hù)和水土保持，減少對(duì)植被的破壞，杜絕因工程施工造成山區(qū)次生災(zāi)害，是山區(qū)公路橋梁工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3 山區(qū)公路橋梁工程的設(shè)計(jì)原則

山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)既要遵循常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)原則，還要充分結(jié)合山區(qū)地形地勢(shì)特點(diǎn)和生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，遵循安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性和美觀性的設(shè)計(jì)原則。

安全性指的是橋梁工程設(shè)計(jì)能確保施工安全、橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、橋梁耐久性良好;適用性是指山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)根據(jù)山區(qū)所在地實(shí)際地質(zhì)地勢(shì)，結(jié)合山區(qū)居民出行需要和設(shè)計(jì)總體目標(biāo)要求，能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)橋梁工程的使用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值;經(jīng)濟(jì)性是指橋梁工程設(shè)計(jì)要在保證適用性的基礎(chǔ)上節(jié)約成本，合理控制造價(jià);生態(tài)性是指橋梁工程設(shè)計(jì)要在最大限度保護(hù)項(xiàng)目所在區(qū)域生態(tài)環(huán)境的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能以犧牲環(huán)境為代價(jià);美觀性是指整個(gè)橋梁工程設(shè)計(jì)應(yīng)具有美觀效果，在滿足安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性的基礎(chǔ)上，橋梁設(shè)計(jì)還要考慮外在美觀，與周邊環(huán)境相融合[2]。

4 山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

橋梁在山區(qū)公路建設(shè)中占有很大比例，因此，明確山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)促進(jìn)山區(qū)公路發(fā)展，實(shí)現(xiàn)山區(qū)與城市有效連接，促進(jìn)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)同平原地區(qū)橋梁設(shè)計(jì)相比，二者有相同之處，也有不同之處。相同之處都是為了確保公路橋梁耐久性和安全穩(wěn)固性的實(shí)現(xiàn)，完善公路交通設(shè)施，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。不同之處在于，山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)具有更高的技術(shù)要求和施工要求，對(duì)設(shè)計(jì)人員和施工人員提出了更高的技術(shù)挑戰(zhàn)，山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)既要保證橋梁結(jié)構(gòu)安全、便于施工、成本經(jīng)濟(jì)合理，又要保證山區(qū)公路橋梁易于維修養(yǎng)護(hù)、造型美觀，實(shí)現(xiàn)山區(qū)橋梁與山區(qū)自然環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。

經(jīng)分析，山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面。

4.1 勘查山區(qū)地形、地質(zhì)、水文條件，掌握真實(shí)有效的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

山區(qū)公路建設(shè)要高度重視地形、地質(zhì)和水文條件，這些與平原地區(qū)有著天壤之別，因此山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要考慮這些因素。受地形地勢(shì)影響，其施工難度較大，尤其是橋梁材料運(yùn)輸、施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸條件都受到考驗(yàn)，前期設(shè)計(jì)要考慮山區(qū)施工條件，保證施工的可行性。

山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要考慮地震荷載、恒載、活載、施工荷載等多種因素對(duì)橋梁穩(wěn)固性的影響，加上山區(qū)多變的自然和氣候條件，其還要考慮風(fēng)荷載、雪荷載、凍脹力、水力等多種自然因素對(duì)山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的不良影響[3]。

4.2 重視保護(hù)山區(qū)環(huán)境原貌

相對(duì)城市來(lái)說(shuō)，山區(qū)自然生態(tài)環(huán)境保存完好，但依然較為脆弱，一旦遭受破壞，往往不可恢復(fù)。因此，山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)要充分考慮環(huán)境因素，認(rèn)真研究山區(qū)的自然環(huán)境和人文環(huán)境，以保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境為主要支撐點(diǎn)，在達(dá)到橋梁設(shè)計(jì)總要求的基礎(chǔ)上最大限度地保護(hù)山區(qū)地形地貌原有狀態(tài)。

另外，受山區(qū)獨(dú)特的水文條件和自然環(huán)境影響，山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)在滿足橋梁安全通行功能的基礎(chǔ)上要充分結(jié)合景觀設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，與當(dāng)?shù)刈匀痪坝^充分結(jié)合，賦予橋梁更多的功能。

4.3 優(yōu)化橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

受山區(qū)特殊的地形、地勢(shì)影響，特殊大跨徑的橋梁不適合在山區(qū)建設(shè)，因此山區(qū)較多選擇中小跨徑的橋梁結(jié)構(gòu)。常用的標(biāo)準(zhǔn)中小跨徑有6、8、10、13、16 m五種，其在山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)中較多采用。

在山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)中，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括空心板、預(yù)制T型梁、預(yù)制小箱型梁等。不同跨徑橋梁采用不同的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比如，橋梁跨徑小于30 m時(shí)，上部結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成空心板，預(yù)制T型梁，預(yù)制小箱型梁，三者都可滿足山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)要求;在設(shè)計(jì)跨徑為35 m、40 m或50 m的橋梁時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力及最大受力情況，選用較為常用的T型梁、預(yù)制小箱梁。T型梁充分利用混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能，減輕橋梁結(jié)構(gòu)的自重。當(dāng)橋梁跨徑小于20 m時(shí)，為合理控制造價(jià)成本，橋梁上部結(jié)構(gòu)可采用空心板設(shè)計(jì)形式，跟其他設(shè)計(jì)形式相比，空心板截面造價(jià)比較低，成本投入不大，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。所以，跨徑比較小、橋下凈空不高的橋梁更適合選用空心板截面設(shè)計(jì)[4-5]。

4.4 優(yōu)化山區(qū)公路橋梁工程橋墩設(shè)計(jì)

山區(qū)橋梁橋墩設(shè)計(jì)要結(jié)合山區(qū)地形地勢(shì)條件，根據(jù)墩高進(jìn)行具體分析。比如，當(dāng)橋墩高度小于40 m時(shí)，可采用柱式墩或Y型薄壁墩。對(duì)于山區(qū)橋梁橋墩設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，常使用柱式墩的結(jié)構(gòu)形式。考慮到山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，在進(jìn)行橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)其涉及的兩種形式（圓柱和方柱）進(jìn)行認(rèn)真研究。圓柱形和方柱形兩者在外觀上易于區(qū)分，同圓柱相比，方柱具有一定的美觀性，圓柱在外觀上較為常規(guī)，圓柱上、下部結(jié)構(gòu)與樁基銜接較為簡(jiǎn)單，并且圓柱形橋墩箍筋的主要成分為混凝土，具有良好的穩(wěn)固性，保障了樁基強(qiáng)度[6]。

4.5 優(yōu)化山區(qū)公路橋梁橋臺(tái)設(shè)計(jì)

對(duì)于山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)而言，橋臺(tái)設(shè)計(jì)也占很大比例，常見(jiàn)的山區(qū)橋梁橋臺(tái)設(shè)計(jì)形式有重力式的U型臺(tái)、肋式臺(tái)和柱式臺(tái)三種形式。結(jié)合山區(qū)的實(shí)際情況，山區(qū)橋梁的U型臺(tái)設(shè)計(jì)要合理設(shè)置臺(tái)階數(shù)，施工時(shí)要合理減少開(kāi)挖，減少開(kāi)挖可能造成的二次破壞。另外，當(dāng)選擇柱式臺(tái)時(shí)，要考慮其本身特點(diǎn)，抗推剛度小，而在橋長(zhǎng)較長(zhǎng)、臺(tái)后填土較高的工況需要抗推剛度較大的橋臺(tái)，因此這時(shí)不適合選用柱式臺(tái)。當(dāng)臺(tái)后填土高度控制在5 m以下，橋長(zhǎng)控制在150 m以內(nèi)時(shí)，適合選擇柱式臺(tái)[7]。

4.6 優(yōu)化山區(qū)橋梁橋墩與路幅的關(guān)系

在山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)中，路基設(shè)計(jì)基本包括兩種形式，一種是整體式路基，一種是分離式路基。選擇時(shí)，人們要根據(jù)山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)總體思路，結(jié)合山區(qū)自然景觀現(xiàn)狀及山區(qū)橋梁工程設(shè)計(jì)環(huán)保要求。根據(jù)上述情況，山區(qū)橋梁多選擇整體式路基，整體式路基具有明顯的特點(diǎn)，即橋墩與路幅為雙幅四柱的形式，具體表現(xiàn)為整體式路基為雙幅橋，與之相對(duì)應(yīng)的下部結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分幅進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，以保證橋墩、橋身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性[8]。

4.7 優(yōu)化山區(qū)公路橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

對(duì)于山區(qū)公路橋梁而言，其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式主要是擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。兩種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式有著明顯的區(qū)別，擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要用于地質(zhì)地勢(shì)相對(duì)較好的區(qū)域，山區(qū)公路橋梁工程多選擇該種形式。擴(kuò)大基礎(chǔ)是一種施工較為快捷又較為經(jīng)濟(jì)合理的橋梁基礎(chǔ)。但是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，人們還應(yīng)考慮地形地勢(shì)條件是否適用，若地質(zhì)條件特別惡劣，則要考慮樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式，其主要利用樁基加強(qiáng)橋梁下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

5 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地形多變，地勢(shì)起伏大，山區(qū)多為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后的地區(qū)，也是我國(guó)打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。因此，建設(shè)和完善山區(qū)交通設(shè)施是國(guó)家全面建成小康社會(huì)的需要，也是山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。因山區(qū)地形地勢(shì)多樣，公路橋梁結(jié)構(gòu)選擇各有不同，設(shè)計(jì)方案也有所區(qū)別，不同山區(qū)地質(zhì)條件對(duì)不同橋梁結(jié)構(gòu)的要求不同，因此，設(shè)計(jì)人員要加大對(duì)山區(qū)公路橋梁工程設(shè)計(jì)的研究力度，做好山區(qū)資料收集工作，對(duì)各地區(qū)情況進(jìn)行科學(xué)分析，實(shí)地考察，設(shè)計(jì)出符合山區(qū)需要的橋梁工程設(shè)計(jì)方案。另外，為保證山區(qū)公路橋梁施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。施工期間，設(shè)計(jì)人員要與施工單位時(shí)刻保持聯(lián)系，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，及時(shí)修改設(shè)計(jì)方案中不合理的地方，并上報(bào)主管部門(mén)進(jìn)行批復(fù)。

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