摘要：山區(qū)中小跨徑橋梁設計中，應該堅持安全、適用、美觀、經濟的原則，并考慮地形地質條件、注重高跨比協(xié)調、合理選擇結構形式，把握上部構造、下部構造、結構基礎設計要點，以提高設計方案的技術性與經濟性，更好地指導橋梁施工，提高山區(qū)中小跨徑橋梁工程建設質量。
關鍵詞：山區(qū)高速公路；中小跨徑橋梁；設計要點；上部構造；下部構造
中圖分類號：U442文獻標識碼：B
0引言
山區(qū)高速公路建設中，由于地形地質條件復雜，橋梁占工程總長度的比例一般比較大，而中小跨徑橋梁是最為常見的類型。工程建設中，結合具體情況設計出方案合理、技術先進、經濟可行的橋梁工程是不可忽視的內容。下面將結合山區(qū)中小跨徑橋梁建設需要，探討分析設計要點，希望能為實際工作提供指導。
1山區(qū)中小跨徑橋梁設計原則
從整體上講，橋梁結構設計遵循安全、適用、美觀、經濟的原則，并考慮沿線地形地質條件、施工難易程度等。山區(qū)中小跨徑橋梁施工難度相對較大，所處位置的地形地質條件比較復雜，并且容易發(fā)生地質災害，同時還要考慮保護周圍環(huán)境的需要，因而設計中應該堅持以下原則。
1.1考慮地形地質條件
結合地形、地貌、地質條件合理布設橋跨，確�？鐝竭x擇合理，墩臺位置恰當，防止墩臺位置大開挖，誘發(fā)山體地質災害。另外，橋梁布局還應該服從山區(qū)高速公路路線整體走向，將其作為線路控制點，與路線綜合考慮。并從橋梁角度出發(fā)，優(yōu)化整體路線方案設計。
1.2注重高跨比協(xié)調
橋梁跨徑選擇時應該注意高跨比協(xié)調，采用經濟、美觀的高跨組合，避免對周圍環(huán)境造成破壞，促進橋梁工程建設與周圍自然環(huán)境協(xié)調統(tǒng)一。
1.3合理選擇結構形式
盡量采用形式統(tǒng)一，標準化、裝配化、工廠化生產程度高的結構形式，以保證工期，方便施工，節(jié)約成本。盡量減少斜交橋梁布設，特殊地形位置的橋梁可采用兩幅錯孔布置形式，或應用加大跨徑、改移水溝等方式處理[1]。橋梁與河流斜交時，可采用斜橋斜做、順彎設置的方法處理，以減少橋墩阻水，確保結構穩(wěn)固可靠，促進橋梁工程更好地運行。
2山區(qū)中小跨徑橋梁上部構造設計要點
上部結構及跨徑需要綜合考慮地形、地質、水文、橋墩高度等，對比不同設計方案的技術性和經濟性，選擇最優(yōu)方案。常用技術成熟、造價合理、施工便利的標準化、預制裝配式結構，并遵循《公路橋梁通用圖》的要求。為確保結構整體協(xié)調，山區(qū)中小跨徑橋梁取值通常參照表1的建議值選取。
2.1上構類型設計要點
根據《公路橋梁通用圖》的規(guī)定，預制裝配式主梁包括空心板、小箱梁、T梁，3種主梁橫斷面形式。目前這三類主梁在山區(qū)中小跨徑橋梁施工的應用非常廣泛，并且設計和施工技術較為成熟，不同主梁具有不同特點，應用范圍也略有差異�？招陌鍖Σ煌螤畹膹�、坡、斜橋具有良好的適應性，尤其在高度受限的中小跨徑橋梁應用比較廣泛，可采用就地現(xiàn)澆施工方式，不僅便于施工，還有利于保證工期，目前20m以下的中小跨徑橋梁基本采用空心板結構。但該結構也存在一些缺陷，例如，鉸鏈開裂剝落、板底出現(xiàn)縱向和橫向裂縫，支座脫空，橋面鋪裝開裂或剝離等，這些都是施工中需要采取措施預防的。小箱梁跨越能力強、抗扭性能好、造價低，軟土地區(qū)和缺乏路基土土源區(qū)段采用小箱梁，能節(jié)約成本。但小箱梁腹板較薄，預制和吊裝工藝要求高。T梁整體性能好、剛度大、跨越能力強[2]。由于內部空腔，施工簡單，工藝成熟，有利于控制預制質量，安裝方便，并具有良好的安全性和耐久性。但T梁寬度較小，為預應力構件，需要主梁片數較多，會增加橋梁施工成本。
2.2橋跨分聯(lián)設計要點
確定主梁后要結合橋梁跨徑、橋高、縱坡等內容，選擇合適的橋梁結構體系，常用簡支橋面連續(xù)、先簡支后結構連續(xù)、先簡支后連續(xù)剛構，并考慮跨徑與墩高，選擇合適的分聯(lián)長度與位置。單跨6～20m采用橋面連續(xù)，20m及以上采用先簡支后結構連續(xù)。橋墩高小于20m采用結構連續(xù)，大于或等于20m采用連續(xù)剛構體。采用結構連續(xù)的橋梁，分聯(lián)長度應該與橋跨長度匹配。通常單孔20m跨徑橋梁，聯(lián)長在100m內；單孔30m跨徑，聯(lián)長180m內；單孔40m跨徑，聯(lián)長200m內。確定分聯(lián)長度后再計算橋面延伸量，為伸縮縫型號選擇提供便利。通常橋梁總長≤20m，一端用橋面連續(xù)，一端用無縫伸縮縫；橋梁總長或聯(lián)長20＜L≤40m，一端橋面連續(xù)，一端用D40型模數式伸縮縫；40＜L≤100m，采用D80型模數式伸縮縫。橋梁設計過程中，分聯(lián)長度與延伸量的對應關系。
3山區(qū)中小跨徑橋梁下部構造設計要點
下部結構包括橋墩和橋臺，根據地形地質條件和橋梁施工需要，合理選擇不同結構形式，比較常見的有柱式墩、實心墩、U臺、肋板臺等。
3.1橋墩設計要點
設計過程中，綜合考慮主梁類型、結構體系、橋墩高度、地形條件等，選擇合適的橋墩形式和尺寸，常見橋墩有矩形墩、圓柱墩、柱式墩、尖端形墩等，下面以雙圓柱墩為例，探討設計要點。通常橋墩高矮差距較大，為便利施工，設計時盡量減少樁柱類型。保證墩柱直徑滿足受力要求，同一座橋梁可采用1～2種直徑，最好不超過3種直徑類型。墩高小于7m時不設地系梁，墩高≥15m時設柱間系梁，頂面標高縱坡盡量與橋面縱坡一致，間距為12～15m為宜。地系梁盡量設在樁頂，系梁剛度與柱、樁剛度匹配，斜坡地系梁靠較高一側樁的柱地面設置[3]，可以減少基礎開挖工程量，有利于保護周圍環(huán)境。
3.2橋臺設計要點
為提高橋臺設計水平，保證橋梁工程質量，設計時綜合考慮橋臺所在位置的地形和地質條件，采用合理有效的設計方案。如果地質條件允許，填土高≤8m，設計時可采用U臺。如果地質條件不穩(wěn)定，容易發(fā)生地質災害，并且受條件限制必須做U臺，可采用組合式U臺接樁基礎形式。前墻高度≥5m時，最好設置10:1的前墻放坡�？v、橫坡地面較平坦時，允許設置溜坡。橋頭填土高度≤3m，并且橋梁跨徑較小，采用樁柱式橋臺。橋頭填土高度≤12m，采用肋板式橋臺，肋板臺承臺頂面宜提升至地面，從而降低肋板高度，減少土方開挖數量。如果橋梁縱、橫坡地面線較陡，不能設置溜坡，也不適合設置擋土墻，設計時采用樁柱式橋臺，不得設置U臺，以減少路基開挖量，保證邊坡穩(wěn)定，實現(xiàn)對周圍環(huán)境的有效保護。
4山區(qū)中小跨徑橋梁結構基礎設計要點
基礎設計要結合橋梁所在地的地形地質條件，保證基礎的承載能力，提高基礎穩(wěn)定性，并盡量為施工創(chuàng)造便利。
4.1鉆孔樁和挖孔樁設計要點
為保證橋梁基礎設計的合理性和有效性，要對陡峭坡地的地面縱橫斷面線、地層線進行綜合考慮，防止基礎懸空，不得將基礎設置在軟硬不均的地層，進而保障地層穩(wěn)固性。如果采用鉆孔樁，要合理控制同一座橋梁的樁基直徑規(guī)格，減少樁徑種類，便利施工機械配置和機械化作業(yè)。挖孔樁的樁基直徑應該大于或等于1.2m，保證無地下水或地下水較少，樁基礎設置在密實的土層或風化巖層，表3給出的是人工挖孔樁開挖深度建議值。
4.2樁基設計要點
橋梁所在位置如果受洪水影響，要根據水文計算結果進行孔跨布置，考慮沖刷對墩臺埋置深度的影響，基頂標高在最大沖刷線以下0.5～1.0m。樁基、摩擦樁沉淀層厚度≤30cm，端承樁直徑≤1.5m，沉淀層厚度≤5cm；直徑＞1.5m時，沉淀層厚度≤10cm。樁間距可采用2倍樁徑，以減少承臺對周圍環(huán)境的影響[4]。U臺擴大基礎埋置在強風化層下不小于1.0m，如果橫向坡較大，前墻與基礎做成臺階式，溜坡采用1:1，并設計合適的坡腳支擋形式。
5結語
山區(qū)地形地質條件復雜，為推動工程建設順利進行，中小跨徑橋梁設計時應該堅持安全、適用、經濟、美觀的原則。并綜合考慮地形地質條件、橋梁造價、養(yǎng)護維修等需要，推廣新技術和新工藝，讓橋梁與周圍景觀協(xié)調一致，促進設計水平提高，有效指導橋梁工程建設。
參考文獻：
[1]王紅偉.淺談中小跨徑公路橋梁結構設計[J].工程建設標準化，2014（8）：121.
[2]交通部專家委員會.公路橋梁通用圖[M].北京：人民交通出版社，2008.
[3]尤文剛.中小跨徑橋梁的應用分析[J].北方交通，2011（1）：44-47.
[4]陳中治，王敏.山區(qū)中小跨徑橋梁設計要點[J].中外公路，2013（2）：180-184.
