摘要：山区中小跨径桥梁设计中，应该坚持安全、适用、美观、经济的原则，并考虑地形地质条件、注重高跨比协调、合理选择结构形式，把握上部构造、下部构造、结构基础设计要点，以提高设计方案的技术性与经济性，更好地指导桥梁施工，提高山区中小跨径桥梁工程建设质量。
关键词：山区高速公路；中小跨径桥梁；设计要点；上部构造；下部构造
中图分类号：U442文献标识码：B
0引言
山区高速公路建设中，由于地形地质条件复杂，桥梁占工程总长度的比例一般比较大，而中小跨径桥梁是最为常见的类型。工程建设中，结合具体情况设计出方案合理、技术先进、经济可行的桥梁工程是不可忽视的内容。下面将结合山区中小跨径桥梁建设需要，探讨分析设计要点，希望能为实际工作提供指导。
1山区中小跨径桥梁设计原则
从整体上讲，桥梁结构设计遵循安全、适用、美观、经济的原则，并考虑沿线地形地质条件、施工难易程度等。山区中小跨径桥梁施工难度相对较大，所处位置的地形地质条件比较复杂，并且容易发生地质灾害，同时还要考虑保护周围环境的需要，因而设计中应该坚持以下原则。
1.1考虑地形地质条件
结合地形、地貌、地质条件合理布设桥跨，确保跨径选择合理，墩台位置恰当，防止墩台位置大开挖，诱发山体地质灾害。另外，桥梁布局还应该服从山区高速公路路线整体走向，将其作为线路控制点，与路线综合考虑。并从桥梁角度出发，优化整体路线方案设计。
1.2注重高跨比协调
桥梁跨径选择时应该注意高跨比协调，采用经济、美观的高跨组合，避免对周围环境造成破坏，促进桥梁工程建设与周围自然环境协调统一。
1.3合理选择结构形式
尽量采用形式统一，标准化、装配化、工厂化生产程度高的结构形式，以保证工期，方便施工，节约成本。尽量减少斜交桥梁布设，特殊地形位置的桥梁可采用两幅错孔布置形式，或应用加大跨径、改移水沟等方式处理[1]。桥梁与河流斜交时，可采用斜桥斜做、顺弯设置的方法处理，以减少桥墩阻水，确保结构稳固可靠，促进桥梁工程更好地运行。
2山区中小跨径桥梁上部构造设计要点
上部结构及跨径需要综合考虑地形、地质、水文、桥墩高度等，对比不同设计方案的技术性和经济性，选择最优方案。常用技术成熟、造价合理、施工便利的标准化、预制装配式结构，并遵循《公路桥梁通用图》的要求。为确保结构整体协调，山区中小跨径桥梁取值通常参照表1的建议值选取。
2.1上构类型设计要点
根据《公路桥梁通用图》的规定，预制装配式主梁包括空心板、小箱梁、T梁，3种主梁横断面形式。目前这三类主梁在山区中小跨径桥梁施工的应用非常广泛，并且设计和施工技术较为成熟，不同主梁具有不同特点，应用范围也略有差异。空心板对不同形状的弯、坡、斜桥具有良好的适应性，尤其在高度受限的中小跨径桥梁应用比较广泛，可采用就地现浇施工方式，不仅便于施工，还有利于保证工期，目前20m以下的中小跨径桥梁基本采用空心板结构。但该结构也存在一些缺陷，例如，铰链开裂剥落、板底出现纵向和横向裂缝，支座脱空，桥面铺装开裂或剥离等，这些都是施工中需要采取措施预防的。小箱梁跨越能力强、抗扭性能好、造价低，软土地区和缺乏路基土土源区段采用小箱梁，能节约成本。但小箱梁腹板较薄，预制和吊装工艺要求高。T梁整体性能好、刚度大、跨越能力强[2]。由于内部空腔，施工简单，工艺成熟，有利于控制预制质量，安装方便，并具有良好的安全性和耐久性。但T梁宽度较小，为预应力构件，需要主梁片数较多，会增加桥梁施工成本。
2.2桥跨分联设计要点
确定主梁后要结合桥梁跨径、桥高、纵坡等内容，选择合适的桥梁结构体系，常用简支桥面连续、先简支后结构连续、先简支后连续刚构，并考虑跨径与墩高，选择合适的分联长度与位置。单跨6～20m采用桥面连续，20m及以上采用先简支后结构连续。桥墩高小于20m采用结构连续，大于或等于20m采用连续刚构体。采用结构连续的桥梁，分联长度应该与桥跨长度匹配。通常单孔20m跨径桥梁，联长在100m内；单孔30m跨径，联长180m内；单孔40m跨径，联长200m内。确定分联长度后再计算桥面延伸量，为伸缩缝型号选择提供便利。通常桥梁总长≤20m，一端用桥面连续，一端用无缝伸缩缝；桥梁总长或联长20＜L≤40m，一端桥面连续，一端用D40型模数式伸缩缝；40＜L≤100m，采用D80型模数式伸缩缝。桥梁设计过程中，分联长度与延伸量的对应关系。
3山区中小跨径桥梁下部构造设计要点
下部结构包括桥墩和桥台，根据地形地质条件和桥梁施工需要，合理选择不同结构形式，比较常见的有柱式墩、实心墩、U台、肋板台等。
3.1桥墩设计要点
设计过程中，综合考虑主梁类型、结构体系、桥墩高度、地形条件等，选择合适的桥墩形式和尺寸，常见桥墩有矩形墩、圆柱墩、柱式墩、尖端形墩等，下面以双圆柱墩为例，探讨设计要点。通常桥墩高矮差距较大，为便利施工，设计时尽量减少桩柱类型。保证墩柱直径满足受力要求，同一座桥梁可采用1～2种直径，最好不超过3种直径类型。墩高小于7m时不设地系梁，墩高≥15m时设柱间系梁，顶面标高纵坡尽量与桥面纵坡一致，间距为12～15m为宜。地系梁尽量设在桩顶，系梁刚度与柱、桩刚度匹配，斜坡地系梁靠较高一侧桩的柱地面设置[3]，可以减少基础开挖工程量，有利于保护周围环境。
3.2桥台设计要点
为提高桥台设计水平，保证桥梁工程质量，设计时综合考虑桥台所在位置的地形和地质条件，采用合理有效的设计方案。如果地质条件允许，填土高≤8m，设计时可采用U台。如果地质条件不稳定，容易发生地质灾害，并且受条件限制必须做U台，可采用组合式U台接桩基础形式。前墙高度≥5m时，最好设置10:1的前墙放坡。纵、横坡地面较平坦时，允许设置溜坡。桥头填土高度≤3m，并且桥梁跨径较小，采用桩柱式桥台。桥头填土高度≤12m，采用肋板式桥台，肋板台承台顶面宜提升至地面，从而降低肋板高度，减少土方开挖数量。如果桥梁纵、横坡地面线较陡，不能设置溜坡，也不适合设置挡土墙，设计时采用桩柱式桥台，不得设置U台，以减少路基开挖量，保证边坡稳定，实现对周围环境的有效保护。
4山区中小跨径桥梁结构基础设计要点
基础设计要结合桥梁所在地的地形地质条件，保证基础的承载能力，提高基础稳定性，并尽量为施工创造便利。
4.1钻孔桩和挖孔桩设计要点
为保证桥梁基础设计的合理性和有效性，要对陡峭坡地的地面纵横断面线、地层线进行综合考虑，防止基础悬空，不得将基础设置在软硬不均的地层，进而保障地层稳固性。如果采用钻孔桩，要合理控制同一座桥梁的桩基直径规格，减少桩径种类，便利施工机械配置和机械化作业。挖孔桩的桩基直径应该大于或等于1.2m，保证无地下水或地下水较少，桩基础设置在密实的土层或风化岩层，表3给出的是人工挖孔桩开挖深度建议值。
4.2桩基设计要点
桥梁所在位置如果受洪水影响，要根据水文计算结果进行孔跨布置，考虑冲刷对墩台埋置深度的影响，基顶标高在最大冲刷线以下0.5～1.0m。桩基、摩擦桩沉淀层厚度≤30cm，端承桩直径≤1.5m，沉淀层厚度≤5cm；直径＞1.5m时，沉淀层厚度≤10cm。桩间距可采用2倍桩径，以减少承台对周围环境的影响[4]。U台扩大基础埋置在强风化层下不小于1.0m，如果横向坡较大，前墙与基础做成台阶式，溜坡采用1:1，并设计合适的坡脚支挡形式。
5结语
山区地形地质条件复杂，为推动工程建设顺利进行，中小跨径桥梁设计时应该坚持安全、适用、经济、美观的原则。并综合考虑地形地质条件、桥梁造价、养护维修等需要，推广新技术和新工艺，让桥梁与周围景观协调一致，促进设计水平提高，有效指导桥梁工程建设。
参考文献：
[1]王红伟.浅谈中小跨径公路桥梁结构设计[J].工程建商业机电论文设标准化，2014（8）：121.
[2]交通部专家委员会.公路桥梁通用图[M].北京：人民交通出版社，2008.
[3]尤文刚.中小跨径桥梁的应用分析[J].北方交通，2011（1）：44-47.
[4]陈中治，王敏.山区中小跨径桥梁设计要点[J].中外公路，2013（2）：180-184.
作者：王玲 单位：保定市保通公路勘测设计有限责任公司
