摘要：随着我国国民经济的迅速发展,尤其是西部大开发战略的实施,山区高速公路正处于快速发展的时期。山区高速公路的建设为车辆提供了良好的行车条件,大大改善了山区的交通运输状况,本文结合山区高速公路的特点，分析了经常采用的桥梁结构体，从桥梁的上部结构、桥墩、桥台、基础等几个方面探讨了山区高速公路桥梁设计过程中需要注意的问题。以期对实际工程设计有一定的参考价值。
关键词：山区；公路；桥梁；设计
Abstract: with the rapid development of China"s national economy, especially in the implementation of the western development strategy, the mountainous area highway is in rapid development period. The mountainous area highway construction for vehicle provides a good driving conditions, has greatly improved the mountainous area of transportation situation, based on the characteristics of the mountainous area highway, analyzes the often use the bridge structure of the body, from the upper structure of the bridge pier and, on the basis of the abutment, etc were discussed the mountainous area highway bridge design process problems needing attention. In order to actual engineering design is of some reference value.
Keywords: mountain; Highway; Bridge; design
中图分类号：U442.5文献标识码：A 文章编号：
1 山区高速公路桥梁的主要特点
山区高速公路的主要特点是地质、地形复杂。地形复杂主要表现为地面高差大，冲沟发育、横坡陡直；地质复杂主要表现为滑坡、岩溶、不稳定斜坡、陡崖、崩塌、煤矿采空区等不良地质。受这些方面的影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般有平曲线多、平面半径小、纵坡大、桥梁比例高、横坡陡、半边桥和高挡墙多等特点。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，高墩大跨多，斜弯坡桥多，墩台形式多，施工场地狭窄、个别路段桥隧交替相连等特点。
2 山区高速公路桥梁的主要结构体系
为了保证行车的舒适性和结构的耐久性、适用性，山区高速公路桥梁体系一般采用先简支后连续或部分桥墩与主梁固结的连续刚构混合体系。由于山区桥梁墩高相差较大，如果采用全刚构体系，需要通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，这样会造成桥墩尺寸种类多，美观性降低，施工相对麻烦一些，所以全刚构体系采用较少。连续结构的一联不能设置太长，墩台水平位移较大，墩柱尺寸需设计的相对大一些，材料较费。根据地形特点，将连续梁中
间墩高较高，刚度相差不大的相邻几个桥墩与主梁固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的内力，在较矮的边墩上设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁。
这样的连续一刚构体系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善。弯、坡桥在山区高速公路桥梁中较多，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势。单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下，梁体具有沿下坡方向滑移的趋势。如果采用全连续结构，即上、下部结构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势会造成梁体受力不平衡，支座脱空甚至破坏的现象，从而导致梁体开裂。因此，山区高速公路桥梁宜采用先简支后连续结构或部分桥墩与主梁固结的连续一刚构混合体系，既要适应平面线形，又要适应桥梁受力特点。
3 山区高速公路桥梁设计要点
（1）与平原地区的高速公路相比，山区高速公路在地形、地质、水文条件等方面有着很大的差别，因此我们在设计桥梁时必须高度重视这些差别，尤其是在地形、地质方面。有时同一座桥在纵桥向的地质变化很大，在横桥向的地形变化很大，如不重视，很容易出现差错，因此在设计前一定要认真收集设计资料，做到心中有数，有条件时设计人员最好到实地调查一下。
（2）由于山区高速公路的地面高差变化较大，运输材料、机械比较困难，给施工带来很大的不便。所以我们在设计时一定要考虑到施工的可行性，因地制宜。
（3）桥梁设计要遵循“适用、安全、经济、美观、环保”的基本原则。现在随着国民经济不断提升“美观和环保”已受到越来越多关注。桥梁设计在注重安全性、舒适性、和耐久性的同时，应引人“环保、美化、人文”的理念，把高速公路桥梁的景观设计作为一项重要内容加以考虑。在保证桥梁使用功能的前提下，要尽可能地考虑到使建成后的桥梁与周围环境相协调，不对原有的环境造成破坏。设计时应开拓艺术创新思路，全方位、多角度地展示桥梁景观的美学效应，同时应维护生态平衡，保护珍稀动、植物及特有的地质风貌。对桥梁进行涂装时，不但要考虑与周边环境色调、桥梁造型相协调，还要考虑桥梁所在地区的民风、民俗。
4 上部结构设计
桥梁在山区高速公路中所占的比例较大，但一般情况下，特殊的大跨径桥梁较少。因此，对于数量众多的常见跨径桥梁，其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。常用的大、中桥标准跨径有16m、20m、25m、30m、35m、40m、50m，常用的中、小桥标准跨径有6m、8m、l0m、13m、16m。上部结构形式主要有空心板、预制T梁、预制小箱梁等。一般情况，对于跨径小于30m的桥梁空心板、预制T梁、预制小箱梁等结构形式都可以采用，对于跨径为35m、40m、50m的桥梁，根据梁的受力特点，更宜采用T梁或者小箱梁。从造价上讲，20m跨径以下，用空心板截面的桥梁造价相对经济些；从桥下净空方面来讲，对于较小跨径且桥下净空不高时，空心板截面最适宜；从受力上讲，对于较大跨径40m、50m的桥梁，用T梁截面则更好，这种结构形式充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，减轻梁体的自重。小箱梁从造价、施工简便性还是受力等各方面看，可以说是介于空心板和T梁之间的一种截面。因此，对于跨径25―35m的截面，常采用的是小箱梁的结构形式。
5 桥墩设计
对于常见高度的桥墩，即墩高小于40m的桥墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最为常用。柱式墩分圆柱和方柱两种。圆柱施工时外观质量易控制，与桩基衔接方便，而且箍筋对核心混凝土的约束作用较强。但是从美观角度来说，方柱棱角分明，与上部梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的圆柱和方柱，方柱的抗弯刚度要大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便的调节两个方向的尺度来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。
因此，对于常见墩高，设计中采用何种墩柱形式应根据具体地形、上部结构形式、墩高等因素综合考虑。一般矮桥墩的设计由强度控制，但当桥墩较高时，就必须考虑桥墩的稳定问题。在做高墩连续梁桥设计时，高墩的柔性必须考虑，防止结构发生失稳破坏。
6 桥台设计
山区高速公路桥台一般采用重力式u型台、肋式台、柱式台三种形式。根据《墩台与基础》规定，u型台控制的填土范围一般为4～l0mm，因此u台高度最好控制在l0mm之内。山区桥梁u型台一个显著特征就是横向、纵向横坡陡，为了适应地形，减少开挖，节约圬工结构方量，u型台设计时必须合理分台阶。由于桩柱式桥台的抗推刚度较小，当联长较长、台后填土较高时不宜采用，一般桩柱式桥台的台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150m以内。
7 桥墩与路幅的关系
山区高速公路有整体式路基和分离式路基两种。目前路线选线越来越强调占地少、环保与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基。整体式路基的双幅桥，一般情况下下部结构按照分幅单独设计，即双幅四柱。对于高墩长桥，为了减少开挖、增强边坡稳定性、节约材料，降低造价，整体式下部结构即双幅两柱不失为一种较好的选择。与双幅四柱相比，在桥墩截面积及横向宽度相当的情况下，整体式下部结构横向和纵向刚度是分幅设置的两倍以上，除了可以减少开挖、节约材料、施工方便外，还能减小墩顶位移。当然整体式下部结构帽梁跨度较大，还须考虑车辆双向行驶时扭矩影响，帽梁需要设置的大一些。一座桥究竟是采用整体式下部结构还是分幅下部结构，需要结合桥位处地形、地质、水文、墩高等多方面因素综合考虑。
8 基础设计
山区高速公路桥梁最常用的基础形式为扩大基础与桩基础。山区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩大基础。因为分离式扩大基础适应地形横坡，承载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地质情况较差地段可以采用摩擦桩。桩基础施工方法多为挖孔灌注桩。
当遇到软弱夹层多、卵石、漂石等容易造成坍孔的地质情况时，地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜设计为挖孔桩。对于高墩大跨桥梁采用扩大基础时，当基础底的岩石饱和单轴抗压强度高、风化程度和软化程度低时，可采用在岩石内设锚杆的方法，以达到满足基础偏心矩，墩身稳定性要求的同时减少基础混凝土和钢筋用量的目的。
9 结束语
山区高速公路地质复杂，地形多变，所过地区大多经济薄弱，在不同的地区对桥梁的使用功能有不同的要求。因此，设计者要注意收集资料，根据全线的要求结合当地特点多比较分析，采用符合实际的桥梁方案，选择符合情况的设计方法，这样才能使桥梁设计达到“安全、适用、经济、美观”的要求。