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摘要：在山区进行高速公路桥梁建设难度是非常大的，要克服的问题也是非常多的，要进行山区高速公路桥梁建设一定要对山区的自然地质情况进行掌握，在进行设计的时候要充分利用山区的特点，这样才能使高速公路桥梁的建设和山区环境相适应。本文主要对山区高速公路桥梁设计相关问题进行了简要分析。
关键词：高速公路桥梁；山区；设计
中图分类号：U412文献标识码： A
引言
高速公路在进行建设的时候要面临的环境是非常不同的，近年来，山区高速公路桥梁建设得到了很大的发展，山区高速公路桥梁建设同一般的高速公路建设是有一定差异的。在山区进行高速公路建设要面临的问题是非常多的，山区的地形通常都是非常复杂的，同时也会受到水文、地质和生态环境的影响，这样就使得山区高速公路在建设过程中难度非常大。为了更好的保证山区高速公路的建设，一定要做好设计工作，对设计工作中出现的问题要及时进行解决。
一、山区高速公路桥梁的特点
山区高速公路的主要特点是地形地质复杂。地形复杂，表现为地面高差大，变化频繁，横坡陡；地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、煤气地层等不良地质。受此影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，
在进行山区高速公路桥梁设计时一定要解决好地质地形与桥梁细部构造之间的关系。
二、山区高速公路桥梁设计的基本原则
1、从桥梁上部结构来看
基于山区较复杂的地质地貌特点，因此在山区建筑高速公路时，确保线路的通畅与经济性，一般情况下会在高速公路路线设计过程当中引进很多桥梁作为辅助。通常山区高速公路中的桥梁会占有比较大的比重。而对于这些桥梁来讲，主要以常见跨径桥梁为主，而一般情况下通常较少选用特殊的跨径桥梁。对于常见的跨径桥梁来看，在对其进行设计过程中，要遵循施工便捷、建设施工造价经济性的原则。一般来讲，较常使用的大、中桥的标准跨径有七类：50m、40m、35m、30m、20m、16m；而较常使用的中、小桥标准跨径主要有四类：16m、13m、10m、6m。对于桥梁横断面形式来看，主要包括空心板、预制T梁等。对于跨径小于30米的桥梁来说，一般情况下空心板、预制T梁都可以使用；而对于跨径大于30m的桥梁来说，一般情况下要根据梁的受力的特点，选择采用T梁或者小箱梁。从建设的经济性角度来看，20m跨径以下的桥梁若采用空心板截面则造价相对经济，并且空心板也具有一定的优势。空心板的造价最低，因此对于一些跨径较小，并且桥梁净空不高时，空心板截面是最适合的选择。从受力角度来看，对于一些加大跨径的桥梁来说，则选用T梁截面最好。小箱梁与空心板截面或T梁截面相比较来看，在经济型、施工便捷性以及受力等多角度都是介于两种截面之间的一种选择。对于跨径在25m—35m范围内的桥梁来说，最常采用的则是小箱梁的结构形式。
2、从桥梁下部结构设计来看
下部构造设计主要指桥梁墩台的设计。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，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工时外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区使用较多。但从美观角度来说，方柱棱角分明，与上构梁体协调，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，从而达到调整墩的目的。
三、山区高速公路桥梁设计要点
1、桥梁上部结构设计
（1）因桥梁在高速公路建设中所占比重相对较大，桥路之间的间距相对较小，因此大跨度桥相对少见，多数设计都主要以便捷、经济的“预制装配化”的结构为主。因此在考虑工程造价的基础上，若预制装配化结构可以满足建设需求，设计人员应尽量选用此种结构进行设计。
（2）具体设计过程中，设计人员需要将跨径与墩高的关系进行科学化的处理；与此同时，基于山区地形的多变性，设计人员在考虑桥梁现代化、美观性和经济性的同时，必须结合实际情况选用跨径，尽量避免因墩高的变化而使跨径受到影响。当然，若墩高的变化确实较大的时候，设计人员可考虑利用相近组合的设计方式进行跨径的设计。另外，对于部分有特殊要求的桥梁，设计人员需要根据桥梁的整体结构和造价来进行跨径选择。
2、桥梁下部构造设计
（1）桥墩
高度较矮的桥墩（h<40m）多采用柱式墩，Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区用的较多。但从美观上来说，方柱有棱有角，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。圆柱为各向同性，调整起来效果差一些。
（2）高墩
一般矮桥墩的设计由强度控制，但当墩高较高时，就必须得考虑桥墩的稳定问题。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）关于偏心受压柱条文说明5.3.10条指出，“当l0/h>30时，构件已由材料破坏变为失稳破坏。”l0为受压柱的有效长度，在0.5～2倍墩高之间变化，究竟取值多少，与施工状态、上构重量、上构和墩柱的连接方式即墩柱的支承刚度有关。
（3）桥墩与路幅的关系
山区高速公路有整体式路基，也有分离式路基。目前路线选线越来越强调减少占地，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，一般情况下下构按分幅单独设计，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，整体式下构即双幅两柱不失为一种较好的选择。
（4）桥台
山区高速公路桥梁桥台一般采用重力式U型台、肋板台、桩柱式台。其中以重力式U台最常用，根据《墩臺与基础》规定，U台适应的填土范围为4—10m，所以U台的高度最好以10m控制。山区桥梁U台一个显著特征就是横向，纵向横坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工方量，U台设计时必须根据地形合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150米以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。
（5）基础
山区高速公路桥梁最常用的基础仍为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，且宜采用分离式扩基础。因为分离式扩基础适应地形横坡，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，地质情况较差地段采用摩擦桩。桩基础不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长；遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况；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。
四、结束语
高速公路桥梁由于地形条件复杂，岩性差异大，设计人员需要先收集完整的资料，并根据具体地段的实际情况，进行充分的对比分析和论证，选取最佳的山区高速公路桥梁设计方案确保高速公路桥梁的安全、舒适、经济性。
参考文献
[1]尹智育.山区高速公路桥梁设计的问题研究[J].科技创新导报,2011,(07).
[2]熊文.山区高速公路桥梁的设计与分析[J].交通标准化,2011,(10).
[3]袁木亚，江齐中，完善高速公路桥梁设计方案[J],上海复旦大学出版社，201,(11).
关键词：高速公路桥梁；山区；设计
中图分类号：U412文献标识码： A
引言
高速公路在进行建设的时候要面临的环境是非常不同的，近年来，山区高速公路桥梁建设得到了很大的发展，山区高速公路桥梁建设同一般的高速公路建设是有一定差异的。在山区进行高速公路建设要面临的问题是非常多的，山区的地形通常都是非常复杂的，同时也会受到水文、地质和生态环境的影响，这样就使得山区高速公路在建设过程中难度非常大。为了更好的保证山区高速公路的建设，一定要做好设计工作，对设计工作中出现的问题要及时进行解决。
一、山区高速公路桥梁的特点
山区高速公路的主要特点是地形地质复杂。地形复杂，表现为地面高差大，变化频繁，横坡陡；地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、煤气地层等不良地质。受此影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，
在进行山区高速公路桥梁设计时一定要解决好地质地形与桥梁细部构造之间的关系。
二、山区高速公路桥梁设计的基本原则
1、从桥梁上部结构来看
基于山区较复杂的地质地貌特点，因此在山区建筑高速公路时，确保线路的通畅与经济性，一般情况下会在高速公路路线设计过程当中引进很多桥梁作为辅助。通常山区高速公路中的桥梁会占有比较大的比重。而对于这些桥梁来讲，主要以常见跨径桥梁为主，而一般情况下通常较少选用特殊的跨径桥梁。对于常见的跨径桥梁来看，在对其进行设计过程中，要遵循施工便捷、建设施工造价经济性的原则。一般来讲，较常使用的大、中桥的标准跨径有七类：50m、40m、35m、30m、20m、16m；而较常使用的中、小桥标准跨径主要有四类：16m、13m、10m、6m。对于桥梁横断面形式来看，主要包括空心板、预制T梁等。对于跨径小于30米的桥梁来说，一般情况下空心板、预制T梁都可以使用；而对于跨径大于30m的桥梁来说，一般情况下要根据梁的受力的特点，选择采用T梁或者小箱梁。从建设的经济性角度来看，20m跨径以下的桥梁若采用空心板截面则造价相对经济，并且空心板也具有一定的优势。空心板的造价最低，因此对于一些跨径较小，并且桥梁净空不高时，空心板截面是最适合的选择。从受力角度来看，对于一些加大跨径的桥梁来说，则选用T梁截面最好。小箱梁与空心板截面或T梁截面相比较来看，在经济型、施工便捷性以及受力等多角度都是介于两种截面之间的一种选择。对于跨径在25m—35m范围内的桥梁来说，最常采用的则是小箱梁的结构形式。
2、从桥梁下部结构设计来看
下部构造设计主要指桥梁墩台的设计。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，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工时外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区使用较多。但从美观角度来说，方柱棱角分明，与上构梁体协调，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，从而达到调整墩的目的。
三、山区高速公路桥梁设计要点
1、桥梁上部结构设计
（1）因桥梁在高速公路建设中所占比重相对较大，桥路之间的间距相对较小，因此大跨度桥相对少见，多数设计都主要以便捷、经济的“预制装配化”的结构为主。因此在考虑工程造价的基础上，若预制装配化结构可以满足建设需求，设计人员应尽量选用此种结构进行设计。
（2）具体设计过程中，设计人员需要将跨径与墩高的关系进行科学化的处理；与此同时，基于山区地形的多变性，设计人员在考虑桥梁现代化、美观性和经济性的同时，必须结合实际情况选用跨径，尽量避免因墩高的变化而使跨径受到影响。当然，若墩高的变化确实较大的时候，设计人员可考虑利用相近组合的设计方式进行跨径的设计。另外，对于部分有特殊要求的桥梁，设计人员需要根据桥梁的整体结构和造价来进行跨径选择。
2、桥梁下部构造设计
（1）桥墩
高度较矮的桥墩（h<40m）多采用柱式墩，Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区用的较多。但从美观上来说，方柱有棱有角，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。圆柱为各向同性，调整起来效果差一些。
（2）高墩
一般矮桥墩的设计由强度控制，但当墩高较高时，就必须得考虑桥墩的稳定问题。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）关于偏心受压柱条文说明5.3.10条指出，“当l0/h>30时，构件已由材料破坏变为失稳破坏。”l0为受压柱的有效长度，在0.5～2倍墩高之间变化，究竟取值多少，与施工状态、上构重量、上构和墩柱的连接方式即墩柱的支承刚度有关。
（3）桥墩与路幅的关系
山区高速公路有整体式路基，也有分离式路基。目前路线选线越来越强调减少占地，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，一般情况下下构按分幅单独设计，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，整体式下构即双幅两柱不失为一种较好的选择。
（4）桥台
山区高速公路桥梁桥台一般采用重力式U型台、肋板台、桩柱式台。其中以重力式U台最常用，根据《墩臺与基础》规定，U台适应的填土范围为4—10m，所以U台的高度最好以10m控制。山区桥梁U台一个显著特征就是横向，纵向横坡陡，为了适应地形，减小开挖，节约圬工方量，U台设计时必须根据地形合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土高度较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150米以内。埋置式肋板台适应范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。
（5）基础
山区高速公路桥梁最常用的基础仍为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，且宜采用分离式扩基础。因为分离式扩基础适应地形横坡，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，地质情况较差地段采用摩擦桩。桩基础不管受力形式如何，施工方法上多是挖孔桩和钻孔桩。挖孔桩造价较节省，但设计中能否采用挖孔桩，应结合地质情况具体分析，当桩长较长；遇到流沙、软弱夹层多，卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况；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。
四、结束语
高速公路桥梁由于地形条件复杂，岩性差异大，设计人员需要先收集完整的资料，并根据具体地段的实际情况，进行充分的对比分析和论证，选取最佳的山区高速公路桥梁设计方案确保高速公路桥梁的安全、舒适、经济性。
参考文献
[1]尹智育.山区高速公路桥梁设计的问题研究[J].科技创新导报,2011,(07).
[2]熊文.山区高速公路桥梁的设计与分析[J].交通标准化,2011,(10).
[3]袁木亚，江齐中，完善高速公路桥梁设计方案[J],上海复旦大学出版社，201,(11).