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【摘 要】 高速公路桥梁设计难度大，施工艰巨，要清楚设计的关键，研究高速公路桥梁设计与应用，寻求最优的设计效果，从而提高高速公路的质量，为我国交通的安全奠定坚实的基础。
【关键词】 高速公路桥梁;设计;应用
前言：
随着国内交通事业的迅速发展，高速公路建设也随之加速，而且逐步从干线网高交通量路段扩散到省际连接段和加密线，从原来的平原和小山丘向大丘陵和偏远山区延伸，显而易见，由于水文、地质等硬性施工条件变得越来越恶劣，相应地，对安全的要求也越来越高，设计和施工难度越来越大，这必然影响到高速公路桥梁设计的技术、安全、环保等方面的工作内容。
一、高速公路桥梁设计的关键
1、前期工作
在对高速公路桥梁进行设计前必须要认真地收集设计资料，要做到胸有成竹，设计者必须到实地进行考察。因为，位于山区地区的高速公路的设计和施工在地形、地质和水文等条件上都要比一般高速公路的设计和施工困难，所以我们在对桥梁进行设计时，要在这些方面上格外重视，如果忽略了这些因素，那么很可能导致严重的后果。
2、灵活多变的桥梁设计形式
因为高速公路的地面高低差变化比较大，施工材料和机械很难得到输送，施工条件恶劣，因此我们要针对这一实际情况来实施施工计划，一定要考虑到实际的施工情况，尽可能地方便施工的进行。高速公路桥梁设计采用灵活多变的形式，可以节约工程造价，方便施工。
3、桥梁设计的原则
适用、安全、经济、美观、环保是桥梁设计的基本原则。随着国民生产总值的不断上升，人们对于桥梁设计的外观和环保越来越重视和关注。现代的桥梁设计不仅要注重其安全性、舒适性和耐用性，还要加入美观、环保、人文的设计理念，高速公路桥梁的景观设计成为了一项重要内容。在桥梁设计的安全性、适用性的基础上要考虑到与周边环境的协调，尽量减少桥梁建设对周围自然环境的破坏。在设计的同时还要融入艺术的美学效应，对景观资源进行开发，保护其原有的地质和环境，维护生态平衡。严禁声、光、电对环境的污染，桥梁的颜色也要同周边的环境性融合，并且要考虑周边地区的民族民风。
二、高速公路桥梁设计及应用
1、曲线、大纵坡长桥下的高墩变位控制
高墩桥采用的是柔性墩结构，设计中应重视桥梁的稳定性和变位问题。在曲线、大纵坡、高墩、长桥并存的情况下，这些变位除有与直桥相同的纵桥向变位、竖向压缩变位外，还包括曲线桥扭转产生墩顶横向变位、大纵坡下的向下移动变位、施工偏位等。这些变位在高墩长桥的情况下，尤其需要加以控制。
①横桥向变位控制：对于悬臂施工的预应力混凝土连续箱梁曲线桥，悬臂施工时梁体产生向曲线内侧的扭转。桥梁合拢并在二期恒载作用下，箱梁向曲线外侧扭转。箱梁本身的这些扭转很小，但在高墩变形的联合作用下，扭转角却有明显增加，在产生扭转角的同时墩顶还产生较大的横向变位。墩的刚度越小，变位的递增率越大。因此，在高墩弯桥中，应重视桥墩在扭转变位中的影响。这些变位可以通过墩的刚度调整或设置墩的预偏加以控制。在刚度调整中，应综合考虑施工及运营时各种变位工况的相互关系，以达到安全、经济兼顾的目的。
②纵桥向总体变位控制：对于大纵坡高墩长桥，除桥梁的纵桥向变位外，车辆长期单向行驶可能产生的桥梁体系不可恢复，累积变位是设计必须考虑的一个问题。刚柔是矛盾的两个方面，提高桥梁的刚度是减少桥梁变位较有效的措施，但刚度的增大必然增加投资，设计时应权衡利弊，合理协调整个体系配置。
③高墩初始偏位控制：在高墩长桥中，预应力混凝土结构收缩、徐变对体系变位的长期效應很显著。高墩桥成桥时的墩顶初始偏位，在后期的徐变中将有较大发展。它将对桥墩受力及体系的变位产生不利影响，设计及施工中应对成桥时的墩顶偏位加以控制。
在桥梁中，受地形限制，很可能出现多孔不等跨径的桥孔布局。某高架桥由于跨越悬崖，其中一联跨径布置为65m+115m+155m+3×115m+65m预应力混凝土连续刚构箱梁，中孔不等跨径成了单T悬臂施工箱梁的不平衡加载。墩两侧悬臂浇注的不平衡加载，在使两侧箱体产生挠度差的同时，也使桥墩产生偏移。对柔性高墩桥而言，这一偏移很明显。但如果纯粹为了施工的短期荷载增加墩的刚度，既不经济，成桥后的受力也未必合理。因此，应考虑在施工方案上加以调整。施工工序、加载量的合理设计可消除或减少其偏移量。通常可以通过调整施工中结构体系形成和压重的顺序，控制墩的变位方向。设计及施工可经过多方案比选，将墩顶偏位控制在最小范围。平衡跨的悬浇梁，也可能由于种种原因造成高墩墩顶的偏位。因此，悬浇梁桥的施工过程在注重上部构造变位控制的同时，应充分重视成桥时的墩顶偏位控制。
安装预制T梁时的推移也会使高墩产生墩顶偏位，在架设方案上应予以充分估计，采取相应的措施加以控制。
2、冲击力、制动力及抗震方面的考虑
长、大纵坡可能给汽车行驶和制动造成不利影响，而多梁式上部结构对外力的平衡能力差，由于曲线桥离心力的作用，外梁冲击系数大于内梁冲击系数，对下部构造产生较大的不平衡反力，使桥梁动态能量增加。长、大纵坡桥梁设计宜适当加大计算冲击力和制动力，且冲击力的计算应考虑结构的基本频率，采用结构基频的分析方法来确定。
弯坡下的刚构桥在墩梁固结处的受力较复杂，除考虑弯坡高墩长桥的受力特点外，还应注意该类桥的抗震特性，加强墩梁交接处的构造设计和配筋。注意到柔性体系总体变位可能给位于下坡末端的桥台以梁端顶力，宜加强桥台背墙设计。
3、桥面平顺措施
在大纵坡的交点上，由于竖向线形不平顺，会造成汽车冲击力动态增量加大。在曲线且大纵坡桥上，跨中动载冲击能量的增加，将增加曲线桥扭矩的影响。因此，纵坡变化点不宜设在跨中，而应设在支点附近。
为了减少桥面冲击动量，宜采用柔性桥面铺装。同时，应采用加强型的桥面铺装材料，避免桥面病害造成路面不平顺。
4、伸缩缝的设置
曲线桥由温度变化、混凝土收缩引起的伸缩，因内外侧梁长不同而不同，造成桥梁平面沿纵横向变形的矢量和方向变形。温度变化、混凝土收缩下的变形方向以体系的总体变形零点位置控制，反映到伸缩缝处，伸缩量存在横桥向的差异，造成伸缩量较直桥大。另外，大纵坡高墩长桥活载长期作用产生的累积变位较一般桥梁大。因此，曲线、大纵坡高墩长桥所选的伸缩装置变形量应比常规的桥梁大。
三、高速公路桥梁设计的建议
1、择合理的设计方案
合理的结构设计方案，就可以有效的提高桥梁的安全性和耐久性。桥梁的结构设计主要就是分为大跨度的桥梁和标准的跨径桥。由于各个结构设计的控制因素各不相同就会使得各个方案也有所差别，有较大的特征。在实际的桥梁设计中很少有采用大跨径桥梁的设计方案，而是采用标准跨径的设计方案，为施工方便和造价经济标准化等等一些优点，应用也是比较广泛的。
2、选择科学的材料
桥梁设计与建造中，钢筋混凝土的质量对桥梁的建造具有一定的安全性保障。钢筋混凝土的质量直接的能够影响桥梁结构的适用性、安全性和耐久性。除了要按照规范来控制正常的使用状态之外，更为重要的就是要采取构造的措施，从根本上控制混凝土施工对其桥梁建筑的影响。
四、结束语
不同的地形条件下，高速公路桥梁的设计与施工均存在较大差异，应综合考虑结构安全性、行车舒适性、经济合理性、施工便利性、环境协调性等各项因素，才能有效避免因设计方面导致的施工问题和行车不适，再结合水文、地质、环境、施工、交通运输等方面的实际情况，重视高速公路桥梁方面的特殊性，尤其是行车的安全性与可持续性方面，综合考虑，反复比较，提出最佳方案。
参考文献：
[1]燕伟.探讨高速公路桥梁设计及应用[J].城市建设理论研究，2012
[2]匡峰浅析高速公路桥梁设计要点[J]科技创新导报2012
[3]张喜刚.公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估[M].北京：机械工业出版社，2010.
【关键词】 高速公路桥梁;设计;应用
前言：
随着国内交通事业的迅速发展，高速公路建设也随之加速，而且逐步从干线网高交通量路段扩散到省际连接段和加密线，从原来的平原和小山丘向大丘陵和偏远山区延伸，显而易见，由于水文、地质等硬性施工条件变得越来越恶劣，相应地，对安全的要求也越来越高，设计和施工难度越来越大，这必然影响到高速公路桥梁设计的技术、安全、环保等方面的工作内容。
一、高速公路桥梁设计的关键
1、前期工作
在对高速公路桥梁进行设计前必须要认真地收集设计资料，要做到胸有成竹，设计者必须到实地进行考察。因为，位于山区地区的高速公路的设计和施工在地形、地质和水文等条件上都要比一般高速公路的设计和施工困难，所以我们在对桥梁进行设计时，要在这些方面上格外重视，如果忽略了这些因素，那么很可能导致严重的后果。
2、灵活多变的桥梁设计形式
因为高速公路的地面高低差变化比较大，施工材料和机械很难得到输送，施工条件恶劣，因此我们要针对这一实际情况来实施施工计划，一定要考虑到实际的施工情况，尽可能地方便施工的进行。高速公路桥梁设计采用灵活多变的形式，可以节约工程造价，方便施工。
3、桥梁设计的原则
适用、安全、经济、美观、环保是桥梁设计的基本原则。随着国民生产总值的不断上升，人们对于桥梁设计的外观和环保越来越重视和关注。现代的桥梁设计不仅要注重其安全性、舒适性和耐用性，还要加入美观、环保、人文的设计理念，高速公路桥梁的景观设计成为了一项重要内容。在桥梁设计的安全性、适用性的基础上要考虑到与周边环境的协调，尽量减少桥梁建设对周围自然环境的破坏。在设计的同时还要融入艺术的美学效应，对景观资源进行开发，保护其原有的地质和环境，维护生态平衡。严禁声、光、电对环境的污染，桥梁的颜色也要同周边的环境性融合，并且要考虑周边地区的民族民风。
二、高速公路桥梁设计及应用
1、曲线、大纵坡长桥下的高墩变位控制
高墩桥采用的是柔性墩结构，设计中应重视桥梁的稳定性和变位问题。在曲线、大纵坡、高墩、长桥并存的情况下，这些变位除有与直桥相同的纵桥向变位、竖向压缩变位外，还包括曲线桥扭转产生墩顶横向变位、大纵坡下的向下移动变位、施工偏位等。这些变位在高墩长桥的情况下，尤其需要加以控制。
①横桥向变位控制：对于悬臂施工的预应力混凝土连续箱梁曲线桥，悬臂施工时梁体产生向曲线内侧的扭转。桥梁合拢并在二期恒载作用下，箱梁向曲线外侧扭转。箱梁本身的这些扭转很小，但在高墩变形的联合作用下，扭转角却有明显增加，在产生扭转角的同时墩顶还产生较大的横向变位。墩的刚度越小，变位的递增率越大。因此，在高墩弯桥中，应重视桥墩在扭转变位中的影响。这些变位可以通过墩的刚度调整或设置墩的预偏加以控制。在刚度调整中，应综合考虑施工及运营时各种变位工况的相互关系，以达到安全、经济兼顾的目的。
②纵桥向总体变位控制：对于大纵坡高墩长桥，除桥梁的纵桥向变位外，车辆长期单向行驶可能产生的桥梁体系不可恢复，累积变位是设计必须考虑的一个问题。刚柔是矛盾的两个方面，提高桥梁的刚度是减少桥梁变位较有效的措施，但刚度的增大必然增加投资，设计时应权衡利弊，合理协调整个体系配置。
③高墩初始偏位控制：在高墩长桥中，预应力混凝土结构收缩、徐变对体系变位的长期效應很显著。高墩桥成桥时的墩顶初始偏位，在后期的徐变中将有较大发展。它将对桥墩受力及体系的变位产生不利影响，设计及施工中应对成桥时的墩顶偏位加以控制。
在桥梁中，受地形限制，很可能出现多孔不等跨径的桥孔布局。某高架桥由于跨越悬崖，其中一联跨径布置为65m+115m+155m+3×115m+65m预应力混凝土连续刚构箱梁，中孔不等跨径成了单T悬臂施工箱梁的不平衡加载。墩两侧悬臂浇注的不平衡加载，在使两侧箱体产生挠度差的同时，也使桥墩产生偏移。对柔性高墩桥而言，这一偏移很明显。但如果纯粹为了施工的短期荷载增加墩的刚度，既不经济，成桥后的受力也未必合理。因此，应考虑在施工方案上加以调整。施工工序、加载量的合理设计可消除或减少其偏移量。通常可以通过调整施工中结构体系形成和压重的顺序，控制墩的变位方向。设计及施工可经过多方案比选，将墩顶偏位控制在最小范围。平衡跨的悬浇梁，也可能由于种种原因造成高墩墩顶的偏位。因此，悬浇梁桥的施工过程在注重上部构造变位控制的同时，应充分重视成桥时的墩顶偏位控制。
安装预制T梁时的推移也会使高墩产生墩顶偏位，在架设方案上应予以充分估计，采取相应的措施加以控制。
2、冲击力、制动力及抗震方面的考虑
长、大纵坡可能给汽车行驶和制动造成不利影响，而多梁式上部结构对外力的平衡能力差，由于曲线桥离心力的作用，外梁冲击系数大于内梁冲击系数，对下部构造产生较大的不平衡反力，使桥梁动态能量增加。长、大纵坡桥梁设计宜适当加大计算冲击力和制动力，且冲击力的计算应考虑结构的基本频率，采用结构基频的分析方法来确定。
弯坡下的刚构桥在墩梁固结处的受力较复杂，除考虑弯坡高墩长桥的受力特点外，还应注意该类桥的抗震特性，加强墩梁交接处的构造设计和配筋。注意到柔性体系总体变位可能给位于下坡末端的桥台以梁端顶力，宜加强桥台背墙设计。
3、桥面平顺措施
在大纵坡的交点上，由于竖向线形不平顺，会造成汽车冲击力动态增量加大。在曲线且大纵坡桥上，跨中动载冲击能量的增加，将增加曲线桥扭矩的影响。因此，纵坡变化点不宜设在跨中，而应设在支点附近。
为了减少桥面冲击动量，宜采用柔性桥面铺装。同时，应采用加强型的桥面铺装材料，避免桥面病害造成路面不平顺。
4、伸缩缝的设置
曲线桥由温度变化、混凝土收缩引起的伸缩，因内外侧梁长不同而不同，造成桥梁平面沿纵横向变形的矢量和方向变形。温度变化、混凝土收缩下的变形方向以体系的总体变形零点位置控制，反映到伸缩缝处，伸缩量存在横桥向的差异，造成伸缩量较直桥大。另外，大纵坡高墩长桥活载长期作用产生的累积变位较一般桥梁大。因此，曲线、大纵坡高墩长桥所选的伸缩装置变形量应比常规的桥梁大。
三、高速公路桥梁设计的建议
1、择合理的设计方案
合理的结构设计方案，就可以有效的提高桥梁的安全性和耐久性。桥梁的结构设计主要就是分为大跨度的桥梁和标准的跨径桥。由于各个结构设计的控制因素各不相同就会使得各个方案也有所差别，有较大的特征。在实际的桥梁设计中很少有采用大跨径桥梁的设计方案，而是采用标准跨径的设计方案，为施工方便和造价经济标准化等等一些优点，应用也是比较广泛的。
2、选择科学的材料
桥梁设计与建造中，钢筋混凝土的质量对桥梁的建造具有一定的安全性保障。钢筋混凝土的质量直接的能够影响桥梁结构的适用性、安全性和耐久性。除了要按照规范来控制正常的使用状态之外，更为重要的就是要采取构造的措施，从根本上控制混凝土施工对其桥梁建筑的影响。
四、结束语
不同的地形条件下，高速公路桥梁的设计与施工均存在较大差异，应综合考虑结构安全性、行车舒适性、经济合理性、施工便利性、环境协调性等各项因素，才能有效避免因设计方面导致的施工问题和行车不适，再结合水文、地质、环境、施工、交通运输等方面的实际情况，重视高速公路桥梁方面的特殊性，尤其是行车的安全性与可持续性方面，综合考虑，反复比较，提出最佳方案。
参考文献：
[1]燕伟.探讨高速公路桥梁设计及应用[J].城市建设理论研究，2012
[2]匡峰浅析高速公路桥梁设计要点[J]科技创新导报2012
[3]张喜刚.公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估[M].北京：机械工业出版社，2010.