试析山区公路桥涵设计应注意的问题

摘要：为分析山区公路桥涵设计应注意的问题，采用理论结合实践的方法，立足山区公路桥涵设计的原则，并提出实际设计中需要注意的问题。分析结果表明，山区公路桥涵所在区域地质水文条件复杂多变，影响桥涵设计效果的因素比较多，需结合山区公路桥涵所在区域的地质水文条件，基础设计、桥台设计、桥墩设计、上部结构、涵洞设计中的每个细节，并解决好存在的问题，方可设计出高质量的山区公路桥涵工程项目。

关键词：山区公路；桥涵；基础设计；桥台设计；桥墩设计

一、工程概述

某山区公路桥涵工程项目，项目设计车辆行驶速度为50km/h，为有效解决支座不均匀受力问题，并实现桥梁纵轴线能够和洪水主流流向正交，以最大限度上减少水流对桥梁的冲击，该公路桥梁采用了空心板桥梁结构。该工程所在区域属于山岭重丘区，设计难度比较大，存在的问题多，需加强对设计过程中注意事项的解决和控制，才能有效提升桥涵设计效果。

二、山区公路桥涵设计原则

就案例工程而言，位于山区，现场条件复杂，影响最终设计效果和质量的因素比较多，为解决地理环境造成的不良影响，在实际设计中必须严格遵循以下原则

（一）安全性

设计必须确保桥涵能够承受预期的最大荷载，包括车辆荷载、风荷载、地震荷载等。详细评估并预防滑坡、泥石流等地质灾害对桥涵的影响，此外还需综合考虑水文特性，设计应能抵御可能的洪水和水流冲刷，以提升公路桥涵设计的安全性。

（二）经济性

在保证安全的前提下，选择最经济的设 计方案，减少建设和维护成本，选用性价比高的材料，同时考虑材料的耐久性和可获得性。并考虑后期施工建设的难易程度和成本，选择适合山区环境的施工技术和方法。

（三）环保与可持续发展

由于案例工程位于山区，在桥涵建设中必然会对周围的生态环境造成不可逆的影响，因此，在实际设计中还需尽量减少对自然环境和生态系统的破坏，避免对野生动植物栖息地的干扰。合理利用当地资源，减少材料和能源的浪费。

三、山区公路桥涵设计时需要注意的问题

（一）桥梁基础设计中需要注意的问题

案例公路桥涵所在山区的地质条件复杂多变，在进行基础设计前必须进行详细的地质勘探和地形测量，以获取准确的设计数据。包括土壤类型、岩性、地层结构、地下水文条件、地震烈度、冻土层深度等，以便为桥涵基础设计提供真实有效的参考和指导。在进行桥梁基础设计中可用的基础形式有两种，一种是扩大基础，另一种是桩基础，两种基础对比情况如表1所示：

表1 扩大基础和桩基础对比表

从表1中能够看出，扩大基础比较适用于地质和水文条件比较好的区域，而桩基础则可应用在地质条件复杂的情况。结合案例桥梁工程所在区域为山区，施工条件有限，选择桩基础无疑是最佳的选择。再综合考虑现场条件、经济效益，选择了钻孔灌注桩作为本桥梁工程基础施工技术^【1】。

（二）桥梁桥台设计中需要注意的问题

在进行山区公路桥梁工程桥台设计中，需要注意的问题主要体现在两个方面，一方面山区地形地貌的影响，另一方面是山体两侧施工条件、山体坡度以及桥台前填土可操作性的影响。常用的桥梁桥台结构形式包括柱形、T形、U形，每种桥头结构形式都有其独特的优缺点和应用条件。就案例桥涵工程而言，所在区域山体的坡度比较大，为提升桥梁结构的稳定性，选择耳墙式桥台最为合适，此种桥台结构形式在桥台的两侧设置了耳墙，耳墙的作用主要是为了支撑桥头的搭板，确保结构的稳定性，同时也可以起到约束台背土体的作用，防止土体对桥台的挤压或滑移，从而避免桥头处的土体因承受车辆荷载或自然力而产生下沉或变形出现的桥头跳车问题，保障行车安全。

（三）桥梁桥墩设计中需要注意的问题

在山区桥梁的建设过程中，桥墩设计难度较大的环节，通常情况下可采用柱式墩桥墩结构来应对山区复杂的地形和地质条件。柱式墩桥墩结构主要有两种形式，一种是圆柱形，另一种是方柱形，从外观上来看，圆柱形和方柱形桥墩是两种截然不同的结构。圆柱形桥墩因其简洁的圆形截面，给人一种传统和经典的感觉。而方柱形桥墩则因其方形的截面，展现出一种现代和美观的视觉效果。在美观性方面，方柱形桥墩往往更受青睐，因为它能够更好地融入周围的环境，与自然景观相协调。然而，圆柱形桥墩在结构上具有其独特的优势。其上下部结构与桩基的衔接相对简单，这在施工过程中可以大大减少技术难度和施工成本，而且圆柱形桥墩的主要组成部分是混凝土箍筋，这种材料具有极高的稳固性和耐久性。这不仅确保了桥墩本身的稳定性，同时也为桩基提供了强有力的支撑，从而保障了整个桥梁结构的强度和耐久性，因此，本工程桥墩采取了圆柱形柱式墩桥墩，

（四）桥梁上部结构设计中需要注意的问题

在山区公路桥梁的上部结构设计中，空心板结构因其独特的优势而被广泛应用。然而，在实际设计过程中，需要注意的事项相对较多，主要体现在以下几个方面：

1.荷载计算与分配：在山区公路桥梁的设计中，荷载计算是一个至关重要的环节。由于山区地形复杂，桥梁需要承受各种不同的荷载，包括车辆荷载、风荷载、雪荷载以及地震荷载等。因此，在空心板桥梁上部结构设计中，设计人员需要准确计算并合理分配这些荷载，确保桥梁结构的安全性和稳定性。

2.结构稳定性：空心板结构在山区公路桥梁中的应用，需要特别关注其结构稳定性。由于山区地形的特殊性，桥梁可能会受到不均匀沉降、滑坡、泥石流等自然灾害的影响。这就要求在空心板桥梁上部结构设计中必须采取相应的措施，设置合理的支座、加强桥墩和桥台的稳定性，以确保桥梁在各种复杂环境下的稳定性和耐久性。

3.施工工艺与材料选择：在山区公路桥梁的设计中，施工工艺和材料选择同样重要。由于山区地形的限制，施工难度较大，因此需要选择适合的施工工艺和材料，以确保施工的顺利进行和桥梁的使用寿命。比如：选择高强度、耐腐蚀的材料，采用先进的施工技术，可以有效提高桥梁的耐久性和安全性。

（五）山区公路涵洞设计时需要注意的问题

在进行山区公路涵洞设计的过程中，需要注意的关键问题是涵洞的立面布置，需要综合考虑多种因素，以确保涵洞设计的合理性和实用性。比如：需要注意涵洞进出水口的标高，以免影响后期涵洞排水效果和整体结构的稳定性，还需考虑路基横断面的形式，以免影响涵洞的承载能力和整体美观。具体而言，当河沟的纵坡小于或等于3%，且涵洞的长度不超过15m时，可以选择将涵洞的基础进行水平布置^【2】。这种情况下，涵底铺设的纵坡可以设定在1%到3%之间，这样的坡度既能保证水流顺畅，又能避免过大的坡度导致施工和维护上的困难。如果河沟的纵坡介于3%到6%之间，则涵底的铺设就需要与河沟平行，以适应较大的坡度，在此种条件下，涵底的纵坡也需要相应地调整，以确保水流的顺畅和涵洞的稳定性。

四、结语

综上所述，结合理论实践，分析了山区公路桥涵设计应注意的问题，分析结果表明，在山区公路桥涵设计具有很强的复杂性、技术性，且影响设计效果的因素多，为提升设计效果就必须全面考虑各种自然和技术因素，采用科学合理的设计方案，以确保桥梁的安全性和耐久性。

文章来源：《产品可靠性报告》 https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html