試析山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

摘要：為分析山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，立足山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)的原則，并提出實(shí)際設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。分析結(jié)果表明，山區(qū)公路橋涵所在區(qū)域地質(zhì)水文條件復(fù)雜多變，影響橋涵設(shè)計(jì)效果的因素比較多，需結(jié)合山區(qū)公路橋涵所在區(qū)域的地質(zhì)水文條件，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、橋臺(tái)設(shè)計(jì)、橋墩設(shè)計(jì)、上部結(jié)構(gòu)、涵洞設(shè)計(jì)中的每個(gè)細(xì)節(jié)，并解決好存在的問(wèn)題，方可設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的山區(qū)公路橋涵工程項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；橋涵；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；橋臺(tái)設(shè)計(jì)；橋墩設(shè)計(jì)

一、工程概述

某山區(qū)公路橋涵工程項(xiàng)目，項(xiàng)目設(shè)計(jì)車輛行駛速度為50km/h，為有效解決支座不均勻受力問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)橋梁縱軸線能夠和洪水主流流向正交，以最大限度上減少水流對(duì)橋梁的沖擊，該公路橋梁采用了空心板橋梁結(jié)構(gòu)。該工程所在區(qū)域?qū)儆谏綆X重丘區(qū)，設(shè)計(jì)難度比較大，存在的問(wèn)題多，需加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中注意事項(xiàng)的解決和控制，才能有效提升橋涵設(shè)計(jì)效果。

二、山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)原則

就案例工程而言，位于山區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，影響最終設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量的因素比較多，為解決地理環(huán)境造成的不良影響，在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格遵循以下原則

（一）安全性

設(shè)計(jì)必須確保橋涵能夠承受預(yù)期的最大荷載，包括車輛荷載、風(fēng)荷載、地震荷載等。詳細(xì)評(píng)估并預(yù)防滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害對(duì)橋涵的影響，此外還需綜合考慮水文特性，設(shè)計(jì)應(yīng)能抵御可能的洪水和水流沖刷，以提升公路橋涵設(shè)計(jì)的安全性。

（二）經(jīng)濟(jì)性

在保證安全的前提下，選擇最經(jīng)濟(jì)的設(shè) 計(jì)方案，減少建設(shè)和維護(hù)成本，選用性價(jià)比高的材料，同時(shí)考慮材料的耐久性和可獲得性。并考慮后期施工建設(shè)的難易程度和成本，選擇適合山區(qū)環(huán)境的施工技術(shù)和方法。

（三）環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展

由于案例工程位于山區(qū)，在橋涵建設(shè)中必然會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成不可逆的影響，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還需盡量減少對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞，避免對(duì)野生動(dòng)植物棲息地的干擾。合理利用當(dāng)?shù)刭Y源，減少材料和能源的浪費(fèi)。

三、山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問(wèn)題

（一）橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

案例公路橋涵所在山區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探和地形測(cè)量，以獲取準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。包括土壤類型、巖性、地層結(jié)構(gòu)、地下水文條件、地震烈度、凍土層深度等，以便為橋涵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供真實(shí)有效的參考和指導(dǎo)。在進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中可用的基礎(chǔ)形式有兩種，一種是擴(kuò)大基礎(chǔ)，另一種是樁基礎(chǔ)，兩種基礎(chǔ)對(duì)比情況如表1所示：

表1 擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)對(duì)比表

從表1中能夠看出，擴(kuò)大基礎(chǔ)比較適用于地質(zhì)和水文條件比較好的區(qū)域，而樁基礎(chǔ)則可應(yīng)用在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況。結(jié)合案例橋梁工程所在區(qū)域?yàn)樯絽^(qū)，施工條件有限，選擇樁基礎(chǔ)無(wú)疑是最佳的選擇。再綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)條件、經(jīng)濟(jì)效益，選擇了鉆孔灌注樁作為本橋梁工程基礎(chǔ)施工技術(shù)^【1】。

（二）橋梁橋臺(tái)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

在進(jìn)行山區(qū)公路橋梁工程橋臺(tái)設(shè)計(jì)中，需要注意的問(wèn)題主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面山區(qū)地形地貌的影響，另一方面是山體兩側(cè)施工條件、山體坡度以及橋臺(tái)前填土可操作性的影響。常用的橋梁橋臺(tái)結(jié)構(gòu)形式包括柱形、T形、U形，每種橋頭結(jié)構(gòu)形式都有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用條件。就案例橋涵工程而言，所在區(qū)域山體的坡度比較大，為提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，選擇耳墻式橋臺(tái)最為合適，此種橋臺(tái)結(jié)構(gòu)形式在橋臺(tái)的兩側(cè)設(shè)置了耳墻，耳墻的作用主要是為了支撐橋頭的搭板，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以起到約束臺(tái)背土體的作用，防止土體對(duì)橋臺(tái)的擠壓或滑移，從而避免橋頭處的土體因承受車輛荷載或自然力而產(chǎn)生下沉或變形出現(xiàn)的橋頭跳車問(wèn)題，保障行車安全。

（三）橋梁橋墩設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

在山區(qū)橋梁的建設(shè)過(guò)程中，橋墩設(shè)計(jì)難度較大的環(huán)節(jié)，通常情況下可采用柱式墩橋墩結(jié)構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)山區(qū)復(fù)雜的地形和地質(zhì)條件。柱式墩橋墩結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，一種是圓柱形，另一種是方柱形，從外觀上來(lái)看，圓柱形和方柱形橋墩是兩種截然不同的結(jié)構(gòu)。圓柱形橋墩因其簡(jiǎn)潔的圓形截面，給人一種傳統(tǒng)和經(jīng)典的感覺(jué)。而方柱形橋墩則因其方形的截面，展現(xiàn)出一種現(xiàn)代和美觀的視覺(jué)效果。在美觀性方面，方柱形橋墩往往更受青睞，因?yàn)樗軌蚋玫厝谌胫車沫h(huán)境，與自然景觀相協(xié)調(diào)。然而，圓柱形橋墩在結(jié)構(gòu)上具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其上下部結(jié)構(gòu)與樁基的銜接相對(duì)簡(jiǎn)單，這在施工過(guò)程中可以大大減少技術(shù)難度和施工成本，而且圓柱形橋墩的主要組成部分是混凝土箍筋，這種材料具有極高的穩(wěn)固性和耐久性。這不僅確保了橋墩本身的穩(wěn)定性，同時(shí)也為樁基提供了強(qiáng)有力的支撐，從而保障了整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，因此，本工程橋墩采取了圓柱形柱式墩橋墩，

（四）橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

在山區(qū)公路橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，空心板結(jié)構(gòu)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注意的事項(xiàng)相對(duì)較多，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.荷載計(jì)算與分配：在山區(qū)公路橋梁的設(shè)計(jì)中，荷載計(jì)算是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。由于山區(qū)地形復(fù)雜，橋梁需要承受各種不同的荷載，包括車輛荷載、風(fēng)荷載、雪荷載以及地震荷載等。因此，在空心板橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要準(zhǔn)確計(jì)算并合理分配這些荷載，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

2.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：空心板結(jié)構(gòu)在山區(qū)公路橋梁中的應(yīng)用，需要特別關(guān)注其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于山區(qū)地形的特殊性，橋梁可能會(huì)受到不均勻沉降、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害的影響。這就要求在空心板橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的措施，設(shè)置合理的支座、加強(qiáng)橋墩和橋臺(tái)的穩(wěn)定性，以確保橋梁在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和耐久性。

3.施工工藝與材料選擇：在山區(qū)公路橋梁的設(shè)計(jì)中，施工工藝和材料選擇同樣重要。由于山區(qū)地形的限制，施工難度較大，因此需要選擇適合的施工工藝和材料，以確保施工的順利進(jìn)行和橋梁的使用壽命。比如：選擇高強(qiáng)度、耐腐蝕的材料，采用先進(jìn)的施工技術(shù)，可以有效提高橋梁的耐久性和安全性。

（五）山區(qū)公路涵洞設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問(wèn)題

在進(jìn)行山區(qū)公路涵洞設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題是涵洞的立面布置，需要綜合考慮多種因素，以確保涵洞設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。比如：需要注意涵洞進(jìn)出水口的標(biāo)高，以免影響后期涵洞排水效果和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還需考慮路基橫斷面的形式，以免影響涵洞的承載能力和整體美觀。具體而言，當(dāng)河溝的縱坡小于或等于3%，且涵洞的長(zhǎng)度不超過(guò)15m時(shí)，可以選擇將涵洞的基礎(chǔ)進(jìn)行水平布置^【2】。這種情況下，涵底鋪設(shè)的縱坡可以設(shè)定在1%到3%之間，這樣的坡度既能保證水流順暢，又能避免過(guò)大的坡度導(dǎo)致施工和維護(hù)上的困難。如果河溝的縱坡介于3%到6%之間，則涵底的鋪設(shè)就需要與河溝平行，以適應(yīng)較大的坡度，在此種條件下，涵底的縱坡也需要相應(yīng)地調(diào)整，以確保水流的順暢和涵洞的穩(wěn)定性。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合理論實(shí)踐，分析了山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題，分析結(jié)果表明，在山區(qū)公路橋涵設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的復(fù)雜性、技術(shù)性，且影響設(shè)計(jì)效果的因素多，為提升設(shè)計(jì)效果就必須全面考慮各種自然和技術(shù)因素，采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，以確保橋梁的安全性和耐久性。

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