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摘要：随着我国交通运输业快速发展，山区高速桥梁建设水平也有所提高。山区高速桥梁设计受到地质条件限制具有一定的特殊性。文章通过对山区高速桥梁设计原则进行分析，探讨高速桥梁设计优化措施。
关键词：山区高速；高速桥梁；桥梁设计；设计问题
引言
近年来，我国经济建设快速发展，公路路网不断完善，高速建设逐步进入西南部山区，桥梁作为高速重要的组成部分，其设计工作尤为重要，在山区高速设计中是至关重要的一环。
1山区高速桥梁设计相关概述
1.1山区高速桥梁设计需要注意的问题
从实际山区高速桥梁设计过程中能够看出，相关设计人员需要对山区特点进行全方位考虑，对威胁桥梁使用安全的因素进行总结。最常见的内容包括以下几方面:第一，设计人员应做好地质勘察工作，将地形测量精度保持在合理状态下，加强对水文调查工作的重视程度，在保障勘察工作质量的同时，强化数据资料的准确性。第二，对桥梁结构附加力进行全面考虑，加大对弯、剪等问题的研究力度，确定这些因素会对桥梁结构附加力产生的影响。更为重要的是，设计人员还要明确曲线桥梁在水平和弯曲侧力等作用下，受力情况产生的变化，由于受力程度不同，自身影响力也会出现较大差异性，这也使得整个空间设计工作显得尤为重要。第三，设计人员需要对高墩长桥稳定性进行全面考虑，将实际长桥位置变化以及桥梁方向位置变化等问题呈现出来。除此之外，设计人员还要做好纵深坡度下部结构分析操作，并对桥梁下部结构基础形式进行全面考虑，强化陡坡结构的稳定性。第四，设计人员需要将桥梁纵坡和横坡平面结构形状呈现出来，了解路过车辆会对桥梁带来的影响。第五，由于山区地势较高，在实际桥梁设计过程中，设计人员需要对桥址特征以及桥梁结构形式进行全面考虑，并做好抗震设计工作，还要做到抗震措施的有效设计。第六，提升对桥面排水结构设计的重视程度，避免出现结构设计问题，以此来延长桥梁的使用寿命。
1.2桥梁设计原则
1.2.1安全性、适用性原则
选择合理的桥梁结构方案，是设计工作最重要的一步，也是评价桥梁设计成功与否的重要标准。与设计其他工程结构物一样，在桥梁设计中必须考虑下述各项要求：使用要求；经济要求；结构尺寸和构造要求；施工要求；美观要求。因此在进行桥梁设计时，要根据其使用任务、性质和所在线路的远景发展需要，除了应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应该考虑造型美观和有利于环保的要求，尽量减小对环境造成的破坏，实现可持续发展。另外，山区耕地对农民来说十分珍贵，桥梁布设时应尽量保护耕地、减少占用农田。
1.2.2桥梁荷载标准原则
桥梁所受荷载类型有3种：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。永久荷载和偶然荷载对桥梁的病害影响较小，主要病害因素是可变荷载，在可变荷载中活载居于主体地位。所谓活载就是通过桥梁车辆的载重，随着汽车建造技术的发展，车辆的载重在不断地发生变化。桥梁的荷载规范标准是依据相关工程技术和桥梁设计规范标准制定的，反映了特定时期、阶段车辆载重的实际情况和发展趋势。在历史发展过程中，国家多次对桥梁荷载标准和车辆荷载标准进行修订和更新，但整体情况反映出桥梁荷载和车辆荷载不一致，桥梁荷载标准的更新步伐落后于车辆荷载的变化，从而桥梁荷载无法真正地反映出车辆的实际荷载。因2种荷载标准变化幅度不一致和理解上的偏差，现造车辆的荷载重量超出了山区桥梁的限额荷，从而对桥梁桥体产生了一定的损伤，影响桥梁使用安全性和寿命。桥梁荷载标准是桥梁建造应遵守的基本原则，在活载变化和桥梁荷载相一致的条件下，设计、规划桥梁工程。
1.2.3横坡及桥涵设计原则
第一，适当降低高侧桥墩桩顶标高，避免低侧桩基外露太多，但是同时也要注意高侧桩基位置的开挖，避免造成坡体失稳;第二，采用高低墩，两侧桩顶标高分别位于该地面线以下一定深度，高侧桩基处的桩顶系梁连接在低侧的桥墩上。这两种方法各有利弊，设计人员需根据实际情况，灵活选用。在上跨地方道路桥梁设计时，桥下孔应满足现阶段的通行现状，并为后续发展创造更多有利条件。如果出现桥梁跨越V形沟谷情况，应尽可能不在沟谷中心布设桥墩，更好地与地形特点相适应，在控制桥台高度的同时，选择有效的跨径布孔设计形态。
2山区高速桥梁设计方法
2.1勘查山区地形、地质、水文条件，掌握真实有效的设计数据
山区公路建设要高度重视地形、地质和水文条件，这些与平原地区有着天壤之别，因此山区公路桥梁工程设计要考虑这些因素。受地形地势影响，其施工难度较大，尤其是桥梁材料运输、施工机械设备运输条件都受到考验，前期设计要考虑山区施工条件，保证施工的可行性。山区公路桥梁工程设计要考虑地震荷载、恒载、活载、施工荷载等多种因素对桥梁稳固性的影响，加上山区多变的自然和气候条件，其还要考虑风荷载、雪荷载、冻胀力、水力等多种自然因素对山区桥梁结构稳固性的不良影响。
2.2上部结构设计
山区高速中虽然桥梁所占比例很大，但大跨径和特殊结构的桥梁所占比例却很小，由于标准化施工不仅经济而且能加快进度，所以大部分桥梁还是采用常规结构和标准化跨径。目前，标准化跨径主要包括：10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m等。截面形式有：空心板、T梁和小箱梁。空心板的优点是外形美观，结构高度小，但适用的跨径也较小，对于跨径小于20m的桥梁宜优先选用。T梁的优点是经济性好，跨度大，对于20～40m的桥梁都可以采用，但外形不够美观，因此多用于高速上的桥梁。小箱梁从经济性和美观上来讲，介于空心板和T梁之间，但是其梁高要比T梁小，相对于跨径较大且对净空、美观有一定要求的情况可以优先选用，另外其运输、安装比较方便，但制造稍复杂。桥梁结构体系通常有简支桥面连续体系和先简支后连续体系两大类。单孔跨径小于等于20m的桥梁一般采用简支桥面连续结构；单孔跨径大于20m的桥梁一般采用先简支后连续结构。对于连续体系桥梁，由于支点存在负弯矩，使跨中正弯矩显著减少，从而使梁内的内力分配更合理，达到减小主梁高度、提高跨径的效果。
2.3桥梁下部构造形式
常规桥墩下部结构形式有重力式墩、柱式墩、薄壁墩、空心墩、花瓶墩等形式，重力式墩结构常借助自身重力来平衡外力，强化主体结构的稳定性，但一般较少用于地基基础较差的地区;柱式墩等结构施工简单，外观质量可控，而且自身具备良好的过水性，适合于各种地质条件。其余形式可根据不同墩高及外观的要求进行选用。常用的桥台形式有肋板台、柱式台、薄壁台、U台、座板台等，设计人员可根据不同填土高度及地形特点及地质条件，选用安全合理经济的桥台类型。
2.4优化山区公路桥梁基础设计
对于山区公路桥梁而言，其基础设计形式主要是扩大基础和桩基础。两种基础设计形式有着明显的区别，扩大基础设计主要用于地质地势相对较好的区域，山区公路桥梁工程多选择该种形式。扩大基础是一种施工较为快捷又较为经济合理的桥梁基础。但是，在设计过程中，人们还应考虑地形地势条件是否适用，若地质条件特别恶劣，则要考虑桩基础设计形式，其主要利用桩基加强桥梁下部结构的稳固性。
结语
综上所述，在山区高速施工操作执行过程中地质条件比较复杂，对其施工质量的影响因素也很多，因此，设计人员需要根据实际地质条件，结合山区现场环境做好桥梁结构优化设计，选取合适的桥梁结构，并做好各部位的细节分析，以提高高速桥梁设计水平。
参考文献
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