山区公路桥涵设计及其优化分析

山区公路桥涵设计及其优化分析

苏娟

广西桂兴达交通工程咨询有限公司      广西    南宁   530007

摘要：在进行公路设计过程中，公路桥涵的设计是比较重要的组成要素，在整体设计环节需要对桥涵安全性、造价以及桥涵的使用周期进行全面考虑，对于设计过程中的任何一个环节都应该重点关注。本文将以当前山区公路桥涵在设计过程中所存在的问题出发，并从四个层面进行山区公路桥涵设计的优化分析，希望能够为日后进行桥涵设计人员提供参考借鉴的价值。

关键字：桥涵设计；山区公路；安全性

引言

现阶段，在我国山区进行公路桥涵的设计环节还存在有部分问题没有解决。比如：桥涵设计理念需要进一步调整和更新、桥涵结构体系需要进一步完善、参与桥涵建设的施工人员以及管理人员整体水平还需进一步提高，并且其安全性以及使用周期问题也应该充分引起重视。值得注意的是，在建设山区桥涵的过程中，要以提高桥涵适用性、稳定性、安全性、可靠性以及美观性为基本设计原则，全面、系统地进行山区桥涵建设的考察和分析，对整体桥涵构造以及位置选择等方面进行恰当的计算，并根据桥涵承载力以及流量进行养护方案的设计。

1山区公路桥涵在设计中存在的问题

1.1施工以及管理水平

桥涵设计得不够合理以及施工期间的不规范行为，是造成公路桥涵事故的主要原因。为此，增加对桥涵通行状态管理的重视程度，是当前施工建设环节所需要重点关注的问题。这是因为针对桥涵展开管理工作，是当前建设桥涵项目施工环节的统筹工作，如果管理出现问题，则会直接影响到桥涵在日后使用期间的安全性，并且桥涵结构以及材料选择的不合理或设备、技术的滞后性，都会对公路桥涵的整体使用埋下安全隐患。

1.2安全性和耐久性的重视程度不足

设计图纸是公路桥涵的整体灵魂，想要从根本上保证桥涵安全性和耐久性，需要对方案进行科学合理的设计，而当前存在有部分建设企业为了获得更高额的经济利益，出于节约开支的目的而选择不恰当的图纸方案，对于整体建筑材料也没有进行严格把控，使得桥涵安全性和耐久性出现问题。而山区的道路更为复杂，由于桥涵安全性和耐久性的缺失，很容易产生交通事故，对于驾驶以及乘坐人员的生命和财产安全难以有效保障。所以，针对公路桥涵的安全性问题和耐久性问题，需要参与设计和建设的操作人员保持高度的重视。

1.3不完善的设计理念和构造体系

当前道路桥涵的设计人员缺乏对桥涵设计理念以及桥涵构造体系合理性的关注，在进行设计环节前期没有对影响公路运行状态的因素进行综合全面的考量，也没有仔细地进行桥涵结构和构件连接等问题的分析，综合评估手段选择上不够科学、经济、合理，增加了在桥梁设计期间以及施工环节中由于外在人为原因的干扰，而造成桥梁整体结构和体系的不合理现象。

2山区公路桥涵的优化设计

2.1上部结构设计

在进行山区桥涵设计过程中，需要对桥墩以及桥梁跨径上部的结构关系进行全面关注，计算好二者之间的逻辑比值。通常情况而言，比值范围在0.618至1之间的上部结构关系，不仅美观还能够有效进行造价的节省。但是考虑到部分地区水文水系以及山川地形的因素影响，则不能按照此比值范围进行跨径的考量，需要结合具体情况展开全面分析，保障桥涵质量不受到影响。同时，由于在进行山区桥涵建设期间通常需要建设有弯梁桥，所以计算弯梁桥的斜率是展开其设计工作的最重要环节，并且需要考虑到驾驶员的舒适性。在进行坡度设置过程中，通常采用以下两种方案：第一，将桥涵横陂结构放置在同一高度，而将墩梁进行倾斜处理，利用支撑石以及楔形切块作为支撑来实现支座的平衡；第二，利用其他方式在设计桥涵的过程中，实现不同桥涵横坡结构的整体高度。

2.2下部结构设计

桥墩作为支撑桥面的基础，在一定程度上受到山区地形的影响，而在横跨河流以及沟壑等具有较大起伏的地带桥涵的跨径相对较大，对于桥墩高度也会产生影响。因此，在进行桥墩高度以及墩型的设计环节，需要结合实际地形以及水文水系的生态环境进行考量，进而选择出最恰当的设计方案。值得注意的是，山区桥涵的稳定以及可靠会受到桥墩高度的影响。柱形桥墩是最为常见的桥墩墩型，主要分为方形和圆柱形两种桥墩，圆柱形桥墩具有结构简单、施工方便以及适用范围相对较广的特点；而方形桥墩则表现为协调的结构以及桥涵刚度较大，稳定性比圆柱形墩更好的特点，但是需要其他辅助工具进行配合。比如：在桥涵施工阶段需要将桩基与桩帽进行连接，无形之中增加了施工工程量以及施工难度。所以在进行桥涵下部结构的设计以及建造环节，需要充分结合施工条件，并全面考虑桥墩稳定性、美观性、安全性等具体要求选择方形或圆柱形桥墩。

2.3桥台以及基础设计

在桥台设计层面，除了要进行山地地形的全面考量，还需要充分进行山体施工条件、倾斜度以及动土、填土可操作性的分析，保证桥涵桥台选择方案的科学性、合理性。其中，柱形桥台、U型桥台以及梯形桥台是最为常见的桥台类型，在进行选择过程中，需要结合山区的实际特征进行全面考量，最大程度保证山区桥涵得高度稳定和安全。比如：T型桥台或U型桥台具有减少山体开挖、降低施工难度和复杂度的特点，同时也能够有效地控制工程造价，能在一定程度上保证桥涵的安全性和可靠性，为此对于山体倾斜度较大的施工现场应用更为广泛。

在基础设计层面，由于桩基础以及扩大基础是最为常见的桥涵基础，在地质条件相对较好的山区，通常会选择扩大基础进行桥涵建设，其中分离式扩基础由于具有很好的承载能力，所以应用程度也相对广泛；而桩基础包括有柱状基础、嵌岩基础以及摩擦桩基础，更适合应用在山体路段情况较差以及施工程序相对复杂的山区地形桥涵建设中，并且由于桩基础的桩长长度，使得其可以应用于流沙层较多、漂流石较多的地质条件，并采用挖孔式的方式进行造桩，但为了有效保证桥涵的安全性，需要进行山区条件的全面考量。

2.4山区公路的涵洞设计

涵洞形式选择层面，在进行涵洞设计环节需要全面考虑当地经济以及安全等方面的需求，保证涵洞在建设期间能够符合施工场地地址条件和限制的具体需求，实现最大化的实用性以及观赏性。其中，管涵、石拱涵、箱涵等是最为常见的涵洞结构，在进行韩涵洞选择的时候要结合整体山区桥梁的结构特点、山区地形走向特点、水文水系对居民影响情况来全面考量。

在洞口构筑物的选择层面，需要参与设计的人员按照实际的涵洞情况进行具体设计，最常见的洞口主要分为八字墙，一字墙、跌水井，直墙式的类型，一般会结合施工山区的地形特点以及水文水系特点进行动口结构的设计。

结语

综上所述，在设计山区桥涵期间不能沿用以往的设计经验进行现阶段公路桥涵的设计，而应该结合建设山区自然环境的特性展开全面分析，按照整体设计要求并结合当前山区的地貌展开设计方案的制定，保证后期在建设山区公路桥涵期间的有序性和稳定性，进一步提高山区建设公路桥涵工程的完工程度。

参考文献

[1]马青. 山区公路小桥涵设计原则和优化措施研究[J]. 大众标准化,2020,(05):53+55.

[2]熊江江. 山区公路桥涵设计的一般性原则探讨[J]. 现代物业(中旬刊),2020,(01):94.

[3]林银姬. 小议山区公路小桥涵优化设计及经济性分析[J]. 科技创新导报,2019,16(36):26-27.

[4]林银姬. 研究山区公路小桥涵设计原则和优化对策[J]. 科技创新导报,2019,16(35):34+36.

[5]成城. 研究山区高速公路小桥涵的设计和优化[J]. 黑龙江交通科技,2019,42(07):105-106.

作者简介:姓名：苏娟 ，(出生年-)1987.12，性别：女，民族：壮，籍贯：广西南宁，学历：本科，职称：工程师（中级），主要研究方向：公路与城市道路