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浅谈山区高速公路桥梁设计问题蒋科

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：蒋科王茂

[导读] 摘要：随着我国交通事业的快速发展，山区高速公路覆盖范围不断扩大，公路桥梁设计问题随之增多。

        重庆巨能建设集团路桥工程有限公司重庆 400799
        摘要：随着我国交通事业的快速发展，山区高速公路覆盖范围不断扩大，公路桥梁设计问题随之增多。文章通过对山区高速公路设计问题进行分析，提出相应的设计策略，希望通过文章论述能够为山区公路设计工作提供一些参考。
        关键词：山区公路；高速公路；公路设计；公路桥梁
        引言
        我国地形结构分明，东部沿海及中部地区主要以平原为主，而西南地区、黄土高原等区域则主要以山区丘陵为主。长期以来受交通影响上述区域经济发展明显滞后。在十三五规划中国家将上述区域高速建设列入了规划，以交通带动当地经济发展。山区高速公路桥梁是高速公路建设中的重点，尤其是在上述地形、水文、地质等都较为复杂的区域，为保证山区高速公路桥梁建设质量需要做好山区高速公路桥梁的设计工作。
        1山区高速公路桥梁设计的主要特点
        山区的地理情况与平原地区相比较十分复杂，周围的环境也对高速公路桥梁的建设设计工作造成了很大的影响。山区地区的地形地质是对高速公路建设影响最大的因素，山区复杂的环境发生地质灾害的可能性也更大，如果在施工过程中发生灾情，产生安全事故可能会造成非常大的损失甚至是人员伤亡情况。因此，在开始公路的设计施工之前要做好对公路建设山区周围的环境进行实地的考察，对周围环境进行严格的调查并进行记录，然后通过分析周围环境制定出最合理的建设方案，做好施工图纸的设计工作。同时，设计的图纸最重要的就是保证施工过程的安全，然后要在保证安全的前提下努力提高工程质量，建设出更好的公路，以免公路桥梁投入使用后发生安全事故。最后在进行工程施工时，要遵守标准的施工程序，施工技术的运用也要规范，建造出质量更高的公路桥梁。
        2山区高速公路桥梁设计问题分析
        2.1山区的地形条件的影响
        山区之所以经济落后究其主要原因就是山区的交通不便，打造山区良好的交通条件需要投入比传统公路更多的精力。山区多为起伏不平地貌，山高谷深、沟壑纵横，致使公路在建设和改造中要聘用经验丰富的设计师进行精心的设计，由于地形的实际情况的存在，山区的公路一段可能出现转弯处偏小，空间不足的情况出现，一段可能会出现急坡、陡坡，一段可能出现高岭。这些隐患的存在，增加了设计和施工的难度，山区公路的改扩建要避开这些问题，为山区的公路运行提供安全的保障。
        2.2安全性问题
        首先，施工管理与施工水平有限，根据综合分析国内多个高速公路桥梁事件，施工管理疏忽与建设中的不合规性是造成不良事故的主要因素。在公路桥梁建设中，没有严格依照设计、规范等相关要求进行管理与施工，导致公路桥梁存在安全隐患，主要问题体现在材料以次充好、偷工减料等方面。其次，缺乏完善的山区道路桥梁构造体系与设计理念，在进行高速公路桥梁设计时，选择合理的结构方案是首要任务，需要对构件与连接、结构等进行分析；但在实际山区高速公路桥梁建设中，存在诸多问题，如设计人员考虑不够充分，过度依赖计算机软件系统，并未充分考虑结构材料、结构构造、结构体系等因素，另外，整个项目从设计到施工，容易受到人为因素的影响，例如，混凝土等级不够、设计图纸表达不明确、不能充分认识山区高速公路桥梁整体结构，进而导致项目安全性问题受到影响。
        2.3钢筋混凝土结构的问题
        钢筋混凝土结构的质量会直接影响到山区高速公路桥梁的质量与使用寿命。钢筋混凝土结构是公路质量的重要保障，关系到公路桥梁的稳定性以及抗压能力。因此，钢筋与混凝土材料的质量都不能出现问题，防止因为材料质量影响钢筋混凝土结构质量事故的发生，严格做好钢筋混凝土材料质量的检查，检查合格才能投入使用。除此之外，建设完成的钢筋混凝土结构也可能出现问题，例如钢筋结构中的某些物质与混凝土中的个别物质发生化学反应，导致钢筋生锈。混凝土也可能因为长时间的使用导致各方面属性下降，质量变差。

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        3山区高速公路桥梁设计措施
        3.1加强地质勘察
        为了保证山区高速公路桥梁设计方案得到有效实施，勘察人员需要不断加强地质勘察力度，保证地形测量精度得到全面提升。对于地质勘察人员来讲，还要做好水文调查工作，保证各项勘察数据更加精确，为高速公路桥梁设计人员提供数据支持。
        3.2重视公路桥梁结构疲劳损伤
        山区高速公路桥梁所应对的环境复杂，所承受的风荷载、车辆荷载都会对公路桥梁使用安全性造成影响，都属于动荷载，可对公路桥梁结构内产生的应力呈循环变化，在对公路桥梁结构造成震动影响时，对结构造成持续性疲劳损伤。在实际工程建设中，公路桥梁所使用的材料存在许多微小缺陷，并非是连续的、均匀的，因此在循环动荷载因素影响下，公路桥梁逐步形成损伤，随着使用年限的增加，公路桥梁内部材料逐步形成宏观裂纹，可诱发结构、材料发生催醒断裂，造成严重安全隐患。由于导致公路桥梁结构疲劳损伤的因素众多，早期难以被察觉，往往造成不可逆转的严重后果。因此，在刚桥设计中，疲劳损伤问题一直备受关注。近年来，由于疲劳损伤引起的重大垮塌事故频发，社会各界及专家学者对其关注度不断提高，关于疲劳损伤的研究不断增多，即便目前已进入混凝土结构，仍还需进一步重视提高对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土结构的疲劳性能、动态性能方面研究，深入了解公路桥梁材料疲劳损伤，做好防护工作，提高公路桥梁安全性与使用年限。
        3.3合理进行结构设计
        桥梁的结构会影响桥梁整体的质量，是有着重要作用的一部分。施工过程中对桥梁结构的建设操作失误以及投入使用后桥梁的长期使用都会逐渐损坏桥梁结构。长期的使用会导致建设桥梁结构的材料受到周围环境的影响，各种物质之间互相发生化学反应，结构的稳定性受到影响，导致桥梁质量越来越差，影响桥梁的正常使用。
        3.4做好桥梁方滑坡的设计优化
        方滑坡主要用于防止滑坡。在方滑坡设计中需要做好减载、反压、地面排水等技术等的综合使用，完成对于滑坡体的治理。施工应尽量放在旱季进行避免破坏滑体的稳定性。在山区高速公路桥梁设计中无法避让滑体时，应首先对滑体进行防护加固。反压、减载是两种应用效果较好的土石方处理措施，能够在应急抢险和永久性工程中都发挥出良好的效果。选用何种方滑坡设计需要结合滑体的实际情况、地形进行综合性考虑。
        3.5合理分析纵深陡坡下部结构特点
        通过合理分析纵深陡坡下部结构特点，能够保证山区高速公路桥梁下部结构更加稳定，科学选择公路桥梁下部基础形式，进一步提升陡坡结构的可靠性与稳固性。设计人员还要根据边坡结构特点，加强挡墙布局设计，保证公路桥梁中的各项构造物有效衔接。如果山区的地质比较高，设计人员要根据桥梁结构特点，加强抗震设计。做好桥梁伸缩装置设计工作，提高山区公路桥梁的安全性能。结合桥面排水情况，加强桥面排水设计，合理设计防撞击结构，保证山区高速公路桥梁使用寿命不断延长。
        结语
        综上所述，山区公路桥梁建设工程，由于其重丘、山岭等特殊性地貌，以及运输条件限制、沿线地质复杂等特性，导致公路桥梁建设工程难度大，导致工程项目安全隐患多、使用寿命较低等。因此，在不同跨径桥梁需要采取针对性的措施，如跨径40～50m公路桥梁需要使用预应力混凝土T梁，对于20～30m跨径公路桥梁需要使用预应力混凝土小箱梁。此外，还需加强施工动态设计与地质勘探，在明确地质环境等综合条件下，合理设计公路桥梁，提高其使用安全性与耐久性，营造更加健康的公路交通环境。
        参考文献：
        [1]亓鹏.解析公路桥梁施工技术的不足及改进措施[J].工程技术研究，2018（6）.
        [2]王成林.浅析高速公路中小跨径桥梁高墩施工技术[J].低碳世界，2018（5）.
        [3]吴鹏.高速公路中小跨径桥梁高墩施工技术要点[J].中国标准化，2017（10）.