隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，我國在山區(qū)修建的高速公路越來越多，山區(qū)高速公路地形地質(zhì)復(fù)雜，構(gòu)造物多，橋梁隧道總長占路線長度的比例大，有的山區(qū)高速公路，橋隧比例高達(dá)70%-80%。所以要設(shè)計(jì)成功一條山區(qū)高速公路，設(shè)計(jì)好其中的橋梁部分就顯得十分重要。

　　1、山區(qū)高速公路的主要特點(diǎn)

　　山區(qū)高速公路的主要特點(diǎn)是地形地質(zhì)復(fù)雜。地形復(fù)雜，表現(xiàn)為地面高差大，變化頻繁，橫坡陡；地質(zhì)復(fù)雜表現(xiàn)為巖溶、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、崩塌、陡崖、煤氣地層等不良地質(zhì)。受此影響，路線布設(shè)時(shí)平縱橫三個(gè)方面都受到約束，一般就是平曲線多，平面半徑小，縱坡大，橋梁比例高，橫坡陡，半邊橋和高擋墻多。山區(qū)高速公路橋梁也相應(yīng)具有上述特點(diǎn)，彎坡橋多，高墩大跨多，墩臺(tái)形式多，設(shè)計(jì)中必須協(xié)調(diào)解決好橋梁各細(xì)部構(gòu)造與地形地質(zhì)之間的關(guān)系。

　　2、橋梁與路基的關(guān)系

　　2.1橋梁跨越方案與高填方路基方案的比較山區(qū)高速公路橋梁很多不受水文控制而只受地形控制，因不宜采用路基方案而設(shè)置為高架橋，路橋設(shè)置界限問題，一直是難以把握的關(guān)鍵問題，也是影響公路造價(jià)的問題。路基規(guī)范強(qiáng)調(diào)，“路基中心填方高度超過20m時(shí)，宜和橋梁做方案比選。”，項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作中，往往由于工期緊，或認(rèn)為橋梁跨越方案安全省事，就直接考慮橋梁方案。實(shí)際上，對(duì)于地質(zhì)情況較好，雖然填方中心高度為30m，但收斂較快的v型峽谷，且橋隧相連地段，為消化隧道廢方，考慮路基方案可能比橋梁方案更安全更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)檫@樣的地形架橋，場地局促，難度大，橫縱坡陡，極易引發(fā)邊坡不穩(wěn)；而對(duì)于寬而平緩地段，雖然填方高度只是20m左右，但如果需跨標(biāo)段借方，且運(yùn)距遠(yuǎn)，填方基底還需花大量資金處理的路段，反而考慮橋梁方案可能更安全更經(jīng)濟(jì)。所以筆者認(rèn)為，山區(qū)高速公路路橋界限，不能一概而論，對(duì)于填土高度超過20m的路段，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、前后構(gòu)造物、前后路段的廢方量、工程造價(jià)等進(jìn)行綜合比選后決定是否設(shè)置橋梁。不能圖快圖省事，直接考慮橋梁方案。

　　2.2半邊橋與擋墻的關(guān)系山區(qū)高速公路地形橫坡陡峭，雖然可以通過設(shè)計(jì)為左右幅路基不一樣高的錯(cuò)臺(tái)路基來處理，但有時(shí)由于左右幅路基橫向交通要求，需要設(shè)置轉(zhuǎn)向車道，錯(cuò)臺(tái)式路基方案不易實(shí)現(xiàn)，這時(shí)就不可避免地會(huì)出現(xiàn)半邊橋。當(dāng)最低一側(cè)填土高度15m左右時(shí)，應(yīng)綜合地形、地質(zhì)將加筋擋墻，錨桿擋墻、棄土方案與半邊橋做綜合比較后決定是否設(shè)置橋梁。

　　3、結(jié)構(gòu)體系特性

　　為了保證行車舒適，結(jié)構(gòu)耐久適用，山區(qū)高速公路標(biāo)準(zhǔn)跨徑大中橋一般均采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系。全剛構(gòu)體系由于一座橋梁墩高相差較大，需通過調(diào)整橋墩的線剛度來改善橋墩受力，這樣一來，橋墩尺寸種類就比較多，美觀性降低，施工相對(duì)麻煩一些。全連續(xù)結(jié)構(gòu)聯(lián)長不能太長，舒適性差，墩臺(tái)水平位移較大，墩柱尺寸需設(shè)計(jì)的相對(duì)大一些，材料較費(fèi)。根據(jù)地形，將中間墩高較高，剛度相差不大的相鄰幾個(gè)橋墩固結(jié)起來，利用其柔性適應(yīng)橋墩所受的水平力，較矮的邊墩設(shè)置滑板支座或橡膠支座，形成連續(xù)梁。這樣的剛構(gòu)一連續(xù)體系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善，且適應(yīng)地形特點(diǎn)。

　　山區(qū)高速公路橋梁多為彎、坡橋，曲線梁橋在彎扭耦合作用下，具有沿某一不動(dòng)點(diǎn)變形的趨勢(shì)，單向行駛的大縱坡長橋在長期反復(fù)的汽車制動(dòng)力作用下，梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢(shì)，如果采用全連續(xù)結(jié)構(gòu)，即上下構(gòu)之間為橡膠支座連接時(shí)，這種滑移趨勢(shì)往往造成梁體受力不平衡，支座脫空甚至破壞，從而導(dǎo)致梁體開裂。因此山區(qū)高速公路橋梁宜采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系，既適應(yīng)平面線形，又適應(yīng)橋梁受力特點(diǎn)。

　　4、橋梁上部構(gòu)造設(shè)計(jì)

　　4.1一般設(shè)計(jì)原則山區(qū)高速公路，橋梁所占比重大，但一般來講，大跨徑橋梁方案畢竟是少數(shù)，絕大部分還是采用施工方便、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制裝配化結(jié)構(gòu)。大跨徑橋梁一般是控制因素不同，方案也各不相同，具有較強(qiáng)的個(gè)性特征，而標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋則更多的是具有共性特征，所以本文重點(diǎn)探討標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化橋梁的設(shè)計(jì)。

　　山區(qū)高速公路橋梁常用標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化跨徑有16、20、25、30、40、50m，橫斷面形式有空心板、t梁、小箱梁等。對(duì)于跨徑小于30m的，有空心板、小箱梁、t梁等三種結(jié)構(gòu)可以選擇，對(duì)于40、50m跨徑，根據(jù)梁的受力特點(diǎn)，宜采用t梁。30m以下，同一種跨徑，究竟應(yīng)當(dāng)采用哪一種橫斷面形式，通過相關(guān)數(shù)據(jù)研究就可以作出選擇。

　　小箱梁是介于空心板和t梁之間的一種橫斷面形式。20米跨徑時(shí)，t梁較為經(jīng)濟(jì)。30m跨徑以下，三種橫斷面比較，基本也是上述規(guī)律。當(dāng)然，這是山區(qū)的情況，平原地區(qū)則另當(dāng)別論。平原地區(qū)受凈空和橋臺(tái)填土高度的限制，橋梁上構(gòu)要求盡可能降低建筑高度，這樣可以減小縱坡，降低路基填土高度，減少占地及降低路基處理難度，對(duì)土源缺乏，軟基較多的平原地區(qū)有顯著的經(jīng)濟(jì)性。20m空心板建筑高度最低，與路基綜合起來比較具有優(yōu)勢(shì)，平原地區(qū)路網(wǎng)發(fā)達(dá)，分離式立交較多，空心板在美觀方面優(yōu)于另外兩種斷面，所以平原地區(qū)較多采用空心板。山區(qū)高速公路橋梁一般凈空無嚴(yán)格限制，另外，山區(qū)高速公路平面半徑較小，超高緩和路段不可避免會(huì)出現(xiàn)在橋上，如果選用空心板和小箱梁，架梁時(shí)一片梁四個(gè)支點(diǎn)不易調(diào)平，易造成支座脫空，受力不均勻的情況，所以山區(qū)高速公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面宜優(yōu)先采用t梁。對(duì)于50m跨徑t梁，在小半徑平曲線上，由于內(nèi)外梁梁長差較大，跨中矢高較大，對(duì)路線的適應(yīng)性要差一些。另外山區(qū)高速公路，交通運(yùn)輸、場地預(yù)制條件均較差，大型機(jī)具進(jìn)入困難，50mt梁單片重150多噸，架設(shè)設(shè)備要求較高，運(yùn)輸及安裝過程中變形不易控制，因此一般情況下不選用50m跨徑t梁，所以山區(qū)高速公路橋梁，宜采用的常用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20、25、30、40m。t梁之間的橫向連接有鉸結(jié)和剛接兩種形式，采用鉸聯(lián)結(jié)時(shí)，鉸只傳遞剪力，車輛荷載作用在鉸縫處時(shí)，彎矩主要由現(xiàn)澆橋面來承受，這樣一來，現(xiàn)澆橋面的厚度就必須加厚，否則，鉸縫處橋面板易出現(xiàn)通長的縱向裂縫�，F(xiàn)澆橋面板厚度增加，意味著恒載增加，t梁配筋和鋼索必須增加，經(jīng)濟(jì)性下降，所以t梁橫向連接采用剛接較好。《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（jtgd62—2004）9.3.16條也有相應(yīng)規(guī)定：“預(yù)制t形截面梁的橫隔梁連接，宜采用現(xiàn)澆混凝土整體連接”，當(dāng)然在斜交橋及異形橋中需要橫向弱聯(lián)結(jié)時(shí)，鉸結(jié)也是很好的選擇形式。

　　4.2具體橋梁設(shè)計(jì)具體到一座橋設(shè)計(jì)時(shí)，上部構(gòu)造設(shè)計(jì)要處理好兩個(gè)關(guān)系。

　　處理好跨徑與墩高的關(guān)系。跨徑與墩高的關(guān)系按橋梁美學(xué)原則，一般應(yīng)選擇比值為0.618-1之間，通過經(jīng)濟(jì)比較，往往又是經(jīng)濟(jì)的，也就是說20m跨徑t梁適應(yīng)的墩高一般為12-20m，30m跨徑適應(yīng)的墩高一般為18-30m，40m跨徑適應(yīng)的墩高一般為24m-40m。山區(qū)高速公路地形起伏變化頻繁，通常應(yīng)根據(jù)地形選擇一種跨徑，不宜根據(jù)墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時(shí)，可以采用20m與30m或者30m與40m的組合跨徑。當(dāng)一座橋梁，有幾種跨徑方案可選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合上下構(gòu)做造價(jià)分析比較再做選擇。