山西太原030006
摘要：随着我国社会经济的快速发展，对交通运输功能的要求日益严格，需要对高速公路桥梁进行优化，提高其性能。因此，需要对高速公路桥梁设计入手，做好基础工作，保证设计科学合理，满足运行要求。在设计过程中对周边环境、地质条件等进行综合考量，保证项目建设顺利进行。
关键词：高速公路；桥梁；设计要点
1公路桥梁设计的基本原则
首先，需要保证公路桥梁的实际使用效果。公路桥梁设计需要在满足承载力的基础上减少伸缩缝，必要路段可释放延长里程，同时对构件刚度进行合理设计，保证行车安全与舒适；其次，要保证工程设计方案的经济性，以减少施工养护的难度，因为公路桥梁建设项目一般位于偏远地区，地形地势较为复杂，因此在选线过程中可能会遇到诸多阻碍，同时因为高速公路桥梁的结构形式较多，投资金额较大，所以在选择设计方案时应由可行性以及经济性两个方面进行抉择。由于工程施工现场较为复杂，需要做好大量的前期准备工作，如施工场地的布设和防护措施安置等，在条件允许的情况下，可以在小跨径桥梁中采用预制结构，但是大跨径的桥梁受到施工条件的约束在设计时多采用现浇结构形式。在选用施工材料时，尽量做到就地取材。若区域的天气情况不佳，则需加强桥梁的稳定性设计，避免投入运营之后出现塌陷等损坏，影响行车安全性。
2公路常规桥梁的设计分析
2.1桩基、承台的设计方案
高速公路桥梁设计的核心在于桩基以及承台的设计，需要选用适宜的成孔施工方法，当前主要分为两种，即机械钻孔和人工挖孔。所以需要对地形、地貌和施工现场等进行全面勘测。一般情况下，对于地形地貌比较复杂的工程来说，如路面地貌复杂且地下水量较少的工程可选用人工挖孔灌注的方式。对于坡度较大的路面来说，可以采用锚索或者锚杆稳定山体，避免桩基坍塌等问题出现。在土方开挖时，若开挖的路面是岩石山体和悬空部分结合，则需要在悬空部分设置半圆模，并做好岩壁的防护工作，安装钢筋网等，也可以浇筑混凝土，在岩壁内模拆除结束后可以在悬空岩壁上加设一个孔口基底，便于后期施工。
2.2立柱、盖梁的设计方案
高速公路桥梁设计中，4根及以上墩柱可构成一个结构体，立柱和地面的间隔距离较大，可在桥梁的下方设置圆形墩柱，这样可以提高桥梁结构的整体稳定程度。在设计桥面时，需注意施工材料的选择，材料性能需符合设计要求，且满足施工标准。例如，需对模板的强度和刚度进行严格检测，在运输施工材料时也需要做好防护措施，避免材料性能发生变化，埋下质量隐患。对于桥梁的盖梁设计来说，一般会预埋牛腿孔，并对结构受力等进行计算验证。
2.3桥台设计
当前，我国公路桥梁设计时使用的桥台形式主要有3种，即重力式U型台、主板台以及桩柱式台。其中，重力式U型台式桥台设计方案应用比较普遍，其主要特征为可以实现桥梁与公路的顺利过渡。依据相关设计规范，若采用U型台，也需对填土范围进行有效控制，一般范围控制在4～10cm左右。在设计桥台时，需对以下几个方面进行考量：其一，因为高速公路建设地域跨度大，地形较为复杂，其中可能会出现横坡或者是起伏较大的路面，因此这种工程桥梁的上部结构设计就十分重要，因其直接与桥台高度设置相关联，为了保证质量，需适当降低桥台高度，也可适当加长桥身；其二，在设计桥台时，若路面情况比较复杂，坡度较大，则可以选用U型桥台，且需对桥台的台阶进行合理布设，需严格控制桥台内外高度差，在设计桥台时，为了保证台身不会出现裂缝等问题，可采用填石等措施进行处理。
3公路桥梁设计的注意要点
3.1与环境高适配性
公路桥梁工程与环境的适配性需要考虑两个方面，即桥梁桩基础的应用和与环境之间的关系。一方面是桥梁桩基础的应用。当前，桩基成孔技术在高速公路桥梁工程中的应用越来越广泛，该工艺施工操作简便，且可有效降低施工成本，因此多被应用于高强度且不透水的地质环境中。但是因为其在基础施工时需要扩大基础面积，施工周期较长，工程量较大，且容易对周边地质造成扰动，也会对周边环境造成不良影响，因此在设计过程中需要对施工工艺进行调整，通常会调整为嵌岩桩结构挖孔工艺，这样可以有效控制梁式桥梁基础结构的施工。另一方面是与环境的协调关系，对于高速公路桥梁工程来说，因为其占地面积较大，且涉及的地形地貌较为复杂，纵横断面的变化较大，这样就会造成工程实际施工时需扩大开挖面。为了实现对开挖施工的有效控制，在设计过程中需要进行工艺调整，提高施工工艺方案的灵活性，从而可在一定程度上保证桥梁结构的稳定性与安全性。
3.2主梁结构设计
就以往工程的建设情况来说，通常主线桥梁的单孔跨径不超过10cm的工程，主梁结构会采用钢筋混凝土结构，其余跨径桥梁结构则选用预应力混凝土结构；若桥梁结构的总长度不超过100m、单孔跨径不超过20m，则主梁结构可以设计为简直体系空心板结构；若桥梁结构总长度超过100m或者是跨径超过20m，主梁结构可以选用其他形式。需要注意的是，在设计主梁结构形式时，需要对后期施工的难易程度、施工量等进行考量，为了保证工程建设任务的顺利进行，优先考虑选用先简支后连续结构形式。对于跨径比较大的桥梁工程，会受到地形地貌和地质条件的影响，对于现浇的要求较高，因此同样会优先考虑采用先简支后连续的结构形式。多跨总长（L）以及单跨总长（L0）和桥梁类型之间的关系如表1所示。
表1多跨总长（L）和单跨总长（L0）与桥梁分类的关系（单位：m）
3.3桥墩结构设计
桥梁工程桥墩结构形式较多，一般工程中会在柱式墩身上加设梁框架体系，但是需要根据实际情况选用适宜的布置形式，详细内容如下：若桥梁的斜交角小于30°，则可以考虑选用双柱式桥墩；若桥梁的斜交角大于30°，则可以选择三柱式桥墩。对于部分结构设计较为特殊的工程，则需要对墩身结构进行解构，尽量不设计为墩盖梁形式。此外，墩台基础形式也需要根据工程的外部环境进行设置，对结构组成进行统筹优化。如当工程项目的横向起伏变化比较大时，横坡陡峭出桥墩基础则可以设置为桩基形式，而桥台也可以设置为用肋板和挖孔桩，也可设置为桩柱式，这样可以实现对工程开挖面积的有效控制。但是，如果工程施工现场的横坡起伏较小但纵向坡度较大时，一般其基础会设置为重力式墩台或者是明开挖基础形式。
4结语
我国当前经济发展处于转型期间，公路桥梁作为交通运输系统的主要组成部分，会对地区经济发展和规划造成重要影响，因此需根据工程项目的实际情况制定科学的设计方案，从而提升公路桥梁性能并延长其使用寿命。另外，可适当借鉴国外优秀设计案例，以实现安全性和耐久性的提升。
参考文献
[1]岑晓鹏.高速公路常规桥梁设计方案研究[J].建材发展导向（上），2015，13（9）：175-176.
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