摘要：
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政信知识：
大部分地区以山区、丘陵地貌居多随着我国的经济发展和西部大开发，大力发展山区高等级公路成为必然
因此，对山区高等级公路桥梁设计的研究具有重要的现实意义
山区桥梁弯坡桥多、高墩大跨多、墩台形式复杂
能否合理的选择桥型．成为影响整个工程造价、施工工期及使用功能的关键
本文针对山区高速公路桥梁就以上特点，探讨山区高速公路桥梁设计
关键词:高等级公路；桥梁设计；山区 一、桥位选择 1、跨越V形沟谷时的桥路比较 山区高等级公路由于受公路线形标准的限制．大部分桥梁不受水文控制而只受地形控制不宜做路基而设置为桥，路桥比较一直是难以把握的关键问题，也是影响公路造价的问题
实际运作中．往往认为桥梁跨越方案安全省事，就直接考虑桥梁方案
实际上，对于地质情况较好的V形沟谷．虽然填方中心高度超过2Om甚至达到3Om．但收敛较快，考虑路基方案可能比桥梁方案更安全经济因为这样的地形条件下架桥，场地局促．难度大，横纵坡陡，极易引发边坡失稳：而对于宽缓地段．虽然填方高度只有20m左右但如果填方多基底需进行处理，考虑桥梁方案则更安全经济
2、横坡陡峭段半边桥与挡墙的比较 山区高等级公路常经过横坡陡峭的地区，这时一般考虑宁挖勿填，但有时挖方过大．不得不考虑半填半挖或小填方，由于路面较宽且地面横坡陡，使得低的一边可能填方很高
且由于横坡陡，做路基不易，可考虑设半边桥半边路基
当低侧路肩处填土高度在15m左右时．应综合地形、地质情况考虑设加筋挡墙锚杆挡墙等与半边桥做综合比较后决定是否设置半边桥
大于15m的地段由于挡墙高度的限制，只能做桥
小于15m的可根据地质情况考虑选择做挡墙通过
二、桥型的选择 1、简支梁桥 简支空心板桥多数用于小桥，其跨径一般在2Om以下，常用于跨越小的沟渠、河溪
T型及箱型简支梁桥亦是修建较多的桥型．跨径一般为3Om～5Om
T型、箱型简支梁桥常设计成多跨，适用于跨越宽而浅的沟谷、河流
简支梁桥是山区高等级公路中小跨径桥梁的首选桥型之一
对于多跨简支长桥，常做成以下两种形式，a)桥面连续，形成一种“准连续”结构；b)先简支后结构连续，同时桥面连续，这种结构成桥后受力同连续梁
2、连续梁桥 等高度连续梁的合理跨径为25m～60m，常采用支架整体现浇或顶推法施工
在山区高等级公路中常用于弯坡、斜桥或跨线桥
变高度连续梁的合理跨径为60m～2OOm，常采用悬臂施工法
在山区高等级公路中，常用于跨越大的沟谷、河流
大跨径预应力混凝土连续箱梁是山区高等级公路大跨径桥梁的首选桥型之一
3、连续刚构桥 连续刚构桥将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成．常用于高墩和大跨径桥梁中
由于桥墩参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中区域正弯矩比同跨径连续梁桥的小
当墩高达到一定高度后，两者上部结构的内力相差大
而薄壁桥墩底部所承受的弯矩、梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小
连续刚构桥的合理跨径在80m～3O0m常采用悬臂施工法
在山区高等级公路中用于跨越大的、较深的沟谷、河流
4、拱桥 拱桥在竖向荷载作用下拱圈承受压力和弯矩．墩台除承受竖向压力和弯矩外．还承受水平推力，水平推力使拱内弯矩减小因而抗压强度高的材料能充分发挥作用使拱桥的跨越能力得以增大
在山区高等级公路跨越沟谷、河流、道路时采用
可不设中间桥墩，一跨通过． 三、一般性桥梁上部构造设计 1、一般设计原则 山区高等级公路桥梁除跨越特别大的河沟的桥和有特殊要求的桥外，常用标准化、装配化简支梁设计其跨径有16、2O、25、3O、4O、50m．横断面形式有空心板、T梁、小箱梁等
对于跨径小于30m的有空心板、小箱梁、T梁等3种结构对于4O5Om跨径宜采用T梁一对于5Om跨径T梁，由于对路线的适应性差．且大型机具进入困难，因此一般情况下不选用5Om跨径T梁
山区高等级公路桥梁常用的标准跨径为20、25、3O、40m
2、具体桥梁设计 具体到一座桥设计时，上部构造设计要处理好两个关系
(1)跨径与墩高的关系 跨径与墩高的关系按桥梁美学原则，一般应选择比值为O618～1比较经济，即2Om跨径T梁适应的墩高一般为12～2Om，40m跨径适应的墩高～般为24～40m
山区高等级公路地形起伏变化频繁，通常应根据地形选择一种跨径不宜根据墩高频繁变化跨径，墩柱高度变化很大时．可以采用2O+3Om或者3O+40m的组合跨径．当处于地震烈度较高的地区时，宜采用等跨
(2)上部构造与平面曲线半径的关系
桥位处平面曲线半径对桥梁跨径的选择及平面布置影响较大，主要表现为两个方面．一是内外弧差．二是中矢高
墩台径向布置时由于曲率半径的影响，内外梁梁长不等，半径越小，内外梁梁长差越大
解决此问题一般有两种方法．①根据平面半径变化梁长；②不变梁长通过加大帽梁，加大封锚端或加长现浇连续段处理对于中矢高问题中矢高在1Ocm以内时可以通过调整护墙内缘使之适应平面线形：半径较小中矢高大于1Ocm时，可采用预制梁外缘按实际曲线预制或预制T梁边梁时，将边梁多预制一段长度让现浇桥面板和护墙来适应平面线形、第二种办法虽然材料稍有浪费美观性稍差但仍优于前一种
四、一般性桥梁下部构造设计 1、桥墩设计 桥墩多采用等截面圆柱方柱墩，对于较高墩，也常采用阶形实心柱、变截面空心墩等
圆柱墩施工中外观质量易控制且与桩基衔接方便
但截面积相等的方柱和圆柱，方柱抗弯刚度大于圆柱受力也优于圆柱
当体系为连续刚构时，方柱可以方便地通过调整两个方向的尺寸来调整墩柱的冈度，从而达到调整墩柱受力的目的
圆柱为各向同性，调整起来效果差一些
方柱的缺点是墩柱与桩基之间需通过桩帽连接．增加了工程量，并且山区桥梁地面横坡都较陡，增加柱帽构造还会增加挖方工程量引起边坡不稳，设计中应根据地形、结构形式、墩高综合考虑选用方柱或圆柱 2、桥台设计 常用桥台形式有重力式U台、肋形埋置式台、柱式台、薄壁式台等柱式台、薄壁式台要承受较大的台后土压力，且其基础多为单排桩基或扩大基础，因此这两类桥台不宜太高．台后填土高宜控制在5m以下，重力式U台要求地基地质好，U形台适应的填土范围为4～1Om，U台除了应验算地基承载力及台身强度外，要注意将基础置于同一土层避免出现不均匀沉降的现象，当地质较差时常在U形台下设置桩基
肋形埋置式台由于其台前土压力可抵消部分台后土压力，可用于台后填土较高的桥台但也不宜超过12m
山区高等级公路桥梁纵向地形陡峭．往往不能设置锥坡，采用肋板台会受到较大限制
3、基础设计 山区高等级公路桥梁最常用的基础仍为扩大基础与桩基础扩大基础要进行承载验算也要合理控制偏心距，尽量使基础应力分布均匀
常用的桩基础有三类：摩擦桩、柱承桩、嵌岩桩对于摩擦桩，除了要验算承载力还要计算沉降量
柱桩及嵌岩桩设计主要是要控制桩基进入基岩的深度．除了要做承载力计算外．还要了解岩层的倾向、完整性是否处于岩溶地带等，经综合考虑多方面因素后，确定桩基的入土深度
结束语 山区等级速公路地质复杂地形多变，所过地区大多经济薄弱在不同的地区，对桥梁的使用功能有不同的要求
因此，设计者要注意收集资科，根据全线的要求结合当地特点多比较分析，采用符合实际的桥梁方案，选择符合情况的设计方法．这样才能使桥梁设计达到安全、适用经济、美观的要求
参考文献： 【l】范立础，桥梁工程(上册)北京：人民交通出版社，200l
【2】江祖铭，王崇礼、墩台与基础北京：人民交通出版社，l994． 一般采用石灰稳定土或石灰粉煤灰稳定土作为公路工程的底基层，石灰土或石灰粉煤灰土底基层能够形成良好的板体，有利于就地取材，经济性好
这种半刚性材料对我国公路的发展起了极大的作用
而在有些地区仅有粉土或粉土质分布，如沿海县城东台市，采用石灰稳定粉土，基层成型情况不好，7天无侧限抗压强度达不到规范要求，而采用石灰粉煤灰稳定碎石等其它半刚性材料作为底基层将大大提高工程造价
因此在省道204东台段养护改造工程中，采用了水泥石灰综合稳定土作为底基层，经过施工实践，取得了较好的效果，下面就该工程使用水泥石灰综合稳定土基层的施工及质量控制进行回顾与分析
1、工程概况 省道204东台段养护改造工程是东台市交通主干道，北接盐城大丰市南至南通海安市，全长35.24Km，按二级公路标准建设，路面宽9米，路基宽12米，为沥青混凝土路面，路面底基层为水泥石灰综合稳定土
该工程是江苏省重点网化工程之一，它对苏北腹地地区的经济发展，改善江苏省海滨地区经济发展不平衡局面，以及更好发挥公路网畅通功能，带动广大苏中、苏北地区经济发展起到重要作用
2、原材料的要求 2.1 土：全线采用两侧取土，沿线村镇提供土源
沿线土质较复杂，塑性指数在8～12之间，属于含砂低液限粉土，从颗粒结构分析来看，土样中砂粒含量约占10.9%，粉粒含量约占76.3%，粘粒含量只有5.9%左右
土块应尽可能粉碎，土块的最大尺寸不大于15mm
2.2 水泥：水泥采用当地产的普通硅酸盐水泥，采用终凝时间较长（宜在6h以上）标号为325#的水泥，快硬水泥、早强水泥及已受潮变质的水泥不得使用
2.3 石灰：石灰采用消解石灰，要求施工单位尽量缩短石灰的存放时间，有效钙镁含量要达到Ⅲ级（含Ⅲ级）以上要求
2.4 水：采用工程沿线河水，因处于农村，水未被污染
3、混合料配合比的复核验证 省道204东台段养护改造工程设计底基层为6：6：88的水泥石灰综合稳定土，经过重型击实试验确定施工控制参数：最大干密度ρdmax=1.769g/cm3，最佳含水量w0=16.3%.根据最佳含水量和计算的干密度制备试件，进行无侧限抗压强度制件，试件的数量1组6个，在25℃的养护室保湿养生6天，浸水24h后，进行无侧限抗压强度试验，经测试平均强度能满足设计抗压强度0.8Mpa的要求
上述试验符合要求后，进行了120米的试验段施工，以确定合理的施工长度、测定从撒布水泥到成型的时间，施工机械配置和组合，检验配合比是否满足设计要求和质量要求，检验各工序之间的组织协调工作及质量控制措施能否满足施工要求
在对试验段组织了验收后，其结果符合有关验收规范要求，允许施工单位正式开始大面积施工
4、水泥石灰综合稳定土的施工工艺 4.1 路基准备本工程为养护改善工程，直接在老路上加铺水泥石灰综合稳定土基层，在施工前需检查路基是否松散、车辙、坑洼，薄弱环节要预先进行挖除加固处理，以保证路基质量符合设计要求
4.2 施工放样在老路上恢复中线，并在中、边桩上标出综合稳定土基层的标高，测量人员在施工现场要随时进行观测纠正
4.3 确定材料用量根据水泥石灰综合稳定土基层的厚度、干密度及石灰、水泥用量，计算单位面积综合稳定土需用的石灰、水泥重量并计算石灰、水泥布放距离
4.4 布土备土完成后，先用推土机将土推平，测定含水量，当含水量较小时须用洒水车洒水、翻拌，按试验段确定的松铺厚度整平，再用16t压路机静压1~2遍，使其表面平整，并达到一定的压实度
4.5 石灰土整形按石灰土基层的施工方法布灰、拌和、整平碾压，具体施工方法略
4.6 摆放和摊铺水泥根据计算的水泥用量和摆放间距，按石灰网格摆放水泥，并用刮板均匀摊开，尽量使每袋水泥的摊铺面积相等
拌和按照JTJ034-2000的要求，采用路拌法施工，首先要选择良好的拌和设备，如RS425稳定土路拌机，拌和遍数根据试验段确定控制为至少3遍，拌和作业长度控制为半幅120m左右；其次需重视含水量对施工的影响
含水量对水泥石灰综合稳定土的碾压是一个特别敏感的指标，控制的好坏关系到压实成败
拌和好的混合料在碾压前含水量应高出最佳含水量3%左右
这样不仅保证了碾压工作的顺利进行，也尽量避免了稳定土起皮、“干弹”或“湿弹”现象
施工过程中要严格控制拌和深度和混合料均匀性
拌和深度应犁入路基表面0.5~1cm左右，以利上下层的粘结
拌和完毕后要求混合料均匀、色泽一致，没有灰条、灰团和花面，并取样试验，整个拌和过程应在1.5h内完要成
4.7 整平水泥拌和第3遍时紧跟着用推土机排压、人工整平和整型
整完后，用振动压路机快速静压一遍，以消除不平整处，再用人工进行精平，在整平过程中检查混合料的松铺厚度，按设计规定的坡度和路拱成型
整个整型过程一般应在1.5h内完成
4.8 碾压混合料完成精平成型后，当混合料处于最佳含水量+3%时，即可进行碾压，采用16t振动压路机静碾一遍，然后振压，18t压路机稳压
整个碾压过程须在1.0h内完成
4.9 接缝的处理前后作业的两个施工段衔接处，采取搭接拌和，前一段空出3m不进行水泥拌和和碾压，与下一段一起加水泥拌和施工
当不连续施工时，碾压结束后，在末端做斜坡，第二天开始摊铺新料时，将末端斜坡挖除，并挖成一横向（与路中心线垂直）垂直向下的断面
4.10 养生与无侧限强度试验碾压完成后及时检测压实度、高度、厚度等指标，合格后封闭交通进行养生
为检测水泥石灰综合稳定土的施工质量，取现场拌和好的混合料制作7天无侧限试件检验强度，检测频率为单幅100m一组，找出不合格范围，进行返工处理
5、施工中存在的问题及处理方法 5.1 表面起皮水泥石灰综合稳定土起皮既影响美观又影响路面质量，因为起皮很容易形成夹层
产生起皮的主要原因有两种情况：一是薄层贴补，人为的制造一个滑动面；二是表层过湿或过干，过湿时综合稳定土被压路机轮子粘起而出现麻麻点点，并越积越多，过干时碾压易发生推移而起皮
针对第一种情况，要求综合稳定土第3遍水泥拌和后紧跟着用推土机进行排压，人工整平时严禁随意补料
对于第二种情况，严格控制含水量
5.2 压实度与无侧限试件强度之间的矛盾对于水泥石灰综合稳定土工程实体，压实效果和实体强度是不矛盾的，压实效果越好，综合稳定土实体强度越高
但在实际路拌法施工过程中混合料中各种材料的配比往往并不是非常准确，在压实工艺一定的情况下，压实度的波动更多地反映了混合料实际配合比的波动
在压实过高的地方取的混合料制作的无侧限试件强度往往偏低，压实度低的地方取的混合料制作的无侧限试件强度往往偏高，实测压实度与试验室制作的无侧限试件强度之间存在着矛盾
在反压成型制作无侧限试件过程中，采用的最大干密度和压实标准固定不变，而实际施工中混合料是略有变化的，压实度和无侧限强度两项指标对于这种变化的反应正好相反，当配料偏重时，压实度就会偏大，按照原最大干密度制作的无侧限试件就达不到95%的反压效果，强度偏低
施工中应注意抓好配合比的准确性，施工均匀性，对布料、拌和要加强控制，力求施工配合比接近设计配合比
无侧限试件的混合料取样应注意多点取样，混合均匀
尽可能缩小压实度和无侧限强度两指标的统计偏差系数
抓好施工现场的压实工艺是保证综合稳定土压实效果的关键
压实度应采用统计法评定，允许个别点低于95%.不要过分追求高压实度，追求高压实度只会促使配合比严重偏离设计配合比，造成无侧限试件强度过低
6、施工注意事项施工实践证明： 水泥石灰综合稳定土作为一种较少使用的结构层，由于其土质的特殊性，施工难度较大，不易成型，但只要按技术规范精心组织认真摸索，合理安排，就能够施工出优良的结构层
结合本工程的施工经验及教训，在水泥石灰综合稳定土的施工中应特别注意以下几个方面
6.1 在水泥施工中应考虑延迟时间的影响，水泥剂量越高，延迟时间的影响就越大
由于现行规范中综合稳定土强度、最大干密度是以室内重型击实、标准养护时取得的数值为标准，这就使得施工现场压实后实测的压实度很难达到要求，工地强度和室内试验也不一致
因此，在实际工作中，一方面应该使用高效率的拌和机械，并使拌和、整平、碾压几道工序紧紧相接，尽可能缩短从加水到压实的间隔时间；另一方面建议在现场取1.5～3.5h的综合稳定土样，测定其最大干密度，作为现场压实度控制的标准，并以此制作试件测定7d无侧限抗压强度，以保证水泥石灰综合稳定土达到应有的强度
6.2 水泥石灰综合稳定土的压实，必须配备18t或更重的设备重碾，否则难以达到95%的压实度，如果碾重不足而仅靠增加碾压遍数，往往达不到要求，同时也应避免片面强调压实度而过度碾压
对于水泥石灰综合稳定土这类结构层，在满足强度的条件下，可适当降低压实度，以减少剪切破坏
6.3 水泥石灰综合稳定土混合料的含水量控制不一定以最佳含水量为好，而应根据天气、气温情况综合确定
6.4 确定好合理的作业长度，保证撒布好水泥的段落在4h内完成拌和、整平、碾压工作
施工段落以100～150m为宜
根据省道204东台段养护改善工程的经验，由1台RS425拌和机拌和，拌和长度为120m左右
6.5认真做好现场灌砂压实度、7天无侧限抗压强度、弯沉等试验工作，及时发现问题
对于存在素土夹层、结构层松散、板体性强度不好的施工段，必须进行返工，以消除质量隐患，以保证结构层的工程质量
四川江油城市投资发展2023年债权资产项目 政府债定融
