山区高速公路桥涵等构造物勘察设计综述.doc

山区高速公路、桥梁、隧道关键技术研讨会论文集 山区高速公路桥涵等构造物勘察设计综述 程 涛１ 翁德平１ 周大华２ （１．中交第二公路勘察设计研究院；２十漫高速公路建设指挥部） 摘 要 山区高速公路建设条件复杂，其勘察设计不同于平原区。本文结合 多条山区高速公路勘察设计经验，提出山区高速公路桥涵构造物勘察设 计基本原则、侧重点、设计思路。 主题词 山区高速公路桥涵构造物勘察设计 ●●■■－·＿一 ｌ 刖罱 交通部编制的《国家高速公路网规划》已于２００４年１２月７日经国务院会议讨论通过，《国家高速·公路网规划》总体上贯彻了“东部加密、中部成网、西部连通”的布局思路，标志着我国高速公路发展进入了新的历史阶段。特别是山区高速公路更是面临着新的发展机遇和挑战，以人为本，坚持科学的发 展观和可持续发展是现阶段必须认真研究、贯彻的思路之一。 一般山区高速公路地形、地质条件均较复杂，构造物多，设计与施工技术难度大，正确把握前期勘 察与设计思路十分关键。本文从山区高速公路特点出发，结合我院多条山区高速公路勘察设计的经 验与教训，提出山区高速公路构造物勘察、设计的思路和建议等。２ 山区高速公路桥涵构造物布设特点 一般山岭区高速公路所处地形多山高谷深，沟谷纵横，地面横坡陡峻，地形起伏大。地形条件十分 复杂。其植被发育程度则受地区降水影响差异较大，水害影响不容忽视。沿线地质出露或岩土破碎、 风化严重；或基岩外露、石漠化严重。路线布设受山区地形、地质和气候条件的限制，桥位平、纵技术 指标总体偏低；其次，由于覆盖层薄，岩石破碎，岩层产状和地质构造变化复杂，或风化程度严重，易引 发滑坡、泥石流等地质灾害，直接影响构造物布设。由于地势陡峭，山区暴雨汇流时间短，河（溪）流水 位变化幅度大，路线布设及构造物设置需综合考虑地质、水文、冲刷等因素影响。 总体来看，山区高速公路桥隧构造物比例一般均较高，如湖北沪蓉西高速全长约３２０ｋｍ，宜恩段 全长１９７．８ｋｍ，桥梁全长５３９２７．１ｍ，隧道总长５３１２５．３ｍ，桥隧比例达到５４．１％，其中榔坪至高坪段 桥隧比例达到８２％；湖北十堰至漫川关高速公路桥隧比例达到４２．５％，贵州镇宁至胜境关高速公路 桥隧比例达到４７．６％，陕西安康至陕川界高速公路桥隧比例达６５．９％，其中紫阳至陕川界则高达 ８６．４％。 山区桥涵等构造物不再仅具有跨越河流的单一功能，而是兼顾过水、过人、跨越等级公路或克服 地形高差（高架）等服务于路线的多种功能。如为解决高填方路基、横向地势陡峭路基、边坡无法收坡 及山区局部软基问题而设置的高架桥。由于地形起伏频繁，地面横坡陡峭，鸡爪地形难以避免，桥轴 断面多呈Ｖ形或Ｕ形谷，山区构造物主要呈现以下特点： （１）沟谷地形多呈Ｖ形或Ｕ形谷，同一座桥梁中，相邻桥墩高度差异大。特别是桥梁的边墩矮， 刚度大，而跨中的桥墩高，刚度小，桥墩刚度差异巨大，导致桥梁上部构造变形、下部构造承载等差异 】４７较大，在选择上部构造结构形式和桥墩形式时应予以充分重视；其次是地面横坡陡峻引起的同一桥墩墩柱横向高差大，同一个桥墩的不同墩柱刚度不一致； （２）由于地形复杂，路线平曲线半径等指标总体偏小，且高速公路线形多以曲线为主。从而出现大量的弯桥。因此，在平面布置时应注意保证公路的平面线形、桥面净宽、小半径超高加宽等引起的桥面排水问题；半径较小的弯桥中采用预应力结构时，应注意内外侧变形协调问题及预应力钢束对结构外缘附加张力等影响； （３）由于山区地形起伏大，路线为适应地形设置，从而在部分地段出现较大纵坡甚至采用极限纵坡，坡桥施加在上构上的外力对下构将产生水平分力，桥梁设计时须考虑桥墩强度、刚度、稳定性要求，选择合理的支承条件、伸缩装置、防撞墙形式等以确保行车安全； （４）部分路段坡度陡峭，桥梁的桥台多处于挖方，由于坡体覆盖层较薄，覆盖层下岩石风化、破碎程度较高，桥台基础边缘安全距离应引起足够的重视，应避免埋置深度不够导致基础保护层余宽过小从而影响基础的安全性。 ． （５）山区高速公路由于地形限制需考虑桥隧直接相接，此时应注意协调桥台与隧道洞口基础之间的关系，在可能的情况下避免相互干扰，条件有限时，应结合桥台基础、隧道洞口基础情况整体设计； （６）在山区高速公路中，由于圆管涵涵底纵坡、流量、施工条件等局限性在路线主线上一般不推荐采用，多以钢筋混凝土盖板、拱涵为主，设计中应根据横向地形情况合理选择涵位、进出口型式、涵底纵坡及基础处理形式。 在山区高速公路勘察设计中。涵洞、通道等小型构造物的总体指标不同于于平原区，仅为１．５～２．５道／ｋｍ，且会随着桥隧比例增加而减少。３ 桥涵等构造物勘察方法与侧重点 山区高速公路地形、地貌、地质条件复杂，外业勘察深度直接影响各阶段的桥涵构造物的设计质量。３．１特大、大中桥勘察 特大、大中桥桥孔布设应充分考