赵国强,王海蛟

（黑龙江省公路勘察设计院）

1 概述

汕头至昆明高速公路是《国家高速公路网规划》“7918”中的18条东西横线之一,横贯广东、广西、贵州、云南四省,是西南地区连接“长三角”、“珠三角”两个经济圈以及港澳地区的重要通道之一。汕昆高速公路广西境内段长度近千公里,是广西壮族自治区公路主骨架的重要组成部分,主要服务于贺州市、桂林市、柳州市、河池市、百色市等区域中心城市。项目阳朔至鹿寨段是汕昆高速公路的重要段落,该段公路将桂梧高速公路和桂柳高速公路连接起来,对桂东北地区的经济发展起到积极的推动作用。

阳朔县境东北和西南部地势较高,属土山地带,路线位置在阳朔县南部的漓江、遇龙河流域,属于喀斯特地貌。路线所经地带海拔高度在130～250m之间。荔浦县境四面环山,周高中低,自西向东倾斜。中部是起伏的低中丘台地,一部分是石山峰林,荔浦河、马岭河由西向东流贯全境,形成河谷阶地。路线在荔浦境内的前部分属低山丘陵地带,地形相对较好；后部分位于广西弧形山脉—架桥岭山脉中段,沟谷纵横,分割强烈,架桥岭是荔浦县与鹿寨县的分界。路线所经地带海拔高度在120～360m之间。

路线长约44 km,设有各种桥梁共43座,最大墩高近80m。由于项目路线方案受地形和地质、环境保护以及特殊的旅游需要等因素制约,桥梁受路线平纵线形影响较为突出,多具有曲线、大纵坡、高墩、长桥等特征。

2 总体设计原则

针对路线经过区域的地形、地质、水文、水利等具体因素,构造物类型的选择遵循“安全、适用、经济、美观”的原则,结合桥位处的施工条件及施工工期等因素,布设原则如下。

（1）大中桥设计考虑路桥配合,注重结构选型与地形的协调,原则上桥梁布设服从路线走向。

（2）针对本合同段地势变化大、路线平面基本为曲线、施工运输困难等特点,桥梁设计方案应充分考虑设计合理性、施工可行性。

（3）山区桥梁结构型式选择充分考虑桥位特点、地质水文条件、当地材料来源、施工方法及使用功能等因素,遵循技术可行、经济合理、因地制宜、就地取材、便于施工养护的原则,同时结合桥梁规模、路线平纵线形特点,采用标准跨径、集中预制,尽量做到标准化、系列化,易于养护且养护费用低。

（4）对于跨河桥梁,桥墩布置应尽量避开水流,减少墩柱的阻水效应,减少水流对桥墩的冲刷。对跨越深沟的桥梁,采用线形优美的大跨径连续刚构桥梁,一跨跨越深沟,减少下部数量,从而增加道路总体的视觉效果。

（5）桥跨布设主要考虑上下部结构的协调性和经济合理性。桥下有水流时需考虑建桥对河道的影响,必要时桥梁采用错孔布置。桥下有公路时,需要对改路和不改路进行比较论证,同时还需考虑对被交路的影响,必要时采用错孔布置或一孔跨越。跨越公路的桥梁尚需考虑被交路上行驶车辆对墩台的撞击力,并在被交公路上设置防撞构造,确保桥梁的安全。

（6）所有桥梁墩台布设时均需考虑墩台处山坡横向坡度的影响,当横坡较陡时,可左右幅分别布置并根据地形各自确定其建设规模,也可根据需要设置半边桥。所有设置在横坡较大处的墩台除保证自身结构安全外,尚需保证边坡的稳定性。

（7）桥长控制

①桥长控制是在满足泄洪排水要求的前提下,综合考虑桥址处的地形、地质、台背填土高度以及河沟两侧通道、等级公路的净空要求等因素,合理确定桥长。

②结合地质条件,桥头填土高度一般控制在8m以内,减少因桥头沉降引起跳车,使行车舒适。

③路线经过农田水利、排水灌沟渠、鱼塘等时,对于一些不重要的河道及沟渠,为尽量压缩桥孔,节省工程造价,采用跨越与改造相结合的方法；个别几乎与路线重合、平行的河流,则采取舒顺河道的办法在保证水流顺畅的情况下,以缩短桥梁长度或减少结构物数量。

（8）区域内大小蓄水水库、水塘等较多,桥涵位置选择时应充分考虑线位与水利工程的关系。

（9）区域内耕地面广,山上遍布耕地、果园,到处都有人行田间耕作道,耕作路网比较发达,在进行桥涵布置时,考虑部分耕作道的需求,适当加大跨径,方便当地群众的生活、生产需要。

3 小桥、涵洞设计原则

（1）小桥位置、数量、跨径、桥长等是在外业资料分析、归纳基础上确定的,小桥流量是根据用暴雨径流公式及地区流量经验公式所进行推算,孔径确定主要以流量计算结果为依据。本设计小桥功能主要是行洪,部分小桥兼有通道功能。

（2）小桥上部结构选择考虑既简单又便于标准化施工、经济合理,一般采用后张法预应力混凝土空心板的装配式预制结构、桥面连续,下部桥墩一般采用柱式墩,桥台处地质条件较好时,采用重力式台和扩大基础；或薄壁台、桩基础。

（3）涵洞孔径设计依据规范推荐的小流域经验公式推算的设计流量确定,并综合考虑地方的实际情况。涵洞主要功能为排水和灌溉农田,也考虑兼作通道功能使用。

（4）涵洞采用型式综合填土高度及涵位的实际地形特点,一般采用钢筋混凝土盖板涵；涵台身、基础根据当地材料品质、来源的实际情况采用混凝土台身和片石混凝土基础。

高填土涵洞（板顶填土≥10m）采用钢筋混凝土盖板,基础采用整体式。高填土涵洞基底承载力要求较高,部分涵洞基底承载力达不到要求,采用换填进行基底处理。

（5）涵洞洞口型式根据涵位的实际地形特点及排水功能,一般采用八字墙、进口跌水或集水井、出口跌水等；洞口侧墙及其基础采用石砌或片石混凝土砌筑。

（6）涵洞设置结合当地的农用水利、灌溉、管线、以及行人通行需要,凡有上述功能的孔跨径一般按需要设置,并尽可能满足行人要求。

（7）涵洞设计时考虑了与排水沟、通道形成排水系统,保证路基排水顺畅。

4 分离式立交设计原则

（1）结合现有道路及路网规划,根据被交叉道路的等级,确定净空标准,结合地形条件及主线平纵设计情况,合理选定主线上跨或下穿的交叉方式。

（2）当交叉位置位于大中型桥梁构造物附近时,应进行综合考虑,尽量采用一桥兼跨的形式通过。

（3）选择施工方便、经济合理,上部结构适应工厂化集中预制,现场安装的桥型结构和整体选形美观、行车舒适的连续结构。

（4）对于被交路上跨主线的桥梁,一般应留有边孔以改善视觉条件,并方便被交路两侧的通行。

（5）重视美学设计以及桥型和周围环境的协调,特别是跨径与桥高、梁高的配合。

（6）重视交叉区域的总体设计,做好线外工程,综合考虑与有关路网、水利设施、居民居住条件的协调。

（7）考虑到被交叉道路今后有可能改建或提高等级,被交道的最大纵坡不宜大于6％,净空（被交路下穿时）、桥宽（被交路上跨时）均留有余地,以适应发展需要。

5 通道设计原则

高等级公路虽然能带动沿线经济发展,是经济发展的必然要求,但其主要功能毕竟是为过境车辆和较大城镇服务,对沿途工农业生产、居民出行、农民耕作带来的消极影响不容忽视；高速公路的修建,不仅占用大量农业土地,而且分割村庄和田地,势必影响沿线广大农民正常的耕种、出行活动,因此在通道布设时,本着“以人为本,方便群众生产、生活,又不增加过多工程,同时又能兼顾农田机械化耕作的需要”的原则,在对沿线村庄、厂矿企业通行条件进行了详细的调查基础上,充分考虑沿线居民的通行方便、地方发展前景、近远期规划等情况,进行合理归类,适当合并通道。通道的设置具有考虑了一定的前瞻性,在有条件的地方,尽量采用大孔径和较高标准,以满足农村土地改造和农业机械化发展的要求。

通道净空尺寸应满足沿线生产生活需要,净空尺寸应满足规范要求。考虑地方经济的长期发展,人行通道的净空不小于4.0m×2.5m、机耕通道的净空不小于4.0m×4.0m、农用汽车通道的净空不小于6.5m×4.0m。路线跨越等级公路时要根据原路基宽度及规范规定的净空要求进行设置。

6 结构形式选择

根据总体设计原则结合沿线桥址处地质情况,本路段起终点段,桥梁主要以高架桥为主,桥梁长度受桥址处地形及桥台处横坡控制,桥梁上部构造以预应力混凝土T梁为主,下部构造采用柱式墩、矩形墩、桩基础,桥台采用U型台或柱式台、扩大基础或桩基础；中间段,路线纵断面路堤段主要由通道高度及洪水位确定,桥梁上部构造以20m组合箱梁为主,下部构造采用柱式墩、桩基础,桥台采用U型台、柱式台或肋板式台、扩大基础或桩基础。

6.1 桥梁上部结构

根据合同段地形、地质及广西的具体情况,桥梁结构应充分考虑结构的安全性、整体性、耐久性及施工工艺。上部结构推荐采用技术成熟、施工简单的装配式空心板、箱梁和T梁先简支后结构连续方案,并通过调整现浇桥面板的悬臂和墩顶连续段长度,以适应山区高速公路弯道多、半径小的特点。上部结构主要形式为：13m及16m预应力混凝土空心板、20m预应力混凝土先简支后结构连续组合箱梁和30m预应力混凝土先简支后结构连续T梁,在变宽及平面半径较小等处,采用现浇连续箱梁,在跨越宽沟深谷处,采用大跨径连续刚构的结构形式。

6.2 桥梁下部结构

路段起终点段的地形起伏较大,且地面横坡较陡,冲沟发育复杂,同一座桥梁桥墩相差也很悬殊,因此桥台的填土高度一般尽可能控制在8m以内,陡坡桥台应尽可能伸进山体,增加其稳定性,避免桥头跳车、桥头段填土困难或挡土墙设置困难。桥台主要采用桩柱式（桥头填土≤6m）、肋板式桥台、桩基础或U台扩大基础形式。

在选择桥梁基础型式时,应考虑桥梁墩、台处横向地形变化的影响。桥墩、台位于较陡的山坡上时,还应考虑山坡连同基础的稳定性,若基础位于弱风化岩体上,可将基础作成台阶型。位于陡坡上的墩、台基础,基础前缘至坡面之间必须预留适当的安全距离,以确保坡面及基础稳定。

桥墩台形式具体选用原则,见表1。

表1 桥梁墩台形式选用原则

另对于跨越国道桥梁,受净宽、交角限制时,推荐采用对桥下净空占压小的独柱墩。

7 结语

山区高速公路桥涵构造物的设置有很多需要特别注意的地方,结合以往高速公路设计经验,对阳鹿高速公路桥涵构造物设计原则提出一些粗浅的认识,不当之处敬请同行指正。