摘要：受复杂的地理环境、地质条件、水文特征和周边环境等因素影响，山区高速公路需要修建大量桥梁、隧道等建筑，以此来适应山区公路的特殊环境。尤其是山区公路桥梁的修建更是常见。本文针对山区高速公路的建设中桥梁的设计展开讨论。
关键词：山区；高速公路；桥梁设计
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
一、山区高速公路的主要特点
山区高速公路的修建需要克服众多的困难。因为山区的地理环境较平原而言更为恶劣，地质条件也多变，水文特征和周边环境地形也比较复杂。具体表现为：地形表面沟壑众多、坡度较陡，滑坡泥石流等地质灾害频繁发生，岩石种类繁多不统一，为建工造成困扰，水文复杂表现在水系分支较多较杂、洪水、泥沙淤积等因素复杂多变等方面。而山区高速公路的修建一般依靠溪流的流向来建造，受地质水文等因素的影响，路线在平面、纵向、横向三个方面的的布置均较为复杂，以至于造成高速公路平曲线多、纵坡较大、横坡陡等特点。
二、山区高速公路桥梁的设计特点
山区高速公路本身就具有地理环境恶劣、地质条件多变、水文特征和周边环境地形复杂等一系列特点，山区高速公路桥梁的建设所要面临的条件就比较严峻，鉴于山区高速公路拐弯、斜坡陡较多，高速公路桥梁中高墩长桥和墩台样式都比较多。弯坡桥的设计建造受路线技术指标的影响很大，山区高速公路非常频繁地跨越、避让障碍物，公路设计中就会相应采取长而大的纵向坡度、大横坡、斜跨路过山谷等复杂的技术手段，相应的，高速公路的桥梁设计要根据高速公路的路线走向来设计，所以在高速公路桥梁中，弯坡斜桥占据了很大的比例。另外，高墩长桥也较为普遍，这是因为山区地形的特殊性，受山区发生的地质运动和水文特征影响，较为平缓的U型谷和较为陡峭的V型沟谷分布较多，这让高速公路桥梁的设计显现出桥墩高且单位距离内造型变化多的特性，另外，由于山区高速公路的高线位以及依照河谷修建的形式，桥梁就会顺应地较为绵长。出于对地形变化多、高速公路和公路桥梁需要平顺相接等因素的需要，墩台形式较为多见。
综合上文可见，山区高速公路桥梁的设计应该在深入研究施工当地地理、气候、水文环境等因素的前提下，进行设计方案的选定，还要对桥梁的结构形式和地质、结构物之间的关系进行一对一的、细致入微的协调。
三、山区高速公路桥梁设计的原则
因为山区高速公路的环境复杂，在高速公路桥梁设计中，也有很多复杂情况，所以山区高速公路的桥梁设计差不多包含了所有的桥梁建设类型。山区的地质环境和气象条件复杂多变，设计者和施工方一定要重点考虑强风、冰雪、超低温、水力等对桥梁产生的影响。山区高速公路桥梁架设地的地势起伏较大，施工场地布置设计十分困难，大型机械或者高精度施工器械以及大中型的构造物的运转和使用非常不便，而种类杂多、数量最大的小型构造物的功能以及放置安排的位置，也决定着桥梁工程建成之后的质量高低。
所以，在山区高速公路桥梁的设计施工过程中，结构物方案布置安排的合理性、科学性是起到紧要作用的。高速公路桥梁设计建造比平原区的桥梁设计建造多了不少结构物，造价要高于一般的桥梁，这对绝大部分片区经济不甚发达的山区来说，造价的合理性是值得考量的问题，所以山区高速公路桥梁设计不仅仅要考虑地质、气候等等客观因素，还要考虑技术实施可能性、构造物运输转运是否方便，还要考虑所设计桥型的经济指标是否符合当地的经济条件。因此山区高速公路桥梁设计方案多方面、全方位进行论证，根据地理环境、施工条件、地区经济等各方面因素进行论证，从而选取建造桥梁的最佳方案，达到节约费用又保证质量的目标。同时，应该在设计和施工过程中注重对周边环境的保护，和与周围景观的协调性，施工方应该采用科学的施工方案，按照合理的施工进度，运用科学的施工机械进行工作，避免对山体和植被的破坏，防止泥石流等地自然灾害现象的发生，减少对施工地水流的污染。
山区高速公路桥梁设计的基本原则如下：桥梁结构安全、质量过硬，经济指标较高，后期桥梁养护简单以及构架合理、与周边环境融为一体。
四、山区高速公路桥梁与其他建设工程的关系
1、山区高速公路桥梁与隧道的关系
山区高速公路地形多变，横坡较多且陡，水文特征和周边环境地形复杂，地形表面沟壑众多、坡度较陡，滑坡泥石流等地质灾害频繁发生，受山谷中水流的冲刷，U型山谷转弯较多见，桥梁与隧道相连接是山区高速公路建设中跨越河流、转U型弯的常见方案，也是目前为止最佳的解决方案，这就是常说的“两桥一隧”方案，在“两桥一隧”方案中，桥梁和隧道必须紧密连接，一般情况下，设计者和施工方会通过调整桥台侧墙的长度来进行衔接，而对于地形特别陡峭、隧道明洞已到极限的情况，就需要设置桩柱式台、桥梁主梁置于隧道明洞，以此来解决地形问题。
2、高速公路桥梁建设和路基的关系
山区高速公路地形多变，可以用错台路基（左右幅路基不等高）来进行对多变地形的适应。但是因为左右幅路基的横向交通要求有时要设置转向车道，所以在这种情况下，错台路基的设计方案不容易被运用到实际操作和施工中，这种情况下就会设计半幅桥来进行过渡。当路基的最低一侧填土的高度在十五米左右时，桥梁设计者就应该综合环境、地质、水文等当地条件将挡墙、半幅桥等做综合分析评判比较，然后再决定高速公路中桥梁的架设方案。
3、桥梁跨越与高填方路基的关系
如果山区高速公路桥梁只受地形因素的影响，那么在现实的设计施工操作中，就会因为省时省力而直接采用桥梁建造的方法。实际上要分类型区别对待。在地质条件较好，虽然路基的填方高度超过二十米，但收敛速度较快的V型峡谷而且桥梁和隧道相连接的地段，可以考虑高填方的路基；而对于宽而平缓地段，如果运输距离较远，就可以采用桥梁方案。
4、高速公路桥梁建设与其他特殊因素的关系
山区高速公路桥梁设计在结构设计时，应该要比平常地域建造的桥梁更加注重桥梁曲线、纵坡横坡、U型V型的深谷以及陡崖峭壁、以及泥石流洪涝等特殊因素对桥梁建设造成的影响，具体如下：
(1)在桥梁建设前的调查、设计阶段，设计者和施工方要对地形进行细致测量，同时进行地质勘测、气候气象资料累积、水文资料的调查等大量准备工作，确保前期工作对后期设计施工打下良好基础。
(2)充分考虑拐弯、斜坡等因素带给桥梁附加的重荷，不能忽略曲线扭矩、大纵坡水平力等多种力量带给高速公路桥梁结构的不利影响，对这些负荷以及作用力要进行细致科学全面的计算。
(3)要对深沟陡坡的结构设计进行综合全面的分析考虑，考虑分析墩台设计、承受台柱埋置深度，以及挡墙、边坡等结构的构造分析处理等。
(4)对桥梁经过的公路段的平面、纵面、横面线形进行科学计划设计，要充分考虑汽车在桥梁行进过程中对桥梁结构造成的冲击力、制动力等作用力的影响。
(5)如果在前期勘测和调查中得知高速公路桥梁恰好要经过地震多发区、地质脆弱区，设计方和施工方就要引起高度重视，就需要根据桥梁的整体结构形式以及桥梁所在地址、环境，进行详细、科学、全面的抗震分析，及时得出结论，结合建造地的实际情况设置抗震防震设置，加强构造处理以防止桥梁结构在地震中的毁坏。
(6)在设计建造中，还要注意对桥面铺设、排水过水系统、防护设施等附属构造设备的注重，在细节设计上争取能够尽善尽美，确保投资建成后桥梁运营的安全以及耐久性。