高速公路设计工作总结报告.docx

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高速公路设计工作总结报告

国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）

陕西境XXXXXXXX高速公路（EA-01合同段）

设计工作总结

XXXXXXXXXXXXX设计院

二〇一一年十月

XXXXXXXXXXX高速公路设计总结

一、概述

XXXXXXXX高速公路（编号：

G7011）是国家高速公路网规划中的一条横向联络线，路线走向与国道316大致平行，该线东起湖北省十堰市，西至甘肃省天水市，自东向西连接了福银、包茂、京昆和连霍四条国家高速公路，途经湖北、陕西和甘肃三省，全线规划总里程约770公里。

XXXXXXXX高速公路第EA-01合同段（以下简称“本项目”）是XXXXXXXX高速公路的重要路段，也是陕西省规划的“三纵四横五辐射”高速公路网的组成部分，是陕南汉江经济带的公路运输大动脉，在全省干线公路网中具有特殊的地位和作用。

该项目的实施对于完善国家和陕西省高速公路网，充分发挥高速公路网的整体效益，对加快中西部地区经济发展，特别是陕南汉江流域经济发展，有效改善陕南地区的交通条件和经济发展环境，促进陕西省经济全面、协调、健康发展均具有积极的促进作用。

同时，对加强与周边省、市的联系、加快区域旅游资源开发及促进旅游业发展也具有十分重要的意义。

1.1、任务来源及依据

我院中标承担第EA-01合同段（工可桩号：

K0+000～K72+000，主线高速公路工可长70.97km）主体工程及全线（工可桩号：

K0+000～K127+000，主线高速公路工可长125.97km）安全设施标志、标线的勘察设计工作，EA-01合同段为本项目的总体设计单位。

主要设计依据有：

1）陕西省高速公路建设集团公司发布的第EA-01合同段“中标通知书”；

2）XXXXXXXXXXXXX设计院编制的《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境XXXXXXXX高速公路工程可行性研究报告》；

3）国家发展和改革委员会《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境XXXXXXXX高速公路可行性研究报告专家组咨询评估意见》；

4）交通部有关规范、规定、标准等；

5）《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境XXXXXXXX高速公路EA-01合同段初步设计》；

6）省交通厅关于《十天线陕西境XXXXXXXX高速公路鄂陕界至安康东段初步设计审查意见》（2008.12）；

7）陕西省交通厅等主管部门对本项目的有关文件、函件、会议纪要等；

9）《陕西省公路建设工程质量工作要点》（2007版）；

10）陕西省交通厅和高速建设集团公司（业主）针对本项目的有关文件及指示精神。

11）XXXXXXXXXXXXX设计院编制的《国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境XXXXXXXX高速公路勘察设计大纲》；

12）中交第二公路勘察设计研究院有限公司关于本项目咨询意见；

13）湖北省、陕西省两省交通厅《鄂陕两省省际衔接方案及有关问题的协议》；

14）XXXXXXXXXXXXX设计院下达的项目任务书。

1.2、沿线自然地理环境

本项目位于大巴山北麓山地，境内以少土多石的中－低山区为主，海拔一般在220—1500米之间，地势总体呈南高北低，西高东低，近东西向山脉与河谷相间的地貌特征。

总体属大巴山北麓中山地貌单元，区内山势陡峻巍峨，河谷切割较深，山边坡陡峻，相对比高大于500米；沿线河谷总体较窄，以“V”型河谷为主，“U”型宽谷少量，属中一深切割区。

东段富家河（湖北境）、红石河、白石河、冷水河河谷主流段较开阔，以“U”型河谷为主，河曲发育，宽谷处多发育多级冲积阶地，两侧山势相对较陡，相对比高小于500米，属中度切割区。

根据其切割深度可划分为中山地貌和低中山地貌。

本项目属北亚热带湿润大陆季风气候，受地势影响，全区气候差异比较大，垂直变化明显。

平均最低气温3.5℃，平均最高气温27.6℃。

区内年平均降水量在450～1200毫米之间，降水的总趋势是东南向西北递减，降水等值线呈东西向。

暴雨多集中在7～9月，夏、秋两季易形成滑坡、泥石流等自然灾害。

夏季往往有区域性的大风、冰雹。

项目所在区域地表水流均属长江流域，汉江中游水系，路线主要沿红石河、白石河、韩昌河、冷水河、朱家河及大金河布设。

白石河为汉江一级支流，其较大支流有红石河、厚子河与韩昌河；冷水河为汉江一级支流，其支流有朱家河；大金河为旬河二级支流，其支流有小金河。

其余沿线支沟、支流规模较小，多呈树枝状排列。

项目区地震动峰值加速度0.05g，反应谱特征周期（s）为0.40，对应地震基本烈度为Ⅵ度。

1.3、工程规模

主要工程数量

序号

项目

单位

工程数量

备注

1

路线长度

公里

75.06

2

路基土石方

填方

万立方米

521.365

3

挖方

万立方米

552.79

4

弃方量（含隧道及加宽）

万立方米

722.7

5

路基防护

浆砌片石

万立方米

32.183

6

砼

万立方米

12.719

7

路基排水

浆砌片石

万立方米

8

砼

万立方米

3.319

9

特大桥（全幅）

米/座

2834.65/2

10

大桥（全幅）

米/座

25247.29/74

11

中桥（全幅）

米/座

1502.2/20

12

桥梁总长（全幅）

米/座

29584.14/96

13

小桥（全幅）

米/座

330.25/9

14

涵洞

道

45

15

特长隧道（双洞）

米/座

14205/3

16

长隧道（双洞）

米/座

7740/4

17

中短隧道（双洞）

米/座

4053/22

18

隧道总长（双洞）

米/座

25998.4/29

19

互通式立交

处

4

20

分离式立交

处

1

21

通道（新增）

道

2

22

改河（疏浚）

20

23

滑坡

处

1

24

桥隧占路线长度比例

%

74.05%

1.4、主要技术指标运用情况

主要技术指标表

序号

技术指标名称

单位

指标值

采用值

备注

1

公路等级

高速公路

2

计算行车速度

Km/h

80

80

3

车道数

个

4

4

4

平曲线最小半径

m

250

430

5

不设超高的平曲线最小半径

m

2500

2500

6

缓和曲线最小长度

m

70

130

7

相邻同向平曲线间最小距离

m/处

480

240.11

8

相邻反向平曲线间最小距离

m/处

160

169.87

9

平曲线最大半径

m

10000

6000

10

平曲线一般最小长度

m

400

418.87

11

停车视距

m

160

160

12

最大纵坡

%

5

3.7

1处

13

最小坡长

m

200

330

14

竖曲线一般最小半径

凸形

m

4500

12000

15

凹形

m

3000

12000

16

竖曲线一般最小长度

m

170

264

17

路基宽度

整体式

m

24.5

24.5

18

分离式

m

12.25

12.25

19

设计荷载

公路—Ⅰ级

公路—Ⅰ级

20

特大桥

1/300

1/300

21

大、中桥及路基

1/100

1/100

二、设计要点

2.1、路线设计

施工图路线线位在初步设计推荐方案的基础上，以初设审核意见为指导，对平、纵、横进行反复优化后确定。

路线布设依据交通部部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《公路路线设计规范》（JTJD20－2006），汲取我院近年来山区高速公路勘察设计的经验，在满足高速公路安全、快速、舒适、环保要求的前提下，结合地形、地物、环保等多种因素，按照少拆迁、少占良田、少破坏植被的设计思想，选择合理的设线位置，掌握适度的路线平纵面技术指标，使路线平纵面指标均衡、线形连续，严格控制路堑边坡高度，配合农田基本建设与城镇规划，使路线与环境和景观相协调。

2.1.1、路线方案选择

1、A3方案：

路线走向与K方案大致相同，路线自K17+000黑龙村四组连续设5座短隧道至纸坊坪，后利用K19公里纸坊村四组处改河河湾做高填路基以消化弃方。

与K方案相比，A3方案减少1座短隧道，路线长度缩短110米，路线平、纵指标均衡，虽拆迁数量高于K方案，但总投资减少1240万。

综合比较，施工图阶段本路段采用A3方案。

2、A6方案：

K方案路线经土泉设长安岭隧道（隧道长2230米）至李四沟，再上行火石沟穿越白河、旬阳两县交界的金岭子梁（隧道长1270米）至小金河。

因为火石沟沟底纵坡较大，金岭子梁隧道进口高程较高，造成李四沟桥梁高度达40余米，长安岭隧道纵坡2.2%，金岭子梁隧道进口最大纵坡3.05％，纵面线形不甚理想。

因此，初设阶段布设了增长金岭子梁隧道长度，降低隧道口高程，改善纵面指标的A6方案与之比较。

A6方案金岭子梁隧道长度增加360米，建安费增加1125万，但消除了两隧道之间3.5%的大纵坡。

综合比较，施工图阶段本路段采用A6方案。

3、K29+400桃园中心小学南侧路线方案：

初设地勘调绘，本路段坡面为滑坡体，因滑坡影响尚不明确，初设在此路段制定了清除滑坡的路堑方案。

最大边坡高度55米，弃方11万立方米，且路线距桃园中心小学较近，社会影响、环境影响较差。

根据初勘钻孔验证，此滑坡范围不大，平均厚度6米左右，滑体总方量约5万立方米，治理难度较小。

因此，施工图阶段在此段落左移线位30～50米，先在滑坡前缘设抗滑墙固脚，再设隧道通过山体。

虽造价较路堑方案有所增加，但减少了弃方、噪声对沿线群众的影响，体现了以人为本的设计思想。

4、K34～K40马鞍子梁隧道进出口弃方处置方案：

马鞍子梁隧道长度4930米，弃渣量近100万方，隧道进、出口沟道狭窄，弃方处置困难。

施工图外业阶段，通过外业调查，结合本路段地处分水岭两侧，主沟流量仅40~80m3/s的实际情况，制定了隧道进出口填筑宽路堤，改移沟道的处理方案，通过强夯等工程处置措施，确保路基稳定。

此方案的实施，基本解决了马鞍子梁隧道弃渣处理问题，公路两侧新造土地，复耕后还地于民，缓解了公路建设用地矛盾。

5、K61～K64谭家院三组段路线方案布设：

本路段初设线位与旬阳县小金河磁铁矿选矿厂等设施存在一定干扰，施工图外业期间，通过现场调查，并与矿方细致沟通，结合对K62处初设评审意见，专家提出的同向曲线间直线长度不满足规范问题的修改，对本段落平面线位进行了优化。

通过增设长度190米短隧道，后移张河立交位置至K64+500处，调整K62处曲线为卵形曲线。

通过调整，提高了本路段路线平面指标，避免了与选矿厂等设施的干扰。

6、韩昌河、朱家河、大金河段连续下坡方案的优化：

受地形影响，本项目路线连续通过分水岭，分水岭两侧沟道自然纵坡达3%以上，且长度较长，造成路线长段连续上、下坡，存在安全隐患。

施工图阶段通过适当抬高下游高度，合理分配纵坡值，对纵面线形进行了优化。

初设阶段韩昌河段长度4.06公里，平均纵坡3.11%，最大纵坡3.8%/2处，优化后平均纵坡3.05，最大纵坡3.5%/2处。

朱家河段长度5.17公里，初设平均纵坡3.2%，最大纵坡3.8%/2处，优化后平均纵坡3.02，最大纵坡3.5%/3处。

大金河段长度4.76公里，初设平均纵坡3.06%，最大纵坡3.7%/2处，优化后平均纵坡2.97%，最大纵坡3.7%/1处。

对于连续下坡路段，路线平纵面设计已尽了较大努力，继续抬高线位势必造成工程规模大幅增加。

施工图阶段拟加强连续下坡段安全设施设计，参考省内其它项目安全设计经验，设置必要的避险车道、安全检查区、紧急停车带等设施，确保行车安全。

7、逐处优化，降低边坡高度，减少弃方数量：

项目沿线沟道狭窄，两侧边坡陡峻，初设阶段路线挖方边坡高度大于30米的段落共计40处，累计长度2465米（单侧），施工图阶段针对这些高边坡段落，逐处进行了优化。

采取了优化平面线位、抬高设线高度、增设短隧道、变小间距隧道为连拱隧道等一系列有效措施。

优化后全线高度大于30米边坡21处，累计长度1246.99米，弃方数量大大减少。

2.1.2、技术指标的总体运用

本合同段全线共设置平曲线67个，平曲线占路线总长度的64.92%，平均每公里设平曲线0.91个；平曲线最大半径为6000米，平曲线最小半径430米，最大直线长度4211.5米（马鞍子梁隧道），最小直线长度同向曲线间为240.1米，反向曲线间为168米。

平曲线最小长度402.3米。

全线同向曲线间直线长度不满足规范6V规定的共有3处，直线长度分别为427.93米、421.31米、240.1米，

前2处直线长度达到5V，可以满足山区高速行车安全需要。

直线长度240.1米设于正线K68公里处，路段沟道狭窄、布线困难，设复曲线必须要搬迁金寨中学，拆迁安置困难很大，考虑到相接路段指标衔接平顺，加以完善的警告预告措施，可满足安全行车需要。

全线共设变坡点75处，竖曲线占路线总长度的40.18%，凸型竖曲线最小半径为12000米，凹型竖曲线最小半径为12000米。

平均每公里纵坡变更1.0次，最大纵坡为3.7%，共1处，最小纵坡0.3%，共3处。

平纵面技术指标运用情况见下表：

平、纵面指标设置一览表

项目

R≥2500

1410≤R＜2500

960≤R＜1410

700≤R＜960

550≤R＜700

420≤R＜550

平曲线个数

10

8

16

23

8

3

曲线占路线总长（%）

10.70

7.67

16.07

22.33

8.25

2.39

纵坡（i）

3.5%＜i≤4%

2.5%＜i≤3。

5%

2%＜i≤2.5%

1．5%＜i≤2%

1．0%＜i≤1.5%

0.3%≤i≤1%

纵坡占路线总长（%）

1.17

14.92

23.76

18.19

15.7

26.26

从以上的平纵面指标总体运用表和设置表中可以看出，平曲线半径在R≥700范围内的路线长度占总里程的89.36%（含直线段），大多数路段平面指标满足设计时速100Km/S一般最小半径；纵坡在0.3%≤i＜2.5%范围内的路线长度占总里程的83.91%，纵断面较平缓。

全线整体指标均衡，对行车安全有利。

2.2、路基、路面、防护、排水工程设计要点

2.2.1、设计原则

1、路基横断面布置及加宽、超高本路段为双向四车道高速公路，主线设计车速为80公里／小时，整体式路基宽度为24.5米，分离式分别为12.25米，设置路堤边沟路段坡脚设1.0或2.0米宽护坡道，路堑路段设置2.0米宽碎落台，公路用地界为2米。

①整体式路基宽度采用24.5m，其中中央分隔带2.0m，左侧路缘带2×0.5m，行车道为2×7.5m，硬路肩2×2.5m（含右侧路缘带2×0.5m），土路肩2×0.75m；

②分离式路基宽度采用12.25m，其中左侧土路肩0.75m，左侧硬路肩0.75m，行车道7.5m，右侧硬路肩2.5m（含右侧路缘带0.5m），右侧土路肩0.75m。

③桥梁横断面与路基同宽。

整体式路基中线位于中央分隔带中心，分离式路基中线位于半幅路基的左边缘。

整体式路基与分离式路基衔接处线形连续。

路线桩号按右线连续推算，左右线衔接处设断链。

主线超高按路线规范之规定设计，整体式路基绕中央分隔带边缘旋转，分离式路基设计基准线为距左侧路基边缘1.0m处，超高的过渡在缓和曲线内完成。

2、设计标高及路拱横坡整体式路基设计标高位于中央分隔带外边缘处，分离式路基设计标高位于整体式路基位置相对应，即距左侧土路肩边缘1.0m处（行车方向）；不设超高路段的行车道及硬路肩路拱横坡采用2.0％，无论是否超高，外侧土路肩始终以3.0％横坡向外倾斜，而内侧土路肩当超高小于3％时采用3％的横坡，当超高大于3％时应保持与路线行车道横坡一致；

3、护坡道设置坡脚排水沟的路堤段，坡脚至排水沟的内缘设1～2.0米宽的护坡道，并向外设3%的横坡。

4、、碎落台路线通过耕地路段护坡道采用1.0米。

路堑路段设置2.0米宽并向路基侧倾斜3%的碎落台。

5、、用地界限根据《关于在公路建设中实行最严格的耕地保护制度的若干意见的通知》精神，为节约用地，本项目公路用地范围：

路堤段为边沟沟口外2.0m，无边沟时为路堤坡脚或构造物外边缘以外2.0m；路堑段坡顶以外2.0m，有截水沟时，为截水沟沟口以外2.0m。

2.2.2、路基设计

1、路基填料及压实

路堤填料：

路基开山挖余石渣和隧道弃渣为路基填料的主要料源，强～全风化云母片岩和千枚岩因其强度低且遇水容易软化而做废方处理。

路床填料：

填石路基路床范围和挖方路床为坡积碎石土路段。

①.填石路堤，压实质量采用施工参数和压实质量检测同时控制，压实质量检测可采用压实沉降差或孔隙率指标进行控制，施工时应根据试验路确定施工参数和质量控制标准。

②.桥涵台背优先选用路基挖余石渣、隧道弃石渣等粗粒土填筑，料源不足时，采用砂砾填筑。

2、基底处理

①地面横坡缓于1：

5时，路基填筑前，应清除原地表耕植土，厚度一般按20～30cm计，之后进行路基填前碾压，地基压实度应≥90％。

清除地表耕植土已计列换填所增加的土方数量。

②地面横坡为1:

5～1：

2.5时，原地面应开挖台阶，台阶宽度不小于2m。

当基岩面上的覆盖层较薄时，应先清除覆盖层再挖台阶。

③地面横坡陡于1：

2.5地段的陡斜地段路基，设置了下挡墙，若承载力满足要求时基础底加设级配碎石垫层并预留不小于3米的襟边宽度，并视情况设置墙脚浆砌散水。

④基岩路段路床为保证路面铺设厚度，规定超挖10厘米，采用路面底基层材料调平，超挖量计入土石方工程数量表中。

3、路床处理

填石路基及坡积土挖方路段，路床80厘米超挖，采用未筛分碎石填筑，未筛分碎石利用弱风化石质路基挖余方或隧道弃渣轧制，最大粒径不超过10厘米。

4、桥台背处理

路堤与桥台、横向构造物（涵洞、通道）连接处设置过渡段，过渡段长度为2～3倍路基填土高度。

桥台背、涵洞背与顶部填料的压实度，从填方基底或涵洞顶部至路床顶面均为96%。

采用石质路基挖余方或石质隧道弃渣填筑时，采用施工参数和压实质量检测联合控制。

5、路基填挖交界处理

为保证填挖过渡段路基的整体稳定，避免不均匀沉降，在纵横向填挖交界处，采用以下方案处理：

①填挖交界位于裸露基岩边坡上时，沿路基纵横向分级开挖台阶，台阶宽不小于2.0米（纵横向开挖超挖过渡段），路床下挖通并采用未筛分碎石填筑，路床以下路堤提高1%压实度。

②填挖交界位于坡积碎石土边坡上时，沿路基纵横向分级开挖台阶，台阶宽不小于2.0米（纵横向开挖超挖过渡段），纵向设置10米长过渡段，路床横向延伸至填方路基全宽段，路床以下提高1%压实度。

同时根据坡面水文地质情况（无层间水、裂隙水），应在挖方一侧设置纵横向盲沟。

6、路基边坡

①一般填方路基边坡：

对于边坡高度低于2.5米的低填路段，采用1：

1.5的边坡坡率，边坡采用灌木与植草相结合绿化，坡脚处设置成圆弧形，不设防撞护栏及拦水带，能较好地与原地貌融为一体，并提高行车安全。

互通立交匝道边坡视情况适当放缓，尤其匝道圈内边坡可放缓至1:

3～1:

4。

当边坡高度低于8米（具体根据整段边坡高度情况确定，下同）时，填方边坡坡率采用1:

1.5；当边坡高度超过8米时，上部第一级边坡高度6米，边坡坡率采用1:

1.5，设2米宽平台，下部第二级边坡采用1:

1.5或1:

1.75。

当填方边坡伸出较远、或落入冲沟的局部路段，设置浆砌片石挡土墙收缩坡脚。

当填方边坡距山坡较近时，为便于排水和绿化，将边沟外侧填平。

临河路段路基边坡延伸侵占河道路段，设置路堤墙或路肩墙，使路基不侵占河道宽度。

②一般挖方路基边坡：

根据沿线调查及地质勘探等资料判断的岩土类别、岩性、风化程度等，结合路堑边坡高度、地形条件，结合对当地人工边坡、自然边坡的调查、分析，参照该地区其它公路挖方边坡坡率及边坡形式，汲取成功经验，挖方路基边坡按以下原则设计：

边坡设一级或多级平台，各级边坡高度一般为8～10米，最大不超过12米。

每级平台的宽度一般为2米，以2％的坡度向路基侧倾斜。

边坡坡率：

路基边坡高度小于12米时，边坡坡率采用1：

0.5～1:

1.0；对于坡积层较厚或岩石裂隙发育，强度低，爆破后多呈碎石土状的强风化层，一般采用1:

0.75或1:

1；弱风化或微风化岩石，其坡率主要采用1：

0.5，个别段落采用1:

0.3。

2.2.3、特殊路基处理

①不稳定边坡

a、主线不稳定边坡K59+140～K59+310、K60+070～K60+190、K60+960～K61+060段山坡倾向大金河，上部地形陡峻，基岩裸露，下部地形较缓，崩坡积物呈台阶状（台地、现为耕地），岩性为第四系坡残积亚粘土、碎石土（夹有巨块石），下伏泥盆系强、弱风化云石英片岩，基岩裂隙发育，岩芯破碎，覆盖层厚度10～18米，地下水较发育，局部有地下水渗出，自然边坡稳定，台地临河下部基岩裸露，为片（理）顺层边坡，节理裂隙较发育。

路基挖方边坡高度20～35米，根据地勘资料及评价成果，挖方边坡稳定性较差，需要加固。

设计方案：

挖方边坡坡率1:

0.75～1：

1，在路基左侧一级挖方平台设置抗滑桩对坡体进行支挡（予加固），抗滑桩截面积为2.0×1.5㎡，桩体中心距为6.0m，坡面采用窗孔式护面墙防护，同时设置完善地下地表排水系统以保证挖方边坡的稳定性。

b、白河E匝道左侧不稳定边坡白河立交EK0+130～EK0+270左侧及CK0+620～+792右侧为河流高阶地，地貌呈山间凹地，阶地南侧为基岩裸露、地形陡峻的基岩山体，地表局部较潮湿，岩性为第四系坡崩残积亚粘土、碎石土（夹有巨块石），下部为阶地堆积卵石土，呈密实状，下伏泥盆系强、弱风化云石英片岩，产状210°∠65°，为逆层边坡，自然边坡稳定，路基挖方边坡高度15～25米左右，根据地勘资料及评价成果，挖方边坡上部稳定性较差，需采取一定加固措施。

设计方案：

挖方边坡坡率1:

0.75～1：

1，卵石土及基岩边坡采用窗孔式护面墙防护，碎石土边坡采用锚杆框架梁加固。

②高边坡

本项目挖方边坡高度大于30米的路段共计21处，累计长度计1246.99米（单侧长度，以下同），最大边坡高度84米（K57+293右侧）。

全线高边坡总体上可划分为三种类型，分别为逆层岩石边坡、顺层岩石边坡和坡积土边坡。

其中大部分为岩质高边坡。

所以高边坡均进行了地质勘察或地质调绘，并根据边坡岩性、风化程度，对设计边坡进行了稳定性分析、验算，防护设计做到了“一坡一图，一坡一景”。

从本区工程地质特征分析，影响路堑稳定性的主要因素是开挖段地形地貌、区域构造、岩土体类型、成因、性质、组合类型、岩土界面特征、岩石风化程度或松散物密实程度、岩层产状、节理发育程度、水文地质条件等。

采用的设计方案有锚杆（索）框架梁、单点锚（索）杆、浆砌骨架护坡、主动柔性防护网、抗滑桩预加固等方法。

③滑坡处理

初设阶段对路线有影响的滑坡有3处，分别为K38+480～K38+640堆积层滑坡（位于比较方案）、YK51+100-YK51+200滑坡、K56+350-K56+500滑坡，施设阶段路线推荐方案采用初设A6方案，路线于YK51+100-YK51+200左侧滑坡前缘以高桥通过，由于桥