淺談重力式橋臺(tái)

宋述評(píng),張世友

（甘南縣農(nóng)村公路管理站）

1 重力式橋臺(tái)的類型

重力式橋臺(tái)依據(jù)橋梁跨徑、橋臺(tái)高度及地形條件的不同。有多種形式。常用的類型有U型橋臺(tái),埋置式橋臺(tái),八字式和一字式橋臺(tái)等。

（1）U形橋臺(tái)

U形橋臺(tái)由臺(tái)身（前墻）臺(tái)帽、基礎(chǔ)及兩側(cè)的翼墻組成,在平面上呈U字形。臺(tái)身支承橋跨結(jié)構(gòu),并承受臺(tái)后土壓力；翼墻連接路堤,在滿足一定條件時(shí),參與前墻共同承受土壓力,側(cè)墻外側(cè)設(shè)錐形護(hù)坡。

U形橋臺(tái)構(gòu)造簡(jiǎn)單,基礎(chǔ)底承壓面大,應(yīng)力較小,但圬工體積大,橋臺(tái)內(nèi)的填土容易積水,結(jié)冰后凍脹,使橋臺(tái)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。U形橋臺(tái)適用于填土高度8～10m的中等以上跨徑的橋梁,要求橋臺(tái)中間填料宜用滲水性較好的土夯填,并做好臺(tái)背排水。

（2）埋置式橋臺(tái)

橋臺(tái)臺(tái)身埋置于臺(tái)前溜坡內(nèi),不需另設(shè)翼墻,僅由臺(tái)帽兩端的耳墻與路堤銜接。它使臺(tái)身重心向后,用以平衡臺(tái)后填土的傾覆力矩,但傾斜度應(yīng)適當(dāng)。

埋置式橋臺(tái),臺(tái)身為圬工實(shí)體,臺(tái)帽及耳墻采用鋼筋混凝土,當(dāng)臺(tái)前溜坡有適當(dāng)保護(hù)不被沖毀時(shí),可考慮溜坡填土的主動(dòng)土壓力。因此,埋置式橋臺(tái)圬工數(shù)量較省,但由于溜坡伸入橋孔,壓縮了河道,有時(shí)需要增加橋長(zhǎng)。它適用于橋頭為淺灘,溜坡受沖刷較小,填土高度在10m以下的中等跨徑的多跨橋中使用。當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況較好時(shí),可將臺(tái)身挖空成拱形,以節(jié)省圬工,減輕自重。

（3）八字式和一字式橋臺(tái)

臺(tái)身兩側(cè)為獨(dú)立的翼墻,一般將臺(tái)身與翼墻分開,其間設(shè)變形縫。當(dāng)臺(tái)身與翼墻斜交時(shí)則為八字式橋臺(tái)；臺(tái)身與翼墻在同一平面則為一字式橋臺(tái)。它適用于河岸穩(wěn)定,橋臺(tái)不高,河床壓縮小的中小跨橋,對(duì)于跨越人工河道及立交橋亦可采用。八字式和一字式橋臺(tái)的翼墻除擋住路堤填土外,并起引導(dǎo)水流作用。翼墻的構(gòu)造與地形、填土高度和接線有關(guān)。

重力式橋臺(tái)在鐵路橋上還有T形橋臺(tái),十字形橋臺(tái)等型式。

2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造與主要尺寸

（1）臺(tái)帽與背墻

橋臺(tái)頂帽由臺(tái)帽和背墻兩部分組成。臺(tái)帽采用20#混凝土或鋼筋混凝土,其中鋼筋的布置和支座邊緣到臺(tái)身的最小距離與橋墩相同。實(shí)體式橋臺(tái)背墻一般不設(shè)鋼筋,懸壁式橋臺(tái)頂帽采用鋼筋混凝土,并按計(jì)算布置受力鋼筋。

（2）臺(tái)身

實(shí)體式橋臺(tái)臺(tái)身前后設(shè)置斜坡呈梯形截面,外表面斜坡可取用10∶1,內(nèi)側(cè)斜坡取8∶1～6∶1。臺(tái)身頂?shù)拈L(zhǎng)度與寬度應(yīng)配合臺(tái)帽,當(dāng)臺(tái)身為圬工結(jié)構(gòu)時(shí),并要求臺(tái)身任一水平截面的縱向?qū)挾炔恍∮谠摻孛娴脚_(tái)頂高度的0.4倍。

埋置式橋臺(tái),由于作用在橋臺(tái)上的水平力較u形橋臺(tái)小些,在擬定尺寸上,臺(tái)身底部可略大于頂部尺寸,最后由應(yīng)力驗(yàn)算確定。

（3）翼墻及耳墻

U形橋臺(tái)的翼墻,外側(cè)為3∶1～5∶1的斜坡。圬工翼墻的頂寬不小于0.4～0.5m,對(duì)任一水平面的寬度,片石圬工不宜小于該截面至墻頂高度的0.4倍,塊石及混凝土不宜小于0.35倍,當(dāng)臺(tái)內(nèi)填土為滲水性良好的土類,則上述要求可分別減為0.35倍和0.3倍。在側(cè)墻的尾端,除最上段1.0m采用豎直外,以下部分可采用4∶1～8∶1的倒坡。

八字式和一字式的翼墻,根據(jù)近年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),墻頂寬取0.4m,外側(cè)用10∶1斜坡,內(nèi)側(cè)可用8∶1～10∶1,翼墻的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)地地形確定,尾端應(yīng)保持一個(gè)相當(dāng)高度。

埋置式橋臺(tái)的擋土采用耳墻,它承受土壓力的計(jì)算圖式為懸臂板,如需要支承人行道上的荷載,則受到兩個(gè)方向的彎矩和剪力,需要配置受力鋼筋,耳墻長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng),一般不超過(guò)3～4m。厚度為0.15～0.3m,高度為0.5～2.5m,耳墻應(yīng)將主筋伸入臺(tái)帽或背墻借以錨固。

（4）錐形護(hù)坡,溜坡及臺(tái)后排水

U形橋臺(tái)的翼墻尾端上部應(yīng)伸入路堤不小于0.75m,錐形護(hù)坡的坡腳不能超過(guò)橋臺(tái)前沿。錐形護(hù)坡在縱橋向的坡度,路堤下方0～6m處取用1∶1,大于6m的部分可取用1∶1.5,在橫向與路堤邊坡相同。當(dāng)縱橋向與橫橋向的坡度相同時(shí),錐形護(hù)坡在平面上為1/4圓形；當(dāng)兩向坡度不等時(shí),為1/4橢圓形。護(hù)坡在高出設(shè)計(jì)洪水位0.5m以下部分應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流速不同采用塊、片石砌筑,不砌部分植草皮保護(hù)。

埋置式橋臺(tái)的溜坡坡度一般取用1∶1.5。溜坡坡面采用砌石保護(hù),并應(yīng)根據(jù)河岸沖刷深度確定其基礎(chǔ)的埋置深度。溜坡面距臺(tái)帽后緣應(yīng)不小于0.3m,耳墻伸入溜坡至少0.75m。溜坡坡面和臺(tái)身前沿相交處應(yīng)比設(shè)計(jì)洪水位高出0.25m,以避免水流滲入。

實(shí)體式橋臺(tái)背后,從臺(tái)帽或背墻底面應(yīng)設(shè)砂礫濾水層及膠泥隔水層,在隔水層上設(shè)置一碎石層伸向臺(tái)后,并有2.9％～3％向臺(tái)后的縱坡,在碎石層的末端設(shè)置橫向盲溝,排出臺(tái)內(nèi)滲水。