橋梁下部結構設計相關問題探究

鄧 含

(貴州橋梁設計院)

橋梁建設對于我國的經濟社會發(fā)展具有十分重要的意義和作用，因此，無論是施工還是設計環(huán)節(jié)都應當對其進行綜合方面的考慮與開發(fā)。尤其是在橋梁跨度加大、施工周期較長以及施工技術難度相對較高的情況。因此，在進行橋梁建設過程中尤其是進行下部結構設計過程中應當進行充分考慮。

1 橋梁下部結構中的類型選擇

(1)如果鋼筋混凝土薄壁墩臺填土不高，河床寬度較小時，出于減少橋長度和節(jié)省成本的目的，同時為了避免臺前錐壓縮河床，選用靠近河的墩臺身直立樁基礎薄壁墩臺比較合理，在墩臺下設置支撐梁，使整個橋梁構成框架結構，利用兩端臺后被動土壓力提高橋梁的整體穩(wěn)定性。

(2)對于柔性排架式墩臺，采用預制樁打入的墩臺基樁處理方式比較合理。

(3)埋置式樁柱式橋臺把橋臺設置在岸上，埋植在錐形護坡中，這種橋臺根據樁基的不同可以分為單排樁式和雙排樁式。

(4)柱式樁基礎橋墩有著良好的適應性，施工較為方便，是軟基地質中應用效果較好的一種基礎主要有以下幾種形式。

①通常用于簡支梁橋的單排帶蓋板樁柱式橋墩。

②無蓋板獨柱式橋墩或者排柱式橋墩，在連續(xù)現澆箱梁中應用較多。

(5)墩臺選擇過程中應當注意的主要內容:

①在進行墩臺的選用過程中，為了能減少軟基位移產生的結構性影響，應當對盡可能的對樁根數量進行遞減，從而達到預期效果，還能對工程造價進行控制管理。

②當橋梁的樁底不斷接近基巖過程中，其承載力也會接近設計要求，在此基礎上就沒有必要再進行基巖的深入，只有不斷的加大樁徑計算量，用摩擦樁代替巖柱樁。進行設計時采用1.2 m 的樁徑要控制樁需要嵌入基巖至少1.5 m，而采用1.5 m 樁徑則無需嵌入基巖，但是這種樁徑會給施工帶來很大的難度。

2 橋梁下部結構

(1)計算橋梁下部蓋梁內力時，主要根據《墩臺設計手冊》中的算例進行如下方式的計算:采用杠桿法處理在和對稱布置的情況，如果載荷出現偏心，則需要按照偏心計算方法進行計算，這兩種方法對載荷內力的計算效果都比較理想。但是這兩種就按方法都只能對布載情況的內力分布進行計算，不是各個截面的最不利狀態(tài)下的內力分布情況，所以這兩種計算方式存在著一定的危險因素。比較合理的計算方法應該是畫出各個截面的內力影響線，智斗根據應力線采用杠桿法和偏心法計算最不利橫向布載，計算各個截面內的最大應力值和最小值，之后根據應力分布圖進行結構配筋。近些年來一些設計單位進行設計時對多支座的箱梁橋梁墩臺計算采用了活載方法，把墩臺結構等效成為連續(xù)梁，不再考慮活載和二期恒載的橫向分布影響。

(2)在進行橋墩內力計算過程中，其墩樁頂部的豎向力應當與上述中的計算方式相同。而針對墩樁頂水平力的主要計算內容應當采用柔性墩理論當中的集成剛度法完成。通過對橋面汽車制動力以及橋梁梁體混凝土水平力多項內容的分配形成截面內力計算多項內容。

(3)橋梁臺面內力計算不僅包括橋墩內力計算還包括橋臺豎向荷載需要對土壓力以及負摩阻力等進行增加。

3 橋梁下部結構的配筋處理技術

(1)隨著目前橋梁下部結構的配筋技術處理主要此阿勇承載極限狀態(tài)的設計方式進行，容許應力法逐漸淡出技術范圍之內，因此，在進行該問題的探討過程中主要對承載極限狀態(tài)的設計情況進行簡要分析。實際上，作為一種基于等截面簡支梁上的設計內容，極限法其適用范圍十分有限，很多方面的功能性與容許應力情況之間存在差距。因此在記性設計過程中還還應當采用容許應力法。

(2)橋梁中的蓋梁配筋內容

①橋梁等截面連續(xù)梁計算套用過程中要采用極限法進行計算，不能完全套用，但是會富余負彎矩。

②變截面的蓋梁梁進行套用時只能采用容許應力法。

③蓋梁抗彎配筋的設計主要由裂縫的寬度控制，上述兩種計算方法都不能控制設計。

④抗剪設計。上述兩種方法明確的規(guī)定了混凝土和箍筋承擔剪力的比例，但是這種規(guī)定使橋梁需要設置大量斜剪力筋，使梁內布筋的難度加大，可以采用多設箍筋的方式保證混凝土和箍筋承擔更多比例，提高配筋的自由度。

⑤蓋梁配筋要根據“強剪弱彎”的原則進行，由于很大比例的梁體破壞都是因為剪力不足導致的，所以進行配筋要把抗彎筋的設計視作工作重點，保證抗彎筋滿足設計要求，抗剪筋則一般有富余。

⑥施工階段應力計算多用容許應力法。

4 橋梁工程下部結構施工技術

4.1 橋梁下部樁長變更

地質鉆探受到技術限制只能夠顯示局部結構，不能全面描述實際樁孔地質情況，所以，應當在進行設計過程中根據實際情況，對樁底難以鉆探的地方及西寧樁長變更。設計者不能夠隨意改變樁長，但是也不能夠過分保守，應該在保證承載力的前提下進行適當的調整。

4.2 橋梁下部沉淀層厚度指標研究

(1)對沉淀層進行嚴格要求，保證施工的順利開展。

(2)由于清底系數數值對樁長的影響較大，所以需要進行特殊控制，控制在0.3 ～0.4 d 為宜，如果存在個別樁底沉淀層超標，則需要在澆筑之前采用反循環(huán)方法清理孔。

4.3 橋梁下部結構中的斷樁處理技術

橋梁下部樁底設計應當保障底層斷樁處理技術的良性開展，對于上層斷樁情況應當采用挖孔接樁的辦法，而對于中層斷樁情況則需要進行重點控制。

4.4 基于橋梁下部結構中的橫系梁以及承臺功能技術探討

橫系梁對橋梁下部結構具有十分重要的作用，是對橋梁墩柱進行有效連接的關鍵所在。其設計工程主要是增大橋梁樁橫向的整體性能。當橋墩比較低的時候，其橫系梁就可以取消，而高的時候，其梁有可以減少圍堰的難度。承臺的的主要功能是連接群樁，條件允許可以用大直徑獨樁代替群樁，節(jié)省建設成本。

5 橋梁下部結構工程施工中的前期規(guī)劃方面合理性的重要意義

橋梁下部結構的工程項目建設中的前期設計規(guī)劃內容對工程質量具有重要意義，是促進工程建設效率提高以及工程質量得到保障的前提。以德國的工程企業(yè)為例，其施工資金往往十分充足，但是在進行具體的建筑工程建設階段卻要話費幾年的時間進行方案設計，由此可見其對工程設計方案以及工程質量的看重。而我國在相關的工程項目建設過程中往往將側重點放在工程項目的本身上，而缺少對設計環(huán)節(jié)、前期規(guī)劃合理性的考慮，這就會造成工程效率低下，合理性缺失等等問題，進而影響到整體工程質量和安全。

(1)加強工程項目建設的總體規(guī)劃設計，形成下部結構位置以及型式。

(2)對橋梁寬度進行合理規(guī)劃和設計，進一步提高下部結構的設計質量以及相關設計單位的效率。

(3)設計環(huán)節(jié)中的勘測對于橋梁下部建筑結構工程建設具有重要意義，，其設計環(huán)節(jié)如果不到位就會給工程實施造成設計變更、工期延長、費用增加等問題。

6 結 語

綜上所述，橋梁工程項目建設中，其設計人員應當善于對相關的工程實際情況進行總結，尤其針對其可能產生的問題進行分析與解決。在設計工作中不斷創(chuàng)新，形成能夠滿足橋梁下部工程建設需要的設計內容與施工辦法，只有這樣才能真正促進工程建設實施，不斷提升我國建筑工程施工質量與水平。

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［2］陳倩，雪曉冬.重載交通公路橋梁設計中關于車輛荷載的分析［J］.科技資訊，2011.

［3］郭海霞，陳善波.對當代橋梁抗震設計的分析［J］.中國水運(下半月)，2011.