桥梁下部结构设计相关问题探究

2014-08-15邓含

黑龙江交通科技 2014年6期

邓含

(贵州桥梁设计院)

桥梁建设对于我国的经济社会发展具有十分重要的意义和作用，因此，无论是施工还是设计环节都应当对其进行综合方面的考虑与开发。尤其是在桥梁跨度加大、施工周期较长以及施工技术难度相对较高的情况。因此，在进行桥梁建设过程中尤其是进行下部结构设计过程中应当进行充分考虑。

1 桥梁下部结构中的类型选择

(1)如果钢筋混凝土薄壁墩台填土不高，河床宽度较小时，出于减少桥长度和节省成本的目的，同时为了避免台前锥压缩河床，选用靠近河的墩台身直立桩基础薄壁墩台比较合理，在墩台下设置支撑梁，使整个桥梁构成框架结构，利用两端台后被动土压力提高桥梁的整体稳定性。

(2)对于柔性排架式墩台，采用预制桩打入的墩台基桩处理方式比较合理。

(3)埋置式桩柱式桥台把桥台设置在岸上，埋植在锥形护坡中，这种桥台根据桩基的不同可以分为单排桩式和双排桩式。

(4)柱式桩基础桥墩有着良好的适应性，施工较为方便，是软基地质中应用效果较好的一种基础主要有以下几种形式。

①通常用于简支梁桥的单排带盖板桩柱式桥墩。

②无盖板独柱式桥墩或者排柱式桥墩，在连续现浇箱梁中应用较多。

(5)墩台选择过程中应当注意的主要内容:

①在进行墩台的选用过程中，为了能减少软基位移产生的结构性影响，应当对尽可能的对桩根数量进行递减，从而达到预期效果，还能对工程造价进行控制管理。

②当桥梁的桩底不断接近基岩过程中，其承载力也会接近设计要求，在此基础上就没有必要再进行基岩的深入，只有不断的加大桩径计算量，用摩擦桩代替岩柱桩。进行设计时采用1.2 m 的桩径要控制桩需要嵌入基岩至少1.5 m，而采用1.5 m 桩径则无需嵌入基岩，但是这种桩径会给施工带来很大的难度。

2 桥梁下部结构

(1)计算桥梁下部盖梁内力时，主要根据《墩台设计手册》中的算例进行如下方式的计算:采用杠杆法处理在和对称布置的情况，如果载荷出现偏心，则需要按照偏心计算方法进行计算，这两种方法对载荷内力的计算效果都比较理想。但是这两种就按方法都只能对布载情况的内力分布进行计算，不是各个截面的最不利状态下的内力分布情况，所以这两种计算方式存在着一定的危险因素。比较合理的计算方法应该是画出各个截面的内力影响线，智斗根据应力线采用杠杆法和偏心法计算最不利横向布载，计算各个截面内的最大应力值和最小值，之后根据应力分布图进行结构配筋。近些年来一些设计单位进行设计时对多支座的箱梁桥梁墩台计算采用了活载方法，把墩台结构等效成为连续梁，不再考虑活载和二期恒载的横向分布影响。

(2)在进行桥墩内力计算过程中，其墩桩顶部的竖向力应当与上述中的计算方式相同。而针对墩桩顶水平力的主要计算内容应当采用柔性墩理论当中的集成刚度法完成。通过对桥面汽车制动力以及桥梁梁体混凝土水平力多项内容的分配形成截面内力计算多项内容。

(3)桥梁台面内力计算不仅包括桥墩内力计算还包括桥台竖向荷载需要对土压力以及负摩阻力等进行增加。

3 桥梁下部结构的配筋处理技术

(1)随着目前桥梁下部结构的配筋技术处理主要此阿勇承载极限状态的设计方式进行，容许应力法逐渐淡出技术范围之内，因此，在进行该问题的探讨过程中主要对承载极限状态的设计情况进行简要分析。实际上，作为一种基于等截面简支梁上的设计内容，极限法其适用范围十分有限，很多方面的功能性与容许应力情况之间存在差距。因此在记性设计过程中还还应当采用容许应力法。

(2)桥梁中的盖梁配筋内容

①桥梁等截面连续梁计算套用过程中要采用极限法进行计算，不能完全套用，但是会富余负弯矩。

②变截面的盖梁梁进行套用时只能采用容许应力法。

③盖梁抗弯配筋的设计主要由裂缝的宽度控制，上述两种计算方法都不能控制设计。

④抗剪设计。上述两种方法明确的规定了混凝土和箍筋承担剪力的比例，但是这种规定使桥梁需要设置大量斜剪力筋，使梁内布筋的难度加大，可以采用多设箍筋的方式保证混凝土和箍筋承担更多比例，提高配筋的自由度。

⑤盖梁配筋要根据“强剪弱弯”的原则进行，由于很大比例的梁体破坏都是因为剪力不足导致的，所以进行配筋要把抗弯筋的设计视作工作重点，保证抗弯筋满足设计要求，抗剪筋则一般有富余。

⑥施工阶段应力计算多用容许应力法。

4 桥梁工程下部结构施工技术

4.1 桥梁下部桩长变更

地质钻探受到技术限制只能够显示局部结构，不能全面描述实际桩孔地质情况，所以，应当在进行设计过程中根据实际情况，对桩底难以钻探的地方及西宁桩长变更。设计者不能够随意改变桩长，但是也不能够过分保守，应该在保证承载力的前提下进行适当的调整。

4.2 桥梁下部沉淀层厚度指标研究

(1)对沉淀层进行严格要求，保证施工的顺利开展。

(2)由于清底系数数值对桩长的影响较大，所以需要进行特殊控制，控制在0.3 ～0.4 d 为宜，如果存在个别桩底沉淀层超标，则需要在浇筑之前采用反循环方法清理孔。

4.3 桥梁下部结构中的断桩处理技术

桥梁下部桩底设计应当保障底层断桩处理技术的良性开展，对于上层断桩情况应当采用挖孔接桩的办法，而对于中层断桩情况则需要进行重点控制。

4.4 基于桥梁下部结构中的横系梁以及承台功能技术探讨

横系梁对桥梁下部结构具有十分重要的作用，是对桥梁墩柱进行有效连接的关键所在。其设计工程主要是增大桥梁桩横向的整体性能。当桥墩比较低的时候，其横系梁就可以取消，而高的时候，其梁有可以减少围堰的难度。承台的的主要功能是连接群桩，条件允许可以用大直径独桩代替群桩，节省建设成本。

5 桥梁下部结构工程施工中的前期规划方面合理性的重要意义

桥梁下部结构的工程项目建设中的前期设计规划内容对工程质量具有重要意义，是促进工程建设效率提高以及工程质量得到保障的前提。以德国的工程企业为例，其施工资金往往十分充足，但是在进行具体的建筑工程建设阶段却要话费几年的时间进行方案设计，由此可见其对工程设计方案以及工程质量的看重。而我国在相关的工程项目建设过程中往往将侧重点放在工程项目的本身上，而缺少对设计环节、前期规划合理性的考虑，这就会造成工程效率低下，合理性缺失等等问题，进而影响到整体工程质量和安全。

(1)加强工程项目建设的总体规划设计，形成下部结构位置以及型式。

(2)对桥梁宽度进行合理规划和设计，进一步提高下部结构的设计质量以及相关设计单位的效率。

(3)设计环节中的勘测对于桥梁下部建筑结构工程建设具有重要意义，，其设计环节如果不到位就会给工程实施造成设计变更、工期延长、费用增加等问题。