整体式桥台设计要点分析

【摘要】随着科学技术的不断进步，我国建筑施工类企业的施工技术和施工工艺都取得了长足的发展。例如在桥梁工程中，工程师们对桥梁受到的压力的特点和桥台的完整性上进行了大量研究和实践，之后又对整体式桥台和搭板的构造结构进行了详细论证，使桥梁工程术有了极大的提高。當前，整体式桥台设计的一般工作是对台、柱身进行高压聚乙烯塑料的包装，以及对台帽等部位进行特殊设计。使用这种设计的优点是能够避免台后土体由于桥台位移发生变形，有利于对台温度升高等情况进行预判，能够将整体式桥台的重量予以减轻，保证桥梁结构的稳定性；同时有利于在降温时尽可能地避免出现质量问题。

【关键词】整体式桥台；桥梁设计；设计要点

1、整体结构

我国在整体式桥台的压力和变形异常等问题上进行了大量的研究，并积累了很多丰富的经验。依照现有的标准，我国的整体式桥台桥梁建设还处在初级阶段。因此相关企业应当根据整体式桥台桥梁的受力特点，针对其特别的构造专门进行设计、施工，以提升桥梁整体施工质量和施工效率。

某工程采用了整体式桥台，分离立交桥的施工，在施工中桥面宽度设置为7.6米，桥梁全长80米，桥梁高度为9.29米，在桥面上铺设有抗渗混凝土，台量较为坚固，结构中的主梁和钢筋混凝土以及矩形盖梁，均采用三柱式台身，双柱式桥墩（直径为1.2米），采用了单排钻孔灌注桩的施工工艺，将钢筋混凝土进行承托和过渡受力，特点如下：整体式桥台各部分受力在相互作用下构成了整体，包括了主梁、台、桩等按照上下两部分进行抵抗力作用的施工，在温度提升、负荷加大以及水平压力综合作用下，实现了抵抗力与桥梁整体变形状态下各项压力指标大小和谐的状态[1]。

在相同的约束力状态下，使用搭板设计，使得搭板底面以及侧面土体约束作用力不断升高，实现后台搭板和翼墙结构的整体性，对结构的整体受力产生影响。同时为了提高桥梁对台后土压力的承受能力，在纵向上实现柔性和超静定结构的结合，施工单位应当做到整体适应桥台，对桥梁结构进行再设计，实现桥梁的超静定结构。温度变化时，后台土体会被压缩，因此会产生较大的抵抗力，为了避免这种情况的发生，要对刚性的结构和内力进行改造，实现对桥台和台后土的合理设计，经过进行具体建造、特殊设计之后，减少二次离合台后土压力等不利情况的发生。

2、设计构造概要

由于整体式桥台主梁连接必须进行特定的设计，为了适应整座桥的受力，强化变形，因此在整体式桥台桥梁上面的构造和下面的构造方面进行整体连接之后，应当重点设计整体式桥台桥梁等重要组成部分，再结合该工程分离立交桥构造，对整体式桥台桥梁的设计要素进行简单分析。整体式桥台桥梁与普通结构桥梁桥台相比，在较大的水平推力和台后水平土抗力的作用下，前者能够有效防止梁体和台体变形等问题出现，显示出巨大的优点。

2.1经过特殊设计，实现桥台盖梁与台柱连接的地方刚度变化范围的设置，将作用力集中在刚度承托，桥台盖梁下方4米范围内的节点，作用力的减少，预防混凝土裂开。为了减轻台后土的作用力，采用了具有相当韧性和弹性的高压聚乙烯泡沫塑料，使用镀锌钢丝网进行台身的环绕工艺，容易发生桥台和台后土体之间“硬碰硬”的问题。为了限制台后土体中水分腐蚀桥台，在外包装上采用低密度泡沫塑料桥台的方式，增强了材料的抗老化性富于弹性，同时提高了抗压强度，保证了桥台和台后土体之间不会发生“硬碰硬”问题。

具有相当的韧性和弹性的高压聚乙烯泡沫塑料，能够预防台后土体中水分对桥台的腐蚀，同时还可以增强外包装低密度泡沫塑料的抵抗力，提高施工效率，减少施工周期。

2.2搭板的处理，在搭板分段点和钢筋混凝土枕梁上，连接位置设置了变形缝，高度为25厘米，深度为十厘米[2]。

这样做的方式是为了适应上面结构传递的水平变形，保证在温度变化的状态下，能够预防台后涂料不均匀，导致搭板、台帽出现破损，使用填充式伸缩混合料进行填埋。在改性沥青束缚的状态下铺设土工布，在底部实行了连接解封，同时将桥台台帽和搭板进行连接。

2.3 为了解决桥台周围的排水问题，在原来地面处横桥方向设置横向排水盲沟，在施工台后填土时逐层夯实，填筑材料，采取摩擦角度，大透水性较好强度高的沙粒，保证排水畅通。

采用斜桩基础，合理安排伸缩缝位置。可在相邻桥台的一跨采用伸缩缝，适当加大所谓的斜桩基础，对于多跨（一般>8跨）桥梁，在台前加设一定倾斜角度的斜桩，实则为竖直桩与斜桩的混合桩基以竖直桩承担桥台的设计荷载，并设置四氟板支座，斜桩较竖直桩在施工上有一定的难度，对于薄壁桥台的壁厚取值须比标准图，避免台壁出现裂缝，由于桥头填土和软基下沉变形而产生的水平推力，以利桥台及上部位称变形。

加大锥体护坡范围，以大锥体填土来平衡台背引道填土压力，台后填土采用轻质材料，或在重力式挡墙填土内埋设钢筋混凝土圆管、波纹铁管等，作锥体护坡的坡脚基础，既减轻台背填土重量，又增强台背填土的稳定，起到支持台前台后软基均匀下沉的作用，达到保护桥台整体结构的目的[3]。

填筑材料的选择，能够很好地解决排水问题，保证桥台周围原有的横桥方向能够有设置有排水盲沟，使得夯实度不断增强。对于台梁接点的设计，采用主梁的伸缩向后移动和向前移动的方式，这种方式能够实行立交桥梁和主梁的结合点，采取梁板和横梁整体浇筑的固结方式，防止主梁内力不断变化，通过桥台反作用用于主梁，实行台后土压力作用的改变。此时台梁节点内部较为复杂，应从节点的构造角度进行设计方面的考虑。

结语：

通过对受力特点的分析，结合该工程整体性桥台桥梁的施工实际，将分离立交桥的设计进行实际的细部的改造，最后得出结论如下，桥头上面的搭板，利用高粘弹性的橡胶改性沥青作为变形缝的填充材料，缩短了工期，实现了施工的便利，保证接缝施工的质量，使得接缝施工后，行车更加舒适和更加平滑。台后土体在结构的不利影响下，能够有效解决桥台移动发生的变形问题，同时降温后台与台后填土之间出现的缝隙不再增大，发挥了高压聚乙烯泡沫塑料的优势，使得台帽和台柱能够在不断升温的作用下，不增强承压，削弱了台后土压力对结构的不利影响。经过一年的运营之后，该工程内整体式桥台桥梁结构没有出现破损，说明采取的构造设计举措是合理和有效的，使得行车更加舒适。

参考文献：

[1] 肖成宇，张飞.整体式桥台桥梁设计要点探讨[J].交通世界（中旬刊），2017，（11）：111-112.

[2]赵云鹏.整体式桥台桥梁设计要点探讨[J].北方交通，2016，（1）：19-22，28.

[3]王超，黄旭.整体式桥梁的设计理念和实践关键问题[J].黑龙江交通科技，2018，41（5）：91-92.

作者简介：

杨小东，北京特希达交通勘察设计院有限公司杭州分公司，浙江杭州。