山区高速公路桥梁桥台形式设计分析

文/余登峰、章钰智

1 前言

目前我国的基础建设领域、工作体系和管理标准正在逐步完善。在施工环节，施工团队应需要选择合适的设计方案，保证结构设计达到科学性、合理性的要求；同时，材料与设备也要符合标准，从而保证工程的顺利运行。在具体的设计和施工环节，需要选择科学合理的设计方案，保证受力结构符合工程的要求，达到承载性能的标准。根据目前的实际情况分析，我国对于设计要求并未有统一的要求，所以不同项目需要结合实际情况选择合适的公路桥台，以满足桥梁的运行需要，促进我国桥梁事业的发展[1]。

2 桥台设计的受力分析

2.1 桥台的作用

桥台对于桥梁来说是极为重要的结构，是主要的支撑结构形式，能够为两岸的不同结构物连接提供基础，起到挡土护岸的效果。桥台在运营阶段，主要是受到自重、车辆荷载等方面的双重作用，因此我们需要做好这一方面的分析。

2.2 桥台的主要类型

目前使用最为普遍的桥台形式有混凝土薄壁桥台、轻型桥台、枕梁桥台等。工作人员应结合不同的施工工况选择最佳的类型，满足桥梁的运行需要。

2.3 桥台结构形式选用

2.3.1 轻型桥台

该桥台形式主要有以下特点：桥台结构的体积尺寸比较小，台身为直立的形式，且以薄壁墙体的形式存在；在两侧分别设置挡土墙，同时将桥台表面的侧墙结构设计成为斜坡的形式。桥台下部结构上，应用的材料是钢筋混凝土，上部则是应用锚栓连接各个结构，以此形成四铰框架结构。在运行中，在端台的压力作用下，能够保证稳定性达到标准要求。

2.3.2 薄壁桥台

薄壁桥台采用钢筋混凝土作为主要的施工材料，该桥台类型主要由扶壁的前墙、侧墙、水平底板结构组合而成；挡土墙主要由前墙与间隔距离为2.5～3.5m 的扶壁组成。

2.3.3 埋置式桥台

该类型的桥台一般包含肋板、框架以及桩柱。把结构直接埋设到锥形护坡的结构内，会大大降低其自身需要承受的载荷，进而桥台自身的体积也会减小。但是因为台前护坡结构的片石为永久性防护处理设施，埋置式桥台在运行中容易被洪水冲垮，因此在设计时需要做好稳定性的计算工作，保证其满足该工况下运行的标准[2]。

3 山区高速公路桥梁桥台形式设计分析

3.1 设计准备

要想保证山区高速公路桥台形式设计顺利进行，准备工作尤为关键。工作人员需要先从外部勘察工作进行，准确掌握现场各项数据信息，综合分析地形条件、桥梁平面走位以及纵向坡度等尺寸，判断需要施工的位置，然后通过应用先进的技术设备进行全面检测，模拟出几个可能性高的桥台横断面、纵断面等尺寸，同时还要做好准确性的测量和控制，准确描述现场的地理条件，绘制桥台施工作业位置上的地形、地貌简图。此外，还需要使用摄影机等设备对现场进行拍照或者录制视频，全方面了解和分析，使后期设计人员可以直观地了解现场的具体情况，保证设计顺利进行。

3.2 桥台设计的原则

3.2.1 横坡陡峭地形条件采取柱式桥台与肋板桥台

该桥台是两种形式组合而成的，右侧部分应用的是柱式桥台，可以防止给山体带来损坏和影响；左侧使用的是肋板桥台，确保填土较高一侧可以达到安全性的要求。这种设计方案有着非常高的安全性，也更加环保，所以综合效益较高[3]。在桥梁桥台设计过程中，设计人员需要考虑整体功能应用，保证整体效果达到实际需求。

3.2.2 坡度较陡选择一字型桥台

一字型桥台主要采取桩基础结构形式，保证承台底面直接埋设到地表以下，以确保结构的稳定性合格，达到安全距离的要求。侧墙应用的是直立式与路基路肩墙稳定连接，能够防止因为锥坡过陡而造成安全性不足或者溜坡，并不需要布置桥台锥坡的结构。

3.2.3 填石路基部位采用一字式桥台

对于隧道的工程结构部分来说，可以将路基部分设计为填石路基，通过两侧的弃渣，达到反压护道的效果；结合现场情况设计为纵坡的形式，并根据标准要求直接压实路基施工，消除隧道口狭小、无法弃渣等缺陷，同时还可以延长桥体结构长度，成本较低，弃方得以有效使用，经济性、环保性都非常高。

4 墩台的施工方法

桥墩一般选择在中间设置支撑结构。在桥梁墩台设计环节，需要考虑到受力、地质环境、水文状态等方面因素，选择合适的设计方案。桥梁墩台应该设置在地基相对稳定的位置上，通过完善设计方案、合理计算数据的方式保证基础结构的性能合格。另外，分析目前工程实际案例，桥梁下部结构需不受洪水、地震、桥梁荷载等方面的冲击影响，保证其使用安全性合格。

5 山区高速公路桥梁桥台形式设计方案的选择

为了提升桥梁桥台设计的水平，保证整体桥台的安全性与稳定性提高，设计时需要考虑以下几个方面。

5.1 现场容易产生的问题分析

5.1.1 竖井施工

竖井的设计施工环节，综合分析地质条件极为重要。比如砾石稳定性不足时，应该在工作平台上设置必要的支撑结构，防止发生坍塌的问题，然后在桥台上部施工位置进行模板的支设施工，灌注第一道钢筋混凝土应用支撑梁结构。在该结构施工完成后，如果进行下部空间的石方开挖作业，会因为砾石稳定性不足而发生坍塌，则需要在竖井第一道支撑外部的位置上全部掏空后，对于上述的各个部位进行外侧掏空处理，以提高系统安全性，避免发生安全隐患[4]。

5.1.2 未能有效处理而导致路堤失稳

比如某地区内的桥引道对软土部分进行了处理，且分级加载预压施工，其填土高度达到了7m。在南岸进行砂井作业后，填土达到2.5m 的高度就导致了损坏问题，北岸在填土过程中直接发生损坏问题，填土也完全失效了。分析开挖作业，主要是因为工作人员未能完全掌握地质资料，且填土速度很快，加之反压护道，因此导致了砂垫层排水存在不利影响。施工最后应用的是开挖深边沟排水的方式，将原路堤内存在的积水排出去，并使用袋装砂进行填充处理，同时加强铺设。

5.1.3 堆料不当，未能根据要求分层填筑而导致失稳

比如某地区的大洞桥引道部分，在设计方案中对于软土地基采取的是袋装砂联合砂垫层的方式进行加固处理，但是由于资金不足，有些单位直接省略该工序，进而导致现场施工中有几个路段存在滑塌问题，且车辆通行后产生了不均匀沉降的问题。这是由于堆料不当所造成的，且工作人员未能按照要求分层填筑作业，也没有做好观测工作，碾压不合格。

5.2 改进措施

5.2.1 竖井的外侧需要间隔30cm 设置注浆管，并以梅花的方式布置。首先将松散砾石通过注浆方式组合成为稳定的结构，保证在开挖竖井时不发生坍塌；通过混凝土做好井壁灌注作业，提高施工速度，保证施工质量。

5.2.2 台背填土不能使用粘土材料，最好是应用石渣或者水稳定性高的砾土等材质，减少墙背土壤侧压力；同时，选择分层填筑的方式，提高结构形式。

5.2.3 为了保证设计施工的质量合格，避免裙墙发生早期病害缺陷，首先需要把裙墙看作承重的结构形式，然后计算确定墙背土压力参数，同时还要验证抗剪、抗滑等条件，保证各个部位的稳定性合格；其次，需要将基础设置到冲刷线以下的位置上，并将其设置在稳定性较高的持力层结构上，进而提高基础结构的稳定性[5]。

6 结语

综上所述，桥台的主要特点就是跨越尺寸比较大，那么如何消除其质量缺陷、提高稳定性则是人们需要考虑的重点问题。在确定具体的施工方案之前，工作人员需要先进入现场考察和分析，了解影响因素，然后至少设计出两套方案进行对比分析，才能确定最佳的实施方案。只有不断提升桥台设计水平，保证设计方案符合要求，才能提高桥梁结构的稳定性、安全性，满足我国交通运行的需要。