白勇

【摘 要】市政橋梁下部結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到橋梁的穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)及中需要保證橋梁的實(shí)際負(fù)載能力，還要能夠提高橋梁整體穩(wěn)定性與可靠性。本文對(duì)此展開探究，比較分析了不同類型的橋梁下部結(jié)構(gòu)形式和一般計(jì)算方法，借以提升橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；下部結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

一、前言

橋梁下部結(jié)構(gòu)是橋梁結(jié)構(gòu)中非常重要的一部分，其設(shè)計(jì)的合理性會(huì)直接影響整個(gè)工程的穩(wěn)定性設(shè)強(qiáng)度，如果設(shè)計(jì)合理，會(huì)加速橋梁的建設(shè)施工，同時(shí)會(huì)降低整個(gè)工程的造價(jià)。

二、橋臺(tái)結(jié)構(gòu)型式的選擇

1.輕型橋臺(tái)

輕型橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的體積比較小，一般是直立的薄壁墻結(jié)構(gòu)，通常需要在其結(jié)構(gòu)的兩側(cè)安裝擋土的翼墻結(jié)構(gòu)，還可以將側(cè)墻的形狀制作成斜坡的形式。兩個(gè)橋臺(tái)的下側(cè)需要設(shè)置鋼筋混凝土的支撐結(jié)構(gòu)形式，上部一般會(huì)通過錨栓將其連接起來，這就形成了一個(gè)四鉸框架系統(tǒng)，其可以利用兩側(cè)的土壓來保持平衡。

2.鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)

最為常見的薄壁性橋臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式為撐墻式、扶壁式、懸臂式以及箱式等等，其最基本的結(jié)構(gòu)形式是帶扶壁的前墻以及側(cè)墻結(jié)構(gòu)所組成，擋土墻的兩側(cè)與前墻的距離一般為2.5～3.5m的扶壁組成。

3.埋置式橋臺(tái)

埋置式的橋臺(tái)通?？梢苑殖衫甙迨綐蚺_(tái)、框架式橋臺(tái)以及樁柱式橋臺(tái)。其臺(tái)身通常需要埋設(shè)在錐形的護(hù)坡中，這樣可以大大降低橋臺(tái)所承受的土壓，橋臺(tái)的體積也就會(huì)減小。但是因?yàn)榕_(tái)前的護(hù)坡所使用的是片石（或混凝土）來制作成一個(gè)長(zhǎng)期的使用措施，其在使用中容易因?yàn)橛晁臎_刷而暴露在空氣外側(cè)，因此，需要詳細(xì)計(jì)算強(qiáng)度和實(shí)用性。

三、橋墩結(jié)構(gòu)型式的選擇

橋梁跨徑不超過40m時(shí)，上部的結(jié)構(gòu)宜設(shè)計(jì)為先簡(jiǎn)支后連續(xù)的裝配式結(jié)構(gòu)，橋墩通常是排架式或者是十字墩式結(jié)構(gòu)形式，排架式使用最為廣泛。在巖溶發(fā)育以及樁基施工難度較高的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該盡量減少樁基的施工數(shù)量，此時(shí)一般選擇的是單柱單樁的結(jié)構(gòu)形式；如果橋墩的施工位于河谷或者是可能存在落石危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)該提高自撞擊能力，可以設(shè)置剛度較強(qiáng)的單柱墩。對(duì)于高墩的長(zhǎng)橋，為了減小汽車單向行駛所產(chǎn)生較大的變形情況，可以選擇使用雙幅的橋梁下部結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)橋墩上部結(jié)構(gòu)形式以及建筑高度一般可采用柱式墩、空心薄墩或者是雙薄壁墩等等多種結(jié)構(gòu)形式。柱式墩是當(dāng)前使用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)形式，其具有自重輕、穩(wěn)定性良好、施工非常便捷等等優(yōu)勢(shì)，外觀也比較美觀。市政道路在建設(shè)的過程中應(yīng)該保證其具備標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一性的要求，對(duì)于跨徑小于40m的橋梁，高度較小時(shí)，通常使用的是柱式墩，為了提高工程效率以及工程質(zhì)量，最好選擇圓柱式墩；當(dāng)橋梁高度較大時(shí)，宜選擇空心薄壁墩的結(jié)構(gòu)形式。如果要選擇高墩的結(jié)構(gòu)形式，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的驗(yàn)算。

連續(xù)梁或者是連續(xù)剛構(gòu)橋梁，橋墩的穩(wěn)定性會(huì)直接受到相鄰橋墩的影響，因此需要在縱向?qū)θ珮蜻M(jìn)行整體分析驗(yàn)算。在橫向上，當(dāng)橫坡坡度較大時(shí)應(yīng)重點(diǎn)控制各個(gè)橋墩的高差，以保證橋墩結(jié)構(gòu)橫向受力的均勻性應(yīng)。

四、下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算

下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是否正確就需要全方位的考慮，其也會(huì)影響影響工程的造價(jià)以及安全性。通常來講，下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算需要從以下幾個(gè)方面考慮：

1.蓋梁內(nèi)力計(jì)算

如果需要對(duì)稱進(jìn)行荷載的布置，需要使用杠桿法計(jì)算。如果荷載偏心布置，那么應(yīng)該計(jì)算其受壓情況，兩種荷載情況下需要選擇最大值進(jìn)行計(jì)算。這種算法是保證均勻布載情況下進(jìn)行設(shè)置的，各種不利的情況都需要充分考慮，才能避免內(nèi)力設(shè)置中存在不平衡的因素。

2.橋墩內(nèi)力計(jì)算

墩頂?shù)呢Q向力需要進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，這里不進(jìn)行具體的說明。墩頂水平力計(jì)算應(yīng)該使用柔性墩理論來計(jì)算其剛度，合理分配車輛制動(dòng)以及梁體混凝土收縮、徐變、地震等所生成的水平力，然后根據(jù)在不同荷載組合工況下的水平力、彎矩以及柱頂?shù)呢Q向力選取最不利者來進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。

3.橋臺(tái)內(nèi)力計(jì)算

除了需要承受與橋墩相似的荷載之外，橋臺(tái)還需要承受臺(tái)背土壓力、基底摩擦阻力、搭板自重等荷載影響。水平荷載中增加了土壓力，其影響因素非常多，設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下幾個(gè)問題：（1）軟土地基上帶基樁的混凝土薄壁臺(tái)需要進(jìn)行深度的驗(yàn)算。（2）軟土路基區(qū)域的橋臺(tái)應(yīng)該盡可能采用正交設(shè)計(jì)，盡量縮短臺(tái)身的尺寸，在合適的位置上設(shè)置變形縫，降低受拉區(qū)域長(zhǎng)度，減小變形量，提高工程質(zhì)量。（3）埋置式橋臺(tái)的土壓通常需要與原地面或者沖刷線來進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于土質(zhì)較差的施工區(qū)域中，應(yīng)該進(jìn)行驗(yàn)算，保證施工后不會(huì)對(duì)深層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。（4）詳細(xì)計(jì)算路基沉降和滑動(dòng)數(shù)據(jù)。首先，橋梁沉降量變大、橋頭跳車或者是一端出現(xiàn)早期損害，整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不均勻沉降以及滲水的情況，造成了工程穩(wěn)定性下降，應(yīng)該適當(dāng)加大豎向土壓和摩擦力。其次，應(yīng)該保證橋梁下部結(jié)構(gòu)承載能力有足夠的安全儲(chǔ)備，對(duì)于一些質(zhì)量較差的地基路段，需要詳細(xì)的滑動(dòng)驗(yàn)算。

4.樁筋及樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（1）從理論上進(jìn)行分析，根據(jù)樁體內(nèi)部的包絡(luò)圖進(jìn)行截面積中鋼筋數(shù)量的計(jì)算，一般來說需要根據(jù)最大負(fù)彎矩來配筋，從樁頂一直深入最大彎矩位置上的一半處進(jìn)行錨固處理，減少一半的配筋一直延伸到最低處，進(jìn)行錨固，然后下側(cè)部分是素混凝土，如果是軟土來說，樁主筋一般需要穿過土層進(jìn)行設(shè)置。（2）軟土土質(zhì)的環(huán)境中，橋梁樁的計(jì)算不能使用傳統(tǒng)的簡(jiǎn)便方法進(jìn)行計(jì)算，而是需要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行受力的分析。通常使用“假設(shè)”的方法進(jìn)行計(jì)算，以確定最大彎矩和彎矩零點(diǎn)，然后才能進(jìn)行配筋設(shè)置。軟土路基中應(yīng)該仔細(xì)計(jì)算之后才能使用，避免因?yàn)樽畲髲澗睾蛷澗亓泓c(diǎn)的計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而影響整體工程的質(zhì)量。（3）如果樁基變形比較大，應(yīng)該考慮到外界環(huán)境的性質(zhì)，進(jìn)而綜合分析其受力情況。

五、結(jié)束語

道路橋梁設(shè)計(jì)人員要全面了解橋梁設(shè)計(jì)的基本理念和技術(shù)，同時(shí)應(yīng)該盡可能了解地質(zhì)知識(shí)，及時(shí)查閱相關(guān)的地質(zhì)資料并且加強(qiáng)與地質(zhì)技術(shù)人員溝通。設(shè)計(jì)過程中要充分了解當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，然后綜合利用先進(jìn)的技術(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的基本方法，綜合考慮后最終確定工程設(shè)計(jì)方案，提高橋梁設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 姚愛平.淺談橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工[J]. 公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）， 2014（12）：114-115.

[2]孫力虹.橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J]. 黑龍江交通科技， 2010（05）：52.

[3] 劉芳. 淺析市政橋梁下部構(gòu)造工程施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2017（7）.