白洋

摘要：作為橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成的重要部分之一，下部橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)整體路橋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)固性以及安全性等帶來極大影響。如果下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得當(dāng)，那么就可以在提高路橋工程建設(shè)質(zhì)量與效率的同時(shí)，極大降低路橋工程建設(shè)的總成本。隨著我國路橋工程建設(shè)項(xiàng)目的增多，為了全面提升工程建設(shè)質(zhì)量，更加有必要采取有效的下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;下部結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

1路橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

橋梁結(jié)構(gòu)主要包括上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)兩部分。前者主要是指承重結(jié)構(gòu)、橋面等附屬結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)主要指橋臺(tái)結(jié)構(gòu)、墩身結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)。根據(jù)路橋工程的施工要求和結(jié)構(gòu)受力情況，現(xiàn)有路橋工程結(jié)構(gòu)可分為三種結(jié)構(gòu)：拱橋結(jié)構(gòu)、剛架橋結(jié)構(gòu)和梁橋結(jié)構(gòu)（如簡支梁）。例如，簡支梁橋結(jié)構(gòu)本身是一種只承受上部豎向荷載，不需要承受水平反力影響的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)材料的抗彎、抗張性能要求較高，在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要認(rèn)真考慮。剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)主梁與墩臺(tái)結(jié)構(gòu)處于剛性連接狀態(tài)，實(shí)際受力情況為梁橋與拱橋之間;拱橋結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)主要是拱圈和拱肋。在豎向荷載作用下，橋梁的墩臺(tái)結(jié)構(gòu)將受到水平方向的推力，墩臺(tái)結(jié)構(gòu)也將向拱圈或拱肋提供水平反力。可以看出，對(duì)于不同類型的道路和橋梁結(jié)構(gòu)，其下部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力也會(huì)有所不同。應(yīng)注意橋臺(tái)、橋墩等下部結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。

2橋墩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1橋臺(tái)設(shè)計(jì)

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，首先是做好橋臺(tái)部分的設(shè)計(jì)，該部分設(shè)計(jì)對(duì)于橋梁運(yùn)行效果產(chǎn)生直接的影響，比如地形條件、地質(zhì)狀況等等。某高速公路項(xiàng)目為山區(qū)橋梁的形式，經(jīng)過設(shè)計(jì)人員的分析和研判，在橋臺(tái)設(shè)計(jì)中，合理的處理橋臺(tái)路基銜接關(guān)系，橋臺(tái)采取對(duì)稱性的設(shè)計(jì)方案，也可以根據(jù)實(shí)際的情況設(shè)計(jì)為非對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式，但是要考慮到工程的具體情況確定。比如某高速公路橋梁持力層結(jié)構(gòu)的承載性能非常好，穩(wěn)定性較高，減少施工中邊坡開挖的作業(yè)量，加大力度進(jìn)行環(huán)境保護(hù)工作，避免橋臺(tái)施工給環(huán)境造成不利的影響，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，把橋臺(tái)設(shè)計(jì)為不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，橫向與縱向都是分級(jí)臺(tái)階的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，如果高速公路橋梁基礎(chǔ)持力層的承載性能較差，穩(wěn)定性不足，為了有效的預(yù)防出現(xiàn)開挖環(huán)節(jié)的環(huán)境損壞問題，發(fā)生邊坡坍塌的危害，選擇使用高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式，保證橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的性、穩(wěn)定性合格，還可以減少邊坡開挖作業(yè)量，提高施工速度、縮短項(xiàng)目工期，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2合理選擇橋墩類型

橋墩設(shè)計(jì)常見的類型主要包括如下幾種類型：一是重力式，主要是借助自重對(duì)外力進(jìn)行平衡，保證橋墩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是其自身的結(jié)構(gòu)體積較大，對(duì)地基土的承載性具有較高要求，一般主要適用于跨度較大，且需要承受較大支座反力的中大型橋梁建設(shè)，如松花江鐵路大橋就是采用了該種類型的橋墩。二是空心墩，該種類型的橋墩常用鋼筋砼、預(yù)應(yīng)力砼等材料，本身較重力式橋墩的工程量更小，主要適用于跨越山谷地區(qū)的橋梁建設(shè)，但是不適宜下部有船舶通行的河流中應(yīng)用。三是柱式墩，該種類型橋墩的墩身是柱，下面為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)或配樁，有時(shí)也會(huì)采取樁柱一體結(jié)構(gòu)形式，具有輕巧、圬工量小等優(yōu)勢，但是如果采用單柱式橋墩形式，必須采用預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，主要適用于橋跨小于30m，橋墩高度小于10m的橋梁。四是輕型，主要是由漿砌塊石和混凝土，或者鋼筋砼構(gòu)成的一種橋墩結(jié)構(gòu)，其較重力式橋墩大大減少了圬工量，但是抗沖擊力卻比較差，主要應(yīng)用于中小跨徑路橋工程中。此外，薄壁墩、柔性排架樁墩等也是橋梁橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較多見的橋墩結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)際的路橋橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要兼顧環(huán)境保護(hù)、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)性等眾多方面的因素來選擇恰當(dāng)類型的橋墩。

2.3橋墩結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)

橋墩結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)也是決定橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成效的一個(gè)關(guān)鍵因素，主要設(shè)計(jì)中需要綜合考慮橋墩結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、長度等相關(guān)設(shè)計(jì)要素，因?yàn)樗鼈儽舜酥g具有很強(qiáng)的聯(lián)系性。在橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，如果具有比較大的高度比，那么就需要嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等開展設(shè)計(jì)工作。如果橋墩結(jié)構(gòu)高度過大，則更加容易出現(xiàn)穩(wěn)定性破壞問題，因此要注意對(duì)其高度進(jìn)行合理評(píng)估及科學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)也要綜合考慮路橋工程橋墩結(jié)構(gòu)所選材料的強(qiáng)度來對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)長度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。如果設(shè)計(jì)的路橋工程橋墩結(jié)構(gòu)高度比較大，那么為了節(jié)省整體的路橋工程建設(shè)成本，要盡可能地在確保路橋工程結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選用空心型橋墩結(jié)構(gòu)。

3公路橋梁下部結(jié)構(gòu)施工控制

在了解設(shè)計(jì)圖紙需求的基礎(chǔ)上采取有效的方法進(jìn)行施工，因此在施工時(shí)需要做好以下幾點(diǎn)控制。（1）在橋梁基坑周圍附近需要設(shè)置相應(yīng)的排水溝，減少地表水出現(xiàn)沖刷問題導(dǎo)致工程的進(jìn)度以及質(zhì)量受到影響。（2）工程施工階段，當(dāng)橋臺(tái)施工及發(fā)展邊坡高度較高，穩(wěn)定性較差時(shí)，可采用掛網(wǎng)噴錨的支護(hù)方式，以提高整個(gè)工程的穩(wěn)定性。（3）在具體施工環(huán)節(jié)需要對(duì)坑邊緣頂面的位置進(jìn)行全面的動(dòng)態(tài)檢查，查看是否存在松動(dòng)裂縫等問題減少大面積塌方事故出現(xiàn)。（4）在基礎(chǔ)工程項(xiàng)目施工階段中需要嚴(yán)格的根據(jù)施工方案按照連續(xù)有序的施工方法進(jìn)行施工，在施工階段，如果基礎(chǔ)巖性屬于強(qiáng)風(fēng)化類型，就需要采取有效的方式進(jìn)行處理，在提升其強(qiáng)度以及高度的基礎(chǔ)上，才能夠進(jìn)行后續(xù)的施工。（5）樁基礎(chǔ)工程項(xiàng)目施工階段中需要將針對(duì)性的混凝土護(hù)臂設(shè)置，使其能夠提高工程項(xiàng)目的強(qiáng)度。在混凝土材料選擇上需要按照工程需要合理的選擇強(qiáng)度方式并且做好厚度的確定，一般來說混凝土的厚度需要大于等于15 cm。在施工時(shí)如果遇到含水層以及塑性層這樣需要根據(jù)實(shí)際的情況適當(dāng)?shù)膶⒇泿诺暮穸纫约颁摻顢?shù)量提高，使其能夠給整體工程施工的強(qiáng)度奠定基礎(chǔ)。

4結(jié)論

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)是重要組成部分，對(duì)于橋梁的性能有著直接的影響。因此，加強(qiáng)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，選擇符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高施工總體水平，滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為公路橋梁運(yùn)行安全性的提升奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]許誠，馬國亮，楊發(fā)順.橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J].交通世界，2019（28）：112-113.

[2]熊榮輝，周偉.橋梁下部結(jié)構(gòu)造型及設(shè)計(jì)分析[J].交通世界，2019（3）：84-85.

[3]王勇.公路橋梁下部結(jié)構(gòu)環(huán)保設(shè)計(jì)方法[J].四川水泥，2021（2）：102-103.