彭明東

（懷化市交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，湖南 懷化 418000）

橋梁工程作為我國交通系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的組成部分，對提高交通通行效率以及方便人們的日常出行打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前我國各個地區(qū)公路橋梁工程項目建設(shè)施工正在不斷擴(kuò)張，橋梁工程建設(shè)施工質(zhì)量受到人們的廣泛關(guān)注和重視。在橋梁工程項目設(shè)計工作中，橋墩設(shè)計工作是其中非常重要的設(shè)計工作內(nèi)容，橋墩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個橋梁的使用安全性，因此必須要引起相關(guān)設(shè)計工作人員的高度重視。結(jié)合我國某地區(qū)一處大型橋梁工程建設(shè)項目展開分析和研究，對橋梁工程橋墩設(shè)計要點進(jìn)行全面控制，提高橋墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，延長橋梁工程的使用周期，實現(xiàn)工程建設(shè)單位的更高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1.橋墩設(shè)計工作原則

1.1 荷載設(shè)計

在橋梁橋墩設(shè)計工作過程中，必須要充分考慮到橋墩以上的整體荷載情況，其中主要包含橋梁結(jié)構(gòu)、自身重量和橋梁表面車輛的荷載情況。在具體的設(shè)計工作中，必須要根據(jù)橋墩的實際荷載量大小，對橋墩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對性設(shè)計，結(jié)合橋梁后續(xù)的通車流量大小和梁建設(shè)位置的地質(zhì)條件情況，對橋墩的設(shè)計工作方法進(jìn)行靈活調(diào)整，以此來有效提高橋梁工程的基礎(chǔ)承載能力。

1.2 橋墩剛性程度控制原則

橋墩剛性程度的設(shè)計工作中是橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點內(nèi)容，如果橋墩的剛性程度和承載能力不符合設(shè)計工作要求，很有可能會出現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)穩(wěn)定性不足等問題，進(jìn)而會存在一定的安全隱患。如果橋墩的高度設(shè)計過大，則會造成前期的經(jīng)濟(jì)成本投入量加大，會造成一定的經(jīng)濟(jì)成本浪費問題。因此，在具體的設(shè)計工作當(dāng)中，相關(guān)設(shè)計工作人員需要從橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的支撐性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面進(jìn)行綜合考慮，有效找到最佳的設(shè)計工作方案，在保證橋墩剛性程度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下，有效控制工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本投入量。

2.橋梁橋墩設(shè)計工作要點分析

有效結(jié)合我國某地區(qū)一處大型橋梁工程項目建設(shè)工作展開分析和研究，本次橋梁工程項目正線使用的是雙線設(shè)計，雙線之間的距離大小為4.5m。橋梁工程最大的允許通車時速為110km/h。在本次橋梁工程設(shè)計工作中,采用的是32m跨徑大小的雙箱梁單式簡支梁結(jié)構(gòu)，橋墩部分設(shè)置為花瓶式結(jié)構(gòu)，如圖1，并且在橋墩的外側(cè)區(qū)域預(yù)留10cm深度的裝飾條。通過對本次橋梁工程項目橋墩設(shè)計工作內(nèi)容展開全面分析和研究，提出關(guān)鍵性設(shè)計工作要點，保證橋梁工程橋墩設(shè)計工作的科學(xué)性與合理性。

圖 1 橋梁墩柱結(jié)構(gòu)

2.1 橋墩造型設(shè)計工作要點

在橋墩設(shè)計工作過程中不但需要考慮到橋墩結(jié)構(gòu)的剛性程度和承載能力，橋墩的外部造型設(shè)計也是非常重要的設(shè)計工作內(nèi)容。在本次橋梁工程橋墩設(shè)計工作中，相關(guān)設(shè)計工作人員有效考慮到橋墩結(jié)構(gòu)的安全使用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時兼顧到橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的實用性和經(jīng)濟(jì)性，充分考慮到橋墩結(jié)構(gòu)的外形設(shè)計內(nèi)容，使得整個橋墩結(jié)構(gòu)外形設(shè)計可以形成良好的美觀化效果，可以和橋梁周圍的環(huán)境之間形成協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。在設(shè)計工作當(dāng)中將橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計成花瓶狀結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提高橋梁基礎(chǔ)部分的支撐性和穩(wěn)定性，并且通過這種外形設(shè)計工作方法，橋墩施工完成之后，后期的基礎(chǔ)維護(hù)管理工作具有更好的便捷性，橋墩的基礎(chǔ)造型結(jié)構(gòu)的實用性也得到了有效提高。由此可以看出，在橋墩設(shè)計工作中需要有效遵循相關(guān)設(shè)計工作規(guī)范以及技術(shù)要求，對橋墩的斷面結(jié)構(gòu)和立柱形態(tài)進(jìn)行合理設(shè)計，在保證橋墩部分可以發(fā)揮出應(yīng)有功能的前提下，最大限度上提高橋墩的美觀性效果[1]。

2.2 橋墩動力設(shè)計工作要點

以本次橋梁工程項目橋墩設(shè)計工作為例，在針對橋墩動力分析過程中，首先需要針對橋墩花瓶式造型結(jié)構(gòu)展開模擬設(shè)計和分析，需要有效分析出該橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，同時需要充分結(jié)合后續(xù)車輛在行駛過程中所產(chǎn)生的動力影響特征，確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性以及保證行車的穩(wěn)定性。其次，還需要有效考慮到外部車輛在行駛過程中的舒適性影響因素，根據(jù)表1當(dāng)中的相關(guān)參數(shù)展開分析和研究，在本次橋梁工程橋墩設(shè)計工作中，針對橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，動力特性方面，需要有效滿足標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計規(guī)范要求，同時要兼顧到后續(xù)行車品質(zhì)。

表1 墩頂水平線剛度最小限值

3.橋梁橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計工作要點

3.1 橋墩頂水平線設(shè)計要點

在橋墩設(shè)計工作當(dāng)中設(shè)計工作人員，需要保證橋墩結(jié)構(gòu)部分的承受能力，符合預(yù)先設(shè)計好的規(guī)范要求和標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)的設(shè)計工作人員需要有效控制橋墩頂部位置在橫向和縱向上的剛性程度，只有保證橋墩的剛性程度，才可以從根本上提高橋墩結(jié)構(gòu)的支撐性和穩(wěn)定性。與此同時，通過增加橋墩水平線的剛性程度，可以最大限度上控制橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生橫向振動與位移情況。除此之外，在橋墩頂部水平線的設(shè)計過程中，通過對橋墩剛性程度的有效提升，在后續(xù)的橋墩使用耐久性可以得到進(jìn)一步提升，同時整個橋墩結(jié)構(gòu)的維護(hù)管理工作會變得更加簡單。因此，相關(guān)設(shè)計工作人員需要嚴(yán)格依照調(diào)整結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)范要求，對橋墩頂部水平線的剛性程度參數(shù)進(jìn)行有效控制，充分保證橋墩設(shè)計工作的整體質(zhì)量和效果[2]。

3.2 橋墩水平力縱向分配設(shè)計工作要點

在本次橋梁工程橋墩設(shè)計工作中，針對橋墩縱向水平力的分配設(shè)計工作是其中一項重點和難點問題，設(shè)計工作人員需要根據(jù)橋墩結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)成形式，有效判斷橋墩結(jié)構(gòu)縱向產(chǎn)生的水平力的作用，并且需要對水平方向的作用力進(jìn)行合理分配。比如，在固定式橋墩結(jié)構(gòu)當(dāng)中，橋墩頂部位置的縱向所產(chǎn)生的水平力作用是縱向方向水平力的總和，而在非固定性的橋墩結(jié)構(gòu)當(dāng)中，橋墩頂部的縱向水平力作用，主要表現(xiàn)為橋梁墩柱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的摩擦力作用，如果橋墩部分使用的是聯(lián)合式墩柱設(shè)計工作方式，則所形成的水平方向的作用力，主要作用在橋梁墩柱的兩排縱向支座結(jié)構(gòu)以及橫向支撐體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的摩擦力作用，因此在設(shè)計工作中需要根據(jù)橋梁墩柱的實際受力情況進(jìn)行綜合判斷和分析。

3.3 橋墩構(gòu)件設(shè)計工作要點

在橋墩構(gòu)件設(shè)計工作當(dāng)中，相關(guān)設(shè)計工作人員需要充分遵循以下幾個方面設(shè)計工作原則，對橋梁橋墩的截面位置進(jìn)行合理化設(shè)計及橋梁，墩身的高度大小必須要充分結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計等級要求，要充分滿足橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性，要有效控制橋梁工程項目的后續(xù)施工難度，同時為后續(xù)的橋墩維護(hù)與維修工作打下良好的基礎(chǔ)。同時在橋墩的構(gòu)架設(shè)計工作當(dāng)中需要有效結(jié)合橋墩設(shè)計位置的實際地質(zhì)條件構(gòu)成情況，對橋墩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選擇，比如選擇圓形橋墩或者矩形橋墩等通常情況下，橋墩的頂和梁體結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計，間距大小需要控制在60cm左右[3]。

在針對橋梁墩身截面位置進(jìn)行設(shè)計過程中，需要有效保證橋墩位置和梁體底部位置之間可以形成充分協(xié)調(diào)，保證工程施工流程比較簡單，同時方便后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作。不但如此，還需要充分結(jié)合工程施工的實際情況，有效控制橋墩截面的設(shè)計形式。在實際設(shè)計工作中可以為橋梁結(jié)構(gòu)增加一部分附屬工作設(shè)施，主要工作目標(biāo)是保證橋梁到底部和支座位置檢查和維護(hù)工作的順利進(jìn)行。比如，可以在橋墩頂部進(jìn)行吊籃掛設(shè)附屬設(shè)施設(shè)計，或者在墩柱頂部進(jìn)行凹槽設(shè)計，通常情況下，吊籃主要是通過角鋼支架相互搭接制作而成，拆卸或者更換比較方便。在吊籃當(dāng)中的工作人員，可以通過使用鋼板來作為腳下的墊板開展相關(guān)工作。其中需要充分注意，可以在橋墩頂部的凹槽位置設(shè)置出一種爬梯結(jié)構(gòu)，充分實現(xiàn)和粱體結(jié)構(gòu)頂端位置之間的有效銜接，可以為整個橋墩和梁體結(jié)構(gòu)的檢查維護(hù)工作提供出諸多便利。通常情況下可以將其直接設(shè)置在活動制作的一側(cè)，充分體現(xiàn)出以人為本的設(shè)計工作原則[4]。

3.4 橋墩耐久性設(shè)計工作要點

在橋墩設(shè)計工作過程中必須充分考慮到橋墩結(jié)構(gòu)的使用耐久性問題啊，進(jìn)一步延長橋墩結(jié)構(gòu)的使用周期。在橋墩耐久性的相關(guān)設(shè)計工作內(nèi)容當(dāng)中，需要充分考慮到橋墩內(nèi)部鋼筋材料的使用數(shù)量，通過對鋼筋材料使用數(shù)量的有效調(diào)整，可以進(jìn)一步加強(qiáng)橋墩結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)穩(wěn)定性和剛性程度，延長橋墩的使用周期。相關(guān)設(shè)計工作人員需要根據(jù)橋梁工程建設(shè)規(guī)模大小以及施工區(qū)域的各種環(huán)境因素，有效調(diào)整橋墩結(jié)構(gòu)的鋼筋材料使用量，同時還需要對鋼筋材料的規(guī)格尺寸進(jìn)行有效控制，全面提高墩柱結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。由于當(dāng)前橋墩結(jié)構(gòu)在設(shè)計工作中，通常使用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此鋼筋混凝土材料的性能和穩(wěn)定性直接關(guān)系到橋墩結(jié)構(gòu)的使用效果，因此在進(jìn)行橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，必須要全面保證鋼筋混凝土材料的各項使用參數(shù)符合橋墩結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作要求，同時結(jié)合實際設(shè)計工作條件，有效控制橋墩結(jié)構(gòu)的混凝土材料使用量，對混凝土原材料的性質(zhì)以及骨料級配大小進(jìn)行合理控制，避免在后續(xù)工程施工中產(chǎn)生基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題[5]。

4.結(jié)語

在橋梁橋墩設(shè)計工作當(dāng)中，設(shè)計工作人員所需要注意的設(shè)計工作內(nèi)容相對較多，需要保證設(shè)計工作人員具有更高的設(shè)計工作經(jīng)驗以及更高的專業(yè)技能，有效落實橋墩設(shè)計工作各環(huán)節(jié)的重點內(nèi)容，全面提高橋墩結(jié)構(gòu)的設(shè)計科學(xué)性與合理性，保證橋梁工程項目的整體使用效果。