公路桥梁下部结构设计

公路桥梁下部结构设计

徐希贤1徐飞2

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1.武汉通图工程科技有限公司湖北武汉市432100；

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摘要：桥梁下部结构是承载整座桥梁重力的结构，在桥梁的整体结构中处于关键地位。因此在公路桥梁设计和施工过程中，一定要做好公路桥梁下部结构和基础的设计与施工。在公路桥梁的下部结构和基础设计过程中，一定要遵循安全和环保的原则，做好公路桥梁下部结构的环保设计和安全设计。

关键词：公路桥梁；下部；结构设计

引言

桥梁下部结构的设计能够切实提高整体结构的强度和稳定性，并且能够有效降低工程造价提高工程质量，提高实用性。主要介绍了集中桥梁下部的结构形式，同时对于桥墩、桥台结构中存在的问题进行分析和研究。

1桥台结构型式的选择

1.1轻型桥台

轻型桥台结构的体积比较小，一般是直立的薄壁墙结构，通常需要在其结构的两侧安装挡土的翼墙结构，还可以将侧墙的形状制作成斜坡的形式。两个桥台的下侧需要设置钢筋混凝土的支撑结构形式，上部一般会通过锚栓将其连接起来，这就形成了一个四铰框架系统，其可以利用两侧的土压来保持平衡。

1.2钢筋混凝土薄壁桥台

最为常见的薄壁性桥台的结构形式为撑墙式、扶壁式、悬臂式以及箱式等等，其最基本的结构形式是带扶壁的前墙以及侧墙结构所组成，挡土墙的两侧与前墙的距离一般为2.5～3.5m的扶壁组成。

1.3埋置式桥台埋置式的桥台

通常可以分成肋板式桥台、框架式桥台以及桩柱式桥台。其台身通常需要埋设在锥形的护坡中，这样可以大大降低桥台所承受的土压，桥台的体积也就会减小。但是因为台前的护坡所使用的是片石（或混凝土）来制作成一个长期的使用措施，其在使用中容易因为雨水的冲刷而暴露在空气外侧，因此，需要详细计算强度和实用性。

2公路桥梁下部结构设计

2.1桥台设计

在公路桥梁下部设计的过程中，要做好桥台的设计和指导，桥台设计结合公路桥梁的实际情况，兼顾到地形和地貌等因素，按照土层特性以及地基情况等进行预设。根据概况可知，高速公路属于山区桥梁，桥台设计的过程中需要处理好桥台和路基的衔接关系，在预设过程中结合对称性以及实际形式等进行。高速公路路桥的设计要具备比较大的承载力，结合稳定性和施工过程的实际类型等，强化对环境的保护，为了减少桥台施工对周围环境的不利影响，体现出环保的重要性，在设计中将形式设计为不对称的方式。横向和纵向结构特殊，在后续设计中要做好持力层承载力掌握工作，实现对环境的保护。在实际设计中，为了避免开挖过程中对周围环境的异常影响，采用部分高桩的承台基础，不仅能够增加桥台设计的环保性和可靠性，同时还能够有效减少边坡的开挖工程量，缩短工程施工周期。

2.2桥墩设计

山区桥梁在桥墩设计过程中，对桩基设计有严格的要求，结合高速公路桥梁的桥墩类型等可知，以圆柱作为基础，桥梁的横坡和纵坡等比较陡，在预设的阶段需要明确地面下类型，以圆柱作为基础，实现公路桥梁的基础设计、墩柱底不涉及桥梁，在整个设计阶段，以边坡外高桩位基础，桥台设计采用的是部分高桩承台基础的对称结构形式以及采用阶梯式扩大基础非对称结构，都可以有效减少实际施工过程中的边坡开挖工程量，结合实际工程的类型可知，在预设管理中，为了避免对自然边坡造成不良影响，在后续设计中要了解实际要求，以山区滑坡或者的大范围坍塌现象作为基础，需要实现对周围环境的保护，实现公路桥梁下部结构和基础的环保设计。

2.3下部结构的设计计算

2.3.1盖梁内力计算

如果需要对称进行荷载的布置，需要使用杠杆法计算。如果荷载偏心布置，那么应该计算其受压情况，两中荷载情况下需要选择最大值进行计算。这种算法是保证均匀布载情况下进行设置的，各种不利的情况都需要充分考虑，才能避免内力设置中存在不平衡的因素。

2.3.2桥墩内力计算

墩顶的竖向力需要进行严格计算，这里不进行具体的说明。墩顶水平力计算应该使用柔性墩理论来计算其刚度，充分考虑到车辆制动以及梁体混凝土收缩、徐变、地震等所造成的水平力方面进行设置，然后根据水平力、弯矩以及桩顶的竖向力来进行桩基内力的计算截面内力。对于横向陡坡设计是，一般需要在一个墩位上设置2个（3个）墩柱的长度相差不大，因为刚度的差异性而导致其存在横向受力不平衡的情况出现。

2.3.3桥台内力计算

除了需要与桥墩相似的荷载之外，桥墩还需要承受土压、摩擦阻力、搭板自重等影响；水平荷载中增加了土压力，其影响因素非常多，设计中应该注意以下几个问题：（1）软土地基上带基桩的混凝土薄壁台需要进行深度的验算。（2）软土路基区域的桥台应该保证其与施工路线相交，尽量缩短台身的尺寸，在合适的位置上设置伸缩缝，降低受拉区域长度，减小变形量，提高工程质量。（3）埋置式桥台的土压通常需要与原地面或者冲刷线来进行计算，对于土质较差的施工区域中，应该进行验算，保证施工后不会对深层结构产生较大影响。（4）详细计算路基沉降和滑动数据。首先，桥梁沉降量变大、桥头跳车或者是一端出现早期损害，应该适当加大竖向土压和摩擦力，导致了其整体结构出现了不均匀沉降以及渗水的情况，造成了工程稳定性下降。其次，应该保证桥梁的承载能力数据远远大于设计数据，对于一些质量较差的地基路段，需要详细的滑动验算。

2.4桩筋及桩长设计注意事项

（1）从理论上进行分析，根据桩体内部的包络图进行截面积中钢筋数量的计算，一般来说需要根据最大负弯矩来配筋，从桩顶一直深入最大弯矩位置上的一半处进行锚固处理，减少一半的配筋一直延伸到最低处，进行锚固，然后下侧部分是素混凝土，如果是软土来说，桩主筋一般需要穿过土层进行设置。（2）软土土质的环境中，桥梁桩的计算不能使用传统的简便方法进行计算，而是需要根据工程实际情况进行受力的分析。通常使用“假设”的方法进行计算，以确定最大弯矩和弯矩零点，然后才能进行配筋设置。软土路基中应该仔细计算之后才能使用，避免因为最大弯矩和弯矩零点的计算出现错误，从而影响整体工程的质量。（3）如果桩基变形比较大，应该考虑到外界环境的性质，进而综合分析其受力情况。（4）山区等复杂的区域中，因为很多桥墩都处于环境比较恶劣的环境，应该通过整体受力才能确定基本结构。

结束语

总而言之，桥梁结构的设计是个综合性的过程，根据实际管理要求可知，如何进行分析成为重点。结构物的下部设计和施工质量好坏对整个建筑物有一定的影响，尤其是特殊区域设计中，如何实现改进成为重点。桥梁结构的环保工程和公路沿线的环保管理工程设计符合稳定性要求，从当前公路桥梁环保设计现状来看，如何保证稳定性是重点。一定要做好下部结构设计，加强环保设计，避免下部结构和基础施工过程中对周围的环境造成不利的影响，掌握施工要点，不断提升施工水平和质量。

参考文献：

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[4]白晋明.桥梁下部结构施工技术要点探讨[J].交通节能与环保，2016，12（2）：92-96.