城市建筑Ｉ道路桥梁Ｉ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ｌ ＲＯＡＤ ＡＮＤ ＢＲＩＤＧＥ 浅述桥梁下部结构设计要点 Ｄｉｓｃｕｓｓ Ｌｏｗｅｒ Ｐａｒｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｂｒｉｄｇｅ ■达瓦桑布旦增赤列■Ｄａｗａ Ｓａｎｇｂｕ Ｄａｎｚｅｎｇ Ｃｈｉｌｉｅ 【摘要】桥梁下部结构包括基础、桥墩、桥台等，常规桥梁 的主要受力部分在基础部位。因此保证桥梁结构安全可靠， 中得到很好的应用，尤其在软基条件下的应用。柱 ４．墩台路基沉降验算 式桥墩常见的有两种形式：带盖梁的单排桩，一般 方面，路基沉降过大。桥台搭板处跳车严重， 一最基本的就是做好桥梁下部的结构设计。本文结合实例， 总结了常规桥梁下部结构设计的一些要点，仅供参考。 【关键词】桥梁设计下部结构要点 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｐａｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｆｏｕｎ— ｄａｔｉｏｎ，ｂｒｉｄｇｅ ｐｉｅｒ ａｎｄ ａｂｕｔｍｅｎｔ ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｅｓｓ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｂｒｉｄｇｅ ｌｏｃａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐａｒｔｓ．Ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｂａｓｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｅｕｓｕｌ＇ｅ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓａｆｅｔｙ ｎａｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｉｓ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ｔ－ ｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｍｂｉｎｅｓ、Ⅳｉｔｌｌ ｉｎｓｔａｎｃｅ ｔｏ ｓｕｍ ｕｐ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｐａｒｔ ｓｔｒ－ ｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ ｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｂｒｉｄｇｅ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅ－ ｌ＇ｅｕｃｅ ｏｎｌｙ． ｆＫｅｙｗ０ｒｄｓ１ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｎｇ，ｌｏｗｅｒ ｐａｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｓｓｅｎｔｉｌａ 引言 随着交通行业的不断发展，一座座常规桥梁、 非常规桥梁如雨后春笋般拔地而起。桥梁在横跨大 江大河上做出了很大的贡献，桥梁下部结构的设计 对整个桥梁工程有着很重要的影响。下部结构设计 的是否合理，直接影响桥梁的造价、工程质量、建 筑工期以及使用状况。 一、桥梁下部结构形式的选择 一般桥梁下部结构形式的选择不仅跟地质条件 有关，还跟上部结构形式有密切关系。除了简支梁 桥等简单桥梁不是超静定结构外，对于软基础，超 静定结构会产生多中次应力。使得结构受力复杂化， 不均匀变形也增大了次应力。 １．钢筋混凝土薄壁墩台 此种形式墩台适用于河床较窄，填土较低的情 况。这不仅可以减少桥长，降低造价，还可以减少 堆填量从而不压缩河床。具体措施是在靠近河床的 墩台采用直立的并在墩台下面设横向支撑，形成一 个框架结构系统，并借助两端台后的被动土压力来 保持稳定。 ２．柔性排架式墩台 这种墩台在现代桥梁早已经不适用了，主要适 用于多孔小跨径桥梁。这种结构形式施工比较繁杂、 造价低，但没有实际价值，一般用于城市美化桥梁， 其桩基础以打入式为主。 ３．埋置式桩柱式桥台 这种形式的桥台台前有较高的锥形护坡，台身 埋于护坡中，有单排桩柱式、双排桩框架式两种形 式。这种桥台形式的最大不足是为了保证路基稳定 性，不能因为工程造价而缩短桥长。 ４．柱式桥墩 这种桥墩形式可以节约空间，很好的利用城市 高架桥中。而且此种形式施工方便，在城市高架桥 用于简支梁桥中，但由于出现了桥梁侧翻现象事故 后，也应用较少了；不带盖梁排柱式桥墩，多用于 连续箱梁桥中。 墩台的选用。首先应考虑结构超静定次数，应 尽可能减少超静定次数，以减少次应力的影响。可 以增大桩径等措施，同时尽可能减少嵌岩桩的使用。 而采用摩擦桩，以增大承载能力，同时降低施工难 度。 二、桥梁下部结构内力计算 一般在软土地基上，上布结构多采用组合形式， 即先简支后连续构造。这样下部结构受力就变的复 杂，考虑的因素就会比较多，考虑的必须全面。因 此，下部结构的内力计算直接影响整个桥梁的受力， 影响工程的安危。以下为必须计算内容。 １．盖梁的内力计算 根据《墩台设计手册》，墩台内力计算方式通常 按照杠杆法计算。布载方式是按照组合最不利进行 组合的，当荷载处于对称位置时采用杠杆法，若处 于偏心位置时，采用偏心压力法计算，设计值取两 种布载的较大值 这两种布载不一定是荷载最不利 组合状态，因此仍然存在不安全因素。正确做法是 根据结构力学画出每个截面的内力影响线，再利用 进行最不利组合计算，计算结果包括每个截面最值， 再根据内力包络图进行配筋。也有假设活载直接作 用在墩台上，而不考虑活载和二期恒载的横向分布 进行计算，不过这种计算方法缺乏实际依据。 ２．桥墩内力计算 桥墩主要是受压，对于刚构也有受拉和弯矩作 用。墩顶水平力采用柔性墩的刚度进行计算，即将 桥路面汽车制动力、混凝土收缩、徐变温差地震产 生的水平力分配到桥墩上进行计算。最后根据不同 组合，计算出墩顶水平力、竖向力、弯矩，并计算 出各个断面的最大值、最小值。 ３．桥台内力计算 桥台内力计算除了要计算最大竖向力、水平力 弯矩外，还要计算桥台台背土压力、负摩阻力以及 桥台搭板重力，其中水平土压力影响复杂。土压力 的计算要根据桥台形式而定，对于钢筋混凝土薄壁 桥台，其计算按照深基础考虑。埋置式桥台则按照 填土掐原地面线或者是冲刷线为准，对于土质较差 的区域还应该进行土质验算。同时地震土压力对桥 台的影响也是不容忽视，而且地震影响随桥梁等级 增大而增加。地震力的计算不需要考虑活载作用， 地震力组合对桥墩的影响比桥台大。因此，更需要 注意，不要遗漏。 注意施工中，桥台台后一定要采用透水性强、 稳定性好的材料。否则，渗水后摩擦角及粘结力下 降，从而水平分力作用于台背，使得桥台实际受土 压力远大于设计值，使桥台失稳，发生一些事故。 ２６３ 使得台背处过早损坏；桥台盖梁出现裂缝及桩基不 均匀沉降，使得路面开裂及路基渗水，从而路基失 稳。另一方面，路基发生较大位移。路基错位使得 桥台严重破坏，此时桥台的有效受力面积减小，所 承受水平土压力已远大于正常计算，因此危险性更 大。因此，更需要注意深层滑动验算。在计算中， 若这两方面得不到满足，就需要采取有效措施进行 处理，如混凝土灌注桩、喷粉桩等效果较好。 三、桥梁下部结构的结构配筋 １．配筋方法的选择 桥梁下部结构配筋，包括盖梁配筋、桥墩配筋、 桩基础配筋以及桥台配筋。配筋是根据内力计算进 行分配的，那么配筋方法在设计中是值得注意的。 在设计中，假设受压区混凝土不受拉力，钢筋是完 全弹性的，受拉区混凝土完全线性变化。主要方法 有极限法和容许应力法应用分析，但是实际是按照 承载力极限状态设计的。实际上，极限法是根据等 截面简支梁实验所得，其实际适用面是很狭窄的。 根据实际情况，容许应力法还是需要得到广泛应用 的，设计者应该多留意进行合理选择。 ２．盖梁的配筋 盖梁的配筋原理不能完全套用极限法，因为极 限法的实验基础是等截面连续梁。盖梁抗弯钢筋要 根据裂缝宽度进行配筋，盖梁抗剪钢筋设计室根据 钢筋与混凝土的承受剪力分配情况而定的。因此， 抗剪钢筋的配置往往需要进行大量的计算，给梁内 布筋带来了困难。配筋只能是通过试配筋进行多次 调整，让混凝土与箍筋承担更多的比例，使配筋自 由度大一点。同时，盖梁受剪力大于弯矩。因此， 一定要保证抗剪筋有富余，以满足抗剪要求。 ３．桩基础配筋 桩基础配筋设计目前统一采用极限法进行桩体 抗弯筋设计，具体计算根据相关规范进行。很多桩 出现开裂现象，对于桩体抗裂钢筋的配筋还没有统 一的观点，有待进一步研究。桩基截面配筋是根据 桩基弯矩包络图进行布置配筋的，一般桩基有一定 长度的素面混凝土段，桩的竖向主筋根据桩弯矩决 定其长度。对于摩擦灌注桩，不管从受力还是造价 或是施工，个人觉得桩基伸入至软土层比较合理。 首先，节省钢筋，钢筋笼的数量取决于桩长。再次， 可以减少桩基底部断桩事故的发生。同时钢筋笼一 通到底，只能采用扁担桩处理。 四、设计实例分析 才纳特大桥、桑达特大桥为西藏拉萨至贡嘎机 场的两座大桥，上部结构为６×２５ ｍ装配式预应力 混凝土连续箱梁桥，下部结构为双悬臂独柱墩＋钻孔 灌注桩。设计汽车荷载取公路一Ｉ级，地震动峰值加 速度取０．２０ ｇ。 （下转第２８３页） 城市建筑ｌ道路桥梁Ｉ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ｌ ＲＯＡＤ ＡＮＤ ＢＲＩＤＧＥ 性能分析可知，面层要承受较大的压应力，沥青加 铺层面层材料在满足强度要求的前提下，更需要具 有高温稳定性，防止重载作用下车辙病害的重复出 劳性能及抗车辙性能好的大粒径沥青混合料，典型 结构组合如表１所示。 ２．典型加铺方案的适用性 在上述典型结构组合的基础上，进一步将每种 方案与道路病害判断相结合对各种方案的的具体适 应性进行了汇总，以供道路养护时作为参考，如表 ２所示。 现。基于此，推荐上面层采用具有良好的高温稳定 性、耐久性与抗滑性的ＳＭＡ混合料；基层采用抗疲 结构组合 类型 直接加铺 １ ＳＭＡ一１３ 铣刨至基层加铺 铣刨至路基顶加铺（类似新建） 重载道路病害程度 旧路段无结构性破损不受道路标高限制 ，ｓ姒一１３ ＳＭＡ－１３ Ｉ ｆ ｌ ｌ 表１加铺层典型结构组合 自上而下的结构层（材料／厚度范围） ２ Ｉ ３ Ａｃ一２Ｏ ｆ ＬＳＡＭ ２５ ４ 旧沥青路面 ５ Ａｃ一２０ ＡＣ－２０ ｌ ｌ ＬＳＡＭ一２５ ＬＳＮｄ ２５ 水稳碎石＋石灰土 水稳碎石石灰土 土基顶面 表２重载道路加铺典型方案及其适应性 直接加铺 铣刨面层加铺 更换基层后加铺 加铺层典型结构 ①沥青面层＋旧路面 ②沥青面层＋ＬＳＡＭ基层＋ＩＥＩ路面 备注 直接加铺之前需要对旧路面既有病害进行提 前处治 旧路病害主要集中在沥青面层，基层结构完 整、整体强度满足要求 旧路弯沉值大，①沥青面层＋铣刨路面 ②沥青面层＋ＬｓＡＭ基层＋铣刨路面 ①沥青面层＋ＬＳＡＭ基层＋铣刨路面 病害影响到基层或基层存在 结构性病害 原路面路表弯沉较小，面层存在严重的车辙、 开裂基层完好 根据病害的影响深度确定铣刨基层的深度， 进而确定是否铣刨底基层将铣刨后的基层 或底基层作为加铺结构的下承层 、，参考文献 ２００１． ［５］黄晓明，张晓冰．公路建设质量通病分析与防治 ［伽．北京：人民交通出版社，２００２． ［１］公路沥青路面养护技术规范（ＪＴＪ ０７３．２－２００１）［Ｓ］ 北京：人民交通出版社，２００１． ［２］Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｆＪ］．Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ Ｍａｎｕａｌ ［３］薛文．重载作用下沥青路面设计方法研究［Ｄ］．天 津：河北工业大学，２００２． ［４］马华堂，张新旺．公路工程病害分析与防治技术 （作者单位：陕西交通职业技术学院公路工程系， 西安７１００１８） ［Ｍ］．黄河水利出版社，２００３． （上接第２７７页） （３）孔隙土压力和水压力观测。将钻孔埋到砂 施工完三个月以后才可以试验水泥搅拌桩的载荷， 而且还一定要确保水泥搅拌桩单桩的承载力大于 ０ ｋＮ或１２０ ｋＮ。 不但可以使公路工程路基基础的质量大大的提高， 而且还可以确保公路工程主体结构的稳定性，从而 使整个工程能够获取良好的经济效益。 参考文献 ［１］余霖．碎石注浆桩施工技术［Ｊ］．国防交通工程与 技术，２００８（０２）． 垫层底下的过程中，应该详细地对钻孔的实际情况 进行记录。一般情况下都会采用土压力计来观测土 的压力，之后运用水平方法在坑内埋设压力计，将 六、结语 碎石注浆桩技术是当前新型的一种软土路基处 理技术，现阶段，在建筑工程、路桥工程中应用的 压力计的周围用细砂填实，从而使其稳固性能够得 以保障。埋设完成之后，要采用接收仪器及时的检 查每一只土压力，如果有问题必须要第一时间进行 调换或纠正。如果土压力计的初读数是稳定的，填 十分广泛。在公路施工过程中，其工程的质量对于 公路的运输情况有着很大的影响，而碎石注浆桩技 术的应用能够有效地提升功力路基的基础质量，本 文主要从其施工原理、特点、施工工艺及其施工监 测等几个方面简单地进行了介绍，从中可以看出， 在处理公路工程的路基时，应用碎石注浆施工技术 ［２］王国华，吴颂涛．基于公路工程碎石注浆桩施工 技术的分析［Ｊ］．黑龙江交通科技，２０１３（０６）． ［３］郭群霞，张东红．公路工程碎石注浆桩施工技术 的应用［Ｊ．技术与市场，２０１３（０９）． 筑工作才可以圆满结束。 （４）承载力观测。一般情况下，运用单桩和多 桩来试验并且观测水泥搅拌桩的承载能力。工程在 （作者单位：山西省路杰公路工程技术咨询有限公 司０３００１２） ２８３
