公路桥梁下部结构设计的实践探索

白洋

摘要：作為桥梁结构构成的重要部分之一，下部桥梁结构会对整体路桥结构的强度、稳固性以及安全性等带来极大影响。如果下部结构设计得当，那么就可以在提高路桥工程建设质量与效率的同时，极大降低路桥工程建设的总成本。随着我国路桥工程建设项目的增多，为了全面提升工程建设质量，更加有必要采取有效的下部结构设计策略。

关键词：公路桥梁;下部结构;设计

1路桥下部结构设计概述

桥梁结构主要包括上部结构和下部结构两部分。前者主要是指承重结构、桥面等附属结构，下部结构主要指桥台结构、墩身结构及其基础。根据路桥工程的施工要求和结构受力情况，现有路桥工程结构可分为三种结构：拱桥结构、刚架桥结构和梁桥结构（如简支梁）。例如，简支梁桥结构本身是一种只承受上部竖向荷载，不需要承受水平反力影响的结构形式，对材料的抗弯、抗张性能要求较高，在实际结构设计中需要认真考虑。刚构桥结构主梁与墩台结构处于刚性连接状态，实际受力情况为梁桥与拱桥之间;拱桥结构的承重结构主要是拱圈和拱肋。在竖向荷载作用下，桥梁的墩台结构将受到水平方向的推力，墩台结构也将向拱圈或拱肋提供水平反力。可以看出，对于不同类型的道路和桥梁结构，其下部结构的应力也会有所不同。应注意桥台、桥墩等下部结构的合理设计。

2桥墩结构的设计要点

2.1桥台设计

公路桥梁下部结构的设计环节，首先是做好桥台部分的设计，该部分设计对于桥梁运行效果产生直接的影响，比如地形条件、地质状况等等。某高速公路项目为山区桥梁的形式，经过设计人员的分析和研判，在桥台设计中，合理的处理桥台路基衔接关系，桥台采取对称性的设计方案，也可以根据实际的情况设计为非对称的结构形式，但是要考虑到工程的具体情况确定。比如某高速公路桥梁持力层结构的承载性能非常好，稳定性较高，减少施工中边坡开挖的作业量，加大力度进行环境保护工作，避免桥台施工给环境造成不利的影响，体现出设计标准，把桥台设计为不对称的结构，横向与纵向都是分级台阶的基础结构形式。在具体的设计环节，如果高速公路桥梁基础持力层的承载性能较差，稳定性不足，为了有效的预防出现开挖环节的环境损坏问题，发生边坡坍塌的危害，选择使用高桩承台基础的结构形式，保证桥台结构的性、稳定性合格，还可以减少边坡开挖作业量，提高施工速度、缩短项目工期，产生较高的经济效益。

2.2合理选择桥墩类型

桥墩设计常见的类型主要包括如下几种类型：一是重力式，主要是借助自重对外力进行平衡，保证桥墩结构的稳定性。但是其自身的结构体积较大，对地基土的承载性具有较高要求，一般主要适用于跨度较大，且需要承受较大支座反力的中大型桥梁建设，如松花江铁路大桥就是采用了该种类型的桥墩。二是空心墩，该种类型的桥墩常用钢筋砼、预应力砼等材料，本身较重力式桥墩的工程量更小，主要适用于跨越山谷地区的桥梁建设，但是不适宜下部有船舶通行的河流中应用。三是柱式墩，该种类型桥墩的墩身是柱，下面为刚性扩大基础或配桩，有时也会采取桩柱一体结构形式，具有轻巧、圬工量小等优势，但是如果采用单柱式桥墩形式，必须采用预应力砼结构，主要适用于桥跨小于30m，桥墩高度小于10m的桥梁。四是轻型，主要是由浆砌块石和混凝土，或者钢筋砼构成的一种桥墩结构，其较重力式桥墩大大减少了圬工量，但是抗冲击力却比较差，主要应用于中小跨径路桥工程中。此外，薄壁墩、柔性排架桩墩等也是桥梁桥墩结构设计中比较多见的桥墩结构形式，在实际的路桥桥墩结构设计中需要兼顾环境保护、结构安全、经济性等众多方面的因素来选择恰当类型的桥墩。

2.3桥墩结构强度设计

桥墩结构强度设计也是决定桥墩结构设计成效的一个关键因素，主要设计中需要综合考虑桥墩结构的材质、长度等相关设计要素，因为它们彼此之间具有很强的联系性。在桥墩结构设计过程中，如果具有比较大的高度比，那么就需要严格依据有关方面的设计标准和规范等开展设计工作。如果桥墩结构高度过大，则更加容易出现稳定性破坏问题，因此要注意对其高度进行合理评估及科学设计，同时也要综合考虑路桥工程桥墩结构所选材料的强度来对桥墩结构长度进行科学设计。如果设计的路桥工程桥墩结构高度比较大，那么为了节省整体的路桥工程建设成本，要尽可能地在确保路桥工程结构安全性和稳定性的基础上，优先选用空心型桥墩结构。

3公路桥梁下部结构施工控制

在了解设计图纸需求的基础上采取有效的方法进行施工，因此在施工时需要做好以下几点控制。（1）在桥梁基坑周围附近需要设置相应的排水沟，减少地表水出现冲刷问题导致工程的进度以及质量受到影响。（2）工程施工阶段，当桥台施工及发展边坡高度较高，稳定性较差时，可采用挂网喷锚的支护方式，以提高整个工程的稳定性。（3）在具体施工环节需要对坑边缘顶面的位置进行全面的动态检查，查看是否存在松动裂缝等问题减少大面积塌方事故出现。（4）在基础工程项目施工阶段中需要严格的根据施工方案按照连续有序的施工方法进行施工，在施工阶段，如果基础岩性属于强风化类型，就需要采取有效的方式进行处理，在提升其强度以及高度的基础上，才能够进行后续的施工。（5）桩基础工程项目施工阶段中需要将针对性的混凝土护臂设置，使其能够提高工程项目的强度。在混凝土材料选择上需要按照工程需要合理的选择强度方式并且做好厚度的确定，一般来说混凝土的厚度需要大于等于15 cm。在施工时如果遇到含水层以及塑性层这样需要根据实际的情况适当的将货币的厚度以及钢筋数量提高，使其能够给整体工程施工的强度奠定基础。

4结论

公路桥梁下部结构是重要组成部分，对于桥梁的性能有着直接的影响。因此，加强公路桥梁下部结构的设计，选择符合当地实际情况的下部结构设计方案，提高施工总体水平，满足工程质量标准，为公路桥梁运行安全性的提升奠定基础。

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