公路橋梁下部結構設計的實踐探索

白洋

摘要：作為橋梁結構構成的重要部分之一，下部橋梁結構會對整體路橋結構的強度、穩固性以及安全性等帶來極大影響。如果下部結構設計得當，那么就可以在提高路橋工程建設質量與效率的同時，極大降低路橋工程建設的總成本。隨著我國路橋工程建設項目的增多，為了全面提升工程建設質量，更加有必要采取有效的下部結構設計策略。

關鍵詞：公路橋梁;下部結構;設計

1路橋下部結構設計概述

橋梁結構主要包括上部結構和下部結構兩部分。前者主要是指承重結構、橋面等附屬結構，下部結構主要指橋臺結構、墩身結構及其基礎。根據路橋工程的施工要求和結構受力情況，現有路橋工程結構可分為三種結構：拱橋結構、剛架橋結構和梁橋結構（如簡支梁）。例如，簡支梁橋結構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構形式，對材料的抗彎、抗張性能要求較高，在實際結構設計中需要認真考慮。剛構橋結構主梁與墩臺結構處于剛性連接狀態，實際受力情況為梁橋與拱橋之間;拱橋結構的承重結構主要是拱圈和拱肋。在豎向荷載作用下，橋梁的墩臺結構將受到水平方向的推力，墩臺結構也將向拱圈或拱肋提供水平反力。可以看出，對于不同類型的道路和橋梁結構，其下部結構的應力也會有所不同。應注意橋臺、橋墩等下部結構的合理設計。

2橋墩結構的設計要點

2.1橋臺設計

公路橋梁下部結構的設計環節，首先是做好橋臺部分的設計，該部分設計對于橋梁運行效果產生直接的影響，比如地形條件、地質狀況等等。某高速公路項目為山區橋梁的形式，經過設計人員的分析和研判，在橋臺設計中，合理的處理橋臺路基銜接關系，橋臺采取對稱性的設計方案，也可以根據實際的情況設計為非對稱的結構形式，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構的承載性能非常好，穩定性較高，減少施工中邊坡開挖的作業量，加大力度進行環境保護工作，避免橋臺施工給環境造成不利的影響，體現出設計標準，把橋臺設計為不對稱的結構，橫向與縱向都是分級臺階的基礎結構形式。在具體的設計環節，如果高速公路橋梁基礎持力層的承載性能較差，穩定性不足，為了有效的預防出現開挖環節的環境損壞問題，發生邊坡坍塌的危害，選擇使用高樁承臺基礎的結構形式，保證橋臺結構的性、穩定性合格，還可以減少邊坡開挖作業量，提高施工速度、縮短項目工期，產生較高的經濟效益。

2.2合理選擇橋墩類型

橋墩設計常見的類型主要包括如下幾種類型：一是重力式，主要是借助自重對外力進行平衡，保證橋墩結構的穩定性。但是其自身的結構體積較大，對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，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、預應力砼等材料，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的橋梁建設，但是不適宜下部有船舶通行的河流中應用。三是柱式墩，該種類型橋墩的墩身是柱，下面為剛性擴大基礎或配樁，有時也會采取樁柱一體結構形式，具有輕巧、圬工量小等優勢，但是如果采用單柱式橋墩形式，必須采用預應力砼結構，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，或者鋼筋砼構成的一種橋墩結構，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構設計中比較多見的橋墩結構形式，在實際的路橋橋墩結構設計中需要兼顧環境保護、結構安全、經濟性等眾多方面的因素來選擇恰當類型的橋墩。

2.3橋墩結構強度設計

橋墩結構強度設計也是決定橋墩結構設計成效的一個關鍵因素，主要設計中需要綜合考慮橋墩結構的材質、長度等相關設計要素，因為它們彼此之間具有很強的聯系性。在橋墩結構設計過程中，如果具有比較大的高度比，那么就需要嚴格依據有關方面的設計標準和規范等開展設計工作。如果橋墩結構高度過大，則更加容易出現穩定性破壞問題，因此要注意對其高度進行合理評估及科學設計，同時也要綜合考慮路橋工程橋墩結構所選材料的強度來對橋墩結構長度進行科學設計。如果設計的路橋工程橋墩結構高度比較大，那么為了節省整體的路橋工程建設成本，要盡可能地在確保路橋工程結構安全性和穩定性的基礎上，優先選用空心型橋墩結構。

3公路橋梁下部結構施工控制

在了解設計圖紙需求的基礎上采取有效的方法進行施工，因此在施工時需要做好以下幾點控制。（1）在橋梁基坑周圍附近需要設置相應的排水溝，減少地表水出現沖刷問題導致工程的進度以及質量受到影響。（2）工程施工階段，當橋臺施工及發展邊坡高度較高，穩定性較差時，可采用掛網噴錨的支護方式，以提高整個工程的穩定性。（3）在具體施工環節需要對坑邊緣頂面的位置進行全面的動態檢查，查看是否存在松動裂縫等問題減少大面積塌方事故出現。（4）在基礎工程項目施工階段中需要嚴格的根據施工方案按照連續有序的施工方法進行施工，在施工階段，如果基礎巖性屬于強風化類型，就需要采取有效的方式進行處理，在提升其強度以及高度的基礎上，才能夠進行后續的施工。（5）樁基礎工程項目施工階段中需要將針對性的混凝土護臂設置，使其能夠提高工程項目的強度。在混凝土材料選擇上需要按照工程需要合理的選擇強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。在施工時如果遇到含水層以及塑性層這樣需要根據實際的情況適當的將貨幣的厚度以及鋼筋數量提高，使其能夠給整體工程施工的強度奠定基礎。

4結論

公路橋梁下部結構是重要組成部分，對于橋梁的性能有著直接的影響。因此，加強公路橋梁下部結構的設計，選擇符合當地實際情況的下部結構設計方案，提高施工總體水平，滿足工程質量標準，為公路橋梁運行安全性的提升奠定基礎。

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