山區高速公路橋梁橋臺形式設計分析

文/余登峰、章鈺智

1 前言

目前我國的基礎建設領域、工作體系和管理標準正在逐步完善。在施工環節，施工團隊應需要選擇合適的設計方案，保證結構設計達到科學性、合理性的要求；同時，材料與設備也要符合標準，從而保證工程的順利運行。在具體的設計和施工環節，需要選擇科學合理的設計方案，保證受力結構符合工程的要求，達到承載性能的標準。根據目前的實際情況分析，我國對于設計要求并未有統一的要求，所以不同項目需要結合實際情況選擇合適的公路橋臺，以滿足橋梁的運行需要，促進我國橋梁事業的發展[1]。

2 橋臺設計的受力分析

2.1 橋臺的作用

橋臺對于橋梁來說是極為重要的結構，是主要的支撐結構形式，能夠為兩岸的不同結構物連接提供基礎，起到擋土護岸的效果。橋臺在運營階段，主要是受到自重、車輛荷載等方面的雙重作用，因此我們需要做好這一方面的分析。

2.2 橋臺的主要類型

目前使用最為普遍的橋臺形式有混凝土薄壁橋臺、輕型橋臺、枕梁橋臺等。工作人員應結合不同的施工工況選擇最佳的類型，滿足橋梁的運行需要。

2.3 橋臺結構形式選用

2.3.1 輕型橋臺

該橋臺形式主要有以下特點：橋臺結構的體積尺寸比較小，臺身為直立的形式，且以薄壁墻體的形式存在；在兩側分別設置擋土墻，同時將橋臺表面的側墻結構設計成為斜坡的形式。橋臺下部結構上，應用的材料是鋼筋混凝土，上部則是應用錨栓連接各個結構，以此形成四鉸框架結構。在運行中，在端臺的壓力作用下，能夠保證穩定性達到標準要求。

2.3.2 薄壁橋臺

薄壁橋臺采用鋼筋混凝土作為主要的施工材料，該橋臺類型主要由扶壁的前墻、側墻、水平底板結構組合而成；擋土墻主要由前墻與間隔距離為2.5～3.5m 的扶壁組成。

2.3.3 埋置式橋臺

該類型的橋臺一般包含肋板、框架以及樁柱。把結構直接埋設到錐形護坡的結構內，會大大降低其自身需要承受的載荷，進而橋臺自身的體積也會減小。但是因為臺前護坡結構的片石為永久性防護處理設施，埋置式橋臺在運行中容易被洪水沖垮，因此在設計時需要做好穩定性的計算工作，保證其滿足該工況下運行的標準[2]。

3 山區高速公路橋梁橋臺形式設計分析

3.1 設計準備

要想保證山區高速公路橋臺形式設計順利進行，準備工作尤為關鍵。工作人員需要先從外部勘察工作進行，準確掌握現場各項數據信息，綜合分析地形條件、橋梁平面走位以及縱向坡度等尺寸，判斷需要施工的位置，然后通過應用先進的技術設備進行全面檢測，模擬出幾個可能性高的橋臺橫斷面、縱斷面等尺寸，同時還要做好準確性的測量和控制，準確描述現場的地理條件，繪制橋臺施工作業位置上的地形、地貌簡圖。此外，還需要使用攝影機等設備對現場進行拍照或者錄制視頻，全方面了解和分析，使后期設計人員可以直觀地了解現場的具體情況，保證設計順利進行。

3.2 橋臺設計的原則

3.2.1 橫坡陡峭地形條件采取柱式橋臺與肋板橋臺

該橋臺是兩種形式組合而成的，右側部分應用的是柱式橋臺，可以防止給山體帶來損壞和影響；左側使用的是肋板橋臺，確保填土較高一側可以達到安全性的要求。這種設計方案有著非常高的安全性，也更加環保，所以綜合效益較高[3]。在橋梁橋臺設計過程中，設計人員需要考慮整體功能應用，保證整體效果達到實際需求。

3.2.2 坡度較陡選擇一字型橋臺

一字型橋臺主要采取樁基礎結構形式，保證承臺底面直接埋設到地表以下，以確保結構的穩定性合格，達到安全距離的要求。側墻應用的是直立式與路基路肩墻穩定連接，能夠防止因為錐坡過陡而造成安全性不足或者溜坡，并不需要布置橋臺錐坡的結構。

3.2.3 填石路基部位采用一字式橋臺

對于隧道的工程結構部分來說，可以將路基部分設計為填石路基，通過兩側的棄渣，達到反壓護道的效果；結合現場情況設計為縱坡的形式，并根據標準要求直接壓實路基施工，消除隧道口狹小、無法棄渣等缺陷，同時還可以延長橋體結構長度，成本較低，棄方得以有效使用，經濟性、環保性都非常高。

4 墩臺的施工方法

橋墩一般選擇在中間設置支撐結構。在橋梁墩臺設計環節，需要考慮到受力、地質環境、水文狀態等方面因素，選擇合適的設計方案。橋梁墩臺應該設置在地基相對穩定的位置上，通過完善設計方案、合理計算數據的方式保證基礎結構的性能合格。另外，分析目前工程實際案例，橋梁下部結構需不受洪水、地震、橋梁荷載等方面的沖擊影響，保證其使用安全性合格。

5 山區高速公路橋梁橋臺形式設計方案的選擇

為了提升橋梁橋臺設計的水平，保證整體橋臺的安全性與穩定性提高，設計時需要考慮以下幾個方面。

5.1 現場容易產生的問題分析

5.1.1 豎井施工

豎井的設計施工環節，綜合分析地質條件極為重要。比如礫石穩定性不足時，應該在工作平臺上設置必要的支撐結構，防止發生坍塌的問題，然后在橋臺上部施工位置進行模板的支設施工，灌注第一道鋼筋混凝土應用支撐梁結構。在該結構施工完成后，如果進行下部空間的石方開挖作業，會因為礫石穩定性不足而發生坍塌，則需要在豎井第一道支撐外部的位置上全部掏空后，對于上述的各個部位進行外側掏空處理，以提高系統安全性，避免發生安全隱患[4]。

5.1.2 未能有效處理而導致路堤失穩

比如某地區內的橋引道對軟土部分進行了處理，且分級加載預壓施工，其填土高度達到了7m。在南岸進行砂井作業后，填土達到2.5m 的高度就導致了損壞問題，北岸在填土過程中直接發生損壞問題，填土也完全失效了。分析開挖作業，主要是因為工作人員未能完全掌握地質資料，且填土速度很快，加之反壓護道，因此導致了砂墊層排水存在不利影響。施工最后應用的是開挖深邊溝排水的方式，將原路堤內存在的積水排出去，并使用袋裝砂進行填充處理，同時加強鋪設。

5.1.3 堆料不當，未能根據要求分層填筑而導致失穩

比如某地區的大洞橋引道部分，在設計方案中對于軟土地基采取的是袋裝砂聯合砂墊層的方式進行加固處理，但是由于資金不足，有些單位直接省略該工序，進而導致現場施工中有幾個路段存在滑塌問題，且車輛通行后產生了不均勻沉降的問題。這是由于堆料不當所造成的，且工作人員未能按照要求分層填筑作業，也沒有做好觀測工作，碾壓不合格。

5.2 改進措施

5.2.1 豎井的外側需要間隔30cm 設置注漿管，并以梅花的方式布置。首先將松散礫石通過注漿方式組合成為穩定的結構，保證在開挖豎井時不發生坍塌；通過混凝土做好井壁灌注作業，提高施工速度，保證施工質量。

5.2.2 臺背填土不能使用粘土材料，最好是應用石渣或者水穩定性高的礫土等材質，減少墻背土壤側壓力；同時，選擇分層填筑的方式，提高結構形式。

5.2.3 為了保證設計施工的質量合格，避免裙墻發生早期病害缺陷，首先需要把裙墻看作承重的結構形式，然后計算確定墻背土壓力參數，同時還要驗證抗剪、抗滑等條件，保證各個部位的穩定性合格；其次，需要將基礎設置到沖刷線以下的位置上，并將其設置在穩定性較高的持力層結構上，進而提高基礎結構的穩定性[5]。

6 結語

綜上所述，橋臺的主要特點就是跨越尺寸比較大，那么如何消除其質量缺陷、提高穩定性則是人們需要考慮的重點問題。在確定具體的施工方案之前，工作人員需要先進入現場考察和分析，了解影響因素，然后至少設計出兩套方案進行對比分析，才能確定最佳的實施方案。只有不斷提升橋臺設計水平，保證設計方案符合要求，才能提高橋梁結構的穩定性、安全性，滿足我國交通運行的需要。