试论桥梁下部结构设计施工的思路

【摘要】桥梁下部结构考虑是否得当，对工程造价、质量、工期及使用影响很大，就目前软土地基桥梁下部结构设计中型式选用、内力计算、结构配筋、施工中技术问题的处理、前期规划影响等几个主要问题结合工程实例进行讨论。

【关键词】桥梁 下部结构 设计1桥梁下部结构型式选用

1.1钢筋混凝土薄壁墩台当填土不高，河床不宽时，为减少桥长、节省造价，不让台前锥坡压缩河床，可采用靠河较近墩台身直立的桩基薄壁墩台，墩台下面设支撑梁，整个桥梁构成框架结构系统，并借助两端台后的被动土压力来保持稳定。

1.2柔性排架式墩台我市有部分多孔小跨径老桥采用此型式，墩台基桩多为预制打入。

1.3埋置式桩柱式桥台该型式桥台设于岸上台身埋入锥形护坡中，有单排桩柱式与双排桩框架式两种。采用该型式桥台，为保证路基稳定性，不能过多地压缩桥长，不少工程对此有深刻的教训。

1.4柱式桥墩该型式桥墩适应性广、施工方便，为软基中最好的选择型式。分为带盖梁单排桩柱式桥墩，一般用于简支梁桥；不带盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩，用于连续现浇箱梁。

2下部结构

2.1盖梁内力计算《墩台设计手册》中算例对墩台内力按下列方式计算：当荷载对称布置时，按杠杆法计算，当荷载偏心布置，按偏心压力法计算，两种布载状况的内力取大值控制设计。这种算法没有真正体会规范用意，仅为两种布载状况下的内力计算，不是各截面最不利状态的内力计算，所算内力存在着不安全因素。正确做法应该先画出各截面内力影响线，再对应影响线用杠杆法及偏心法进行最不利横向布载，求出各截面内力最大、最小值，然后根据内力包络图进行结构配筋。近几年，有的设计单位作如下简化计算也可行，对多支座的板、箱梁桥的墩台帽计算，按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算，不考虑活载及二期恒载的横向分布作用。

2.2桥墩内力计算墩桩顶的最大竖向力计算同上；墩桩顶水平力计算，运用柔性墩理论中的集成刚度法，将桥面汽车制动力及梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震产生的水平力在全联墩台进行分配；最后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯距及对应桩顶竖向力进行桩基各截面内力计算。

3下部结构配筋

下部结构配筋首先涉及配筋方法的选用问题，故在该项中对配筋方法、盖梁配筋、桩筋及桩长设计、桥台配筋等注意事项分别进行讨论：

3.1极限法及容许应力法应用分析由于现行桥规将钢筋混凝土桥原容许应力法的弹性状态设计改按承载极限状态设计，大家对容许应力法有淡漠趋势。事实上，极限法是在等截面简支梁试验基础上获得的，其适用范围有限，有些方面还必须用容许应力法，设计者需注意根据实际情况合理选用。

3.2桩筋及桩长设计注意事项

桩筋设计目前均采用极限法进行桩体抗弯筋设计，这在规范中已有详细公式。对桩体抗裂还没有明确要求，目前说法不一，有待进一步研讨。

对于基桩各截面的配筋，从理论上讲，应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。通常是根据最大弯矩处进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。具体哪种配筋更合理，对于摩擦灌注桩，无论从桩体受力来看，还是从节省工程费用及降低施工难度来看，笔者认为前一种更合理：节省大量钢筋；钢筋笼少，受桩长的变更而变更；减少底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率。浇桩时，开始几米发生卡管等事故机率高，而采用第一种方式配筋，底部断桩后，钢筋笼拔出后，可原孔再钻，新沂河特大桥由省院设计，施工中就有4根素混凝土段断桩是通过重新扫孔浇筑成功的，而新沂河桥以北路段由部勘察一院设计，有两根桩出现类似情况，因钢筋笼一通到底，只能采用扁担桩处理。

4施工中下部结构技术问题的处理

施工和设计是相互关联的，“怎么设计，就怎么施工”，反过来对设计者而言，应该“怎么施工，就怎么设计”，设计者应保证设计方案的合理性、可实施性，对其提供的施工方案安全性应进行验算，有些施工方案的工艺、工序在设计文件中必须明确，否则对质量、安全有不良影响。施工中出现的问题也要通过设计来解决，以下针对施工中常遇到的几个大问题进行分析，并从设计上提出解决问题的方法及其预防措施。

5前期科学规划、合理方案对建桥的影响

桥梁前期方案设计，对节省工程费用，保证工程质量很重要。德国工程建设资金充足，方案却往往要做好几年，反复比较以求最佳，而实施时间很短，这一点很值得我们学习，主管部门应给设计单位一个合理的设计周期。但很多时候，大家赶急，前期工作不细，方案没有深度，等施工图搞好了，再重新完善方案，结果整个设计又从头开始，设计效率较低；若方案做得全面细致，科学合理，可以影响主管部门采纳而较少变动。

5.1做好总体规划，初步正确框定下部结构的位置及型式我所在1998年海连西路蔷薇河大桥设计中，对老桥调查发现：东桥台因侵入河床太多而失稳变更，中间通航孔因放样偏差使东盖梁变更加宽。因此，在方案中：新建幅增加一孔，以避免桥头路基失稳；通航孔东邻孔作加长处理，使新老幅桥墩一齐，以满足水利及航道要求；墩系梁均设于水面以上，桥台采用无横系梁、无台身、少开挖的短凳框架式桥台，以减少施工难度；桥头用粉喷桩处理软基沉降；并对老桥作相应的改造。由于总体考虑全面，方案各方满意，设计一次成功。

5.2做好桥宽规划，提高下部结构的设计质量及设计单位的设计效率规划部门希望桥宽一步到位，而主管部门因资金所限不能一步实施到位。我所在1999年三八河桥设计中，桥宽规划就处理很好，该桥近期15m宽，远期25m宽，按25m宽一步规划到位，中间15m宽近期实施。在下部结构设计中对25m宽4柱式墩台及15m宽2柱式墩台分别计算，对应截面按大值控制设计，并为后期盖梁连接预留钢筋，近、远期兼顾。

总之，设计者要善于结合工程实际分析问题、解决问题，并坚持在工程设计中推陈出新，以不断提高下部工程的设计质量及其使用效果。

参考文献：

[1]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海：上海科学技术出版

社，1987.

[2]蔡开明.施工阶段钢筋混凝土裂缝的控制[J].陕西建筑，

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