高速公路桥梁墩台设计

摘要：桥梁是现在交通中不可或缺的部分，任何桥梁都离不开墩台的支撑。在桥梁设计中，可供选择的桥梁墩台形式有多种，在选择具体的适合本桥梁的造型时，要考虑到墩台的形式对工程造价、工程质量及后期养护使用的深远影响，从长久的角度和全面的视图去考虑。下面将结合作者近几年一些施工设计项目，对桥梁墩、台形式的选择及相对应的注意事项进行初步探讨。

关键词：桥墩；桥台；结构选型

引言

为了更好地服务我国经济的发展.公路桥梁大量建设.桥梁墩台的设计、施工方法也越来越多，桥梁墩台的施工方法的合理选择.采取有效的控制措施.可以实现高质量、低成本、更快速的效果。

1、桥墩选型

根据目前的设计实践情况，可供选择的桥墩形式，按照构造主要有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、框架桥墩等，下面将从桥墩形式、结构特点、适用情况等方面进行概括性探讨。

1.1、实体桥墩。

实体重力式桥墩：实体重力式桥墩是一种主要靠自身重力平衡外力的实体圬工墩，桥墩的强度与稳定完全依靠桥墩的自身重力来满足。此种桥墩自身刚度大，抗撞能力强，但同时存在受水流冲击阻力较大的缺陷，对地基的要求也较高，因此这种桥墩形式比较适合修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。

实体轻型桥墩：实体轻型桥墩可选用的材料有混凝土、浆砌石块、钢筋混凝土等，这种结构有效减少了圬工体积，减少了工程量，但它的抗冲击能力比较差，受到船只、浮冰或其他漂浮物撞击时，处于十分不利的状态，容易发生结构性、整体性破坏，一般用于中小跨径桥梁上，实体轻型桥墩多采用圆端，以减小水流冲击力度。

1.2、柱式桥墩。

柱式桥墩是目前公路桥梁中采用最多的桥墩形式。它具有线条简洁、明快、美观、等特点，既节省了材料又方便施工，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。柱式桥墩一般有独柱、双柱、多柱等形式，它可以灵活的适应各种桥宽以及地物地貌。

1.3、空心桥墩。

部分镂空实体桥墩是一种相对合理的结构形式，他的外形与普通实体桥墩相仿，有较大的圬工体积，少量的钢筋等。由于镂空结构的存在，使混凝土等圬工工程量大大减少，结构趋于合理，提高了经济效益。薄壁空心桥墩基本结构形式与部分镂空实体桥墩相同，但所采用的材料多为强度较高的钢筋混凝土，以达到“薄壁”效果。

1.4、框架式桥墩。

框架式桥墩用平面框架（必要时可做成双层或多层的框架）代替墩身，支撑上部结构，一般采用钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。框架式桥墩也可以做成V型、Y型、x型等，这些形式给桥梁建筑增添了新的艺术美感，一改桥墩的笨拙形象；同时这些形式提高了桥梁的跨越能力，缩短了主梁跨径，降低主梁高度，是大跨度桥梁常用的桥墩结构形式。

1.5、桩式桥墩。

桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身，在桩顶浇筑盖梁。在墩位上的横向可以是一根或多根桩，设置一排桩时叫排桩墩。这种墩型有很多优点，如节约材料、施工简便、外形简洁，特别适合在平原地区建桥时使用；但是它存在跨度上的局限性（一般小于13m），由于墩身较柔，抗撞能力差，不宜在有漂流物和流速过大的河流中采用。

2、桥台选型

桥台位于桥梁两端，是使道路与桥梁连结为整体的结构物，起桥梁支座与河岸护坡的作用，常采用的形式主要有：重力式、轻型、框架式、组合式、承拉式等。

2.1、重力式桥台。

重力式桥台主要靠自重来平衡台后的土压力，桥台台身建筑材料多为石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料。依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件不同，重力式桥台常采用的类型有U型桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台等，在铁路上还有T型桥台、十字形桥台等其他形式。

在U型桥台身的作用是抵抗桥跨结构与台后土体的作用力，其翼墙在一定条件下可与前墙共同承担土压力，并形成护坡。八字型和一字型桥台的台身两侧为独立的翼墙，一般要在台身与翼墙之间设置变形逢。这两种形式的桥台要求有稳定的岩土地基，相对较低的桥台，低压缩性河床，中小跨桥多用于跨越人工河道，也可用于立交桥。翼墙外露时还可以起到引导河流的作用。埋置式桥台的台身埋置无翼墙，台帽两端的耳墙直接与路堤相连。它适用于填土高度在l0m以下，桥头为浅滩且冲刷较小的中等跨径的多跨桥。如果地质条件允许，可挖空台身，以减轻自重，节省材料。

2.2、轻型桥台。

钢筋混凝土结构充分发挥了钢筋与混凝土各自的长处，其结构在抵抗弯矩方面有很大优势，其特点是结构自重轻，施工方便。轻型桥台又分为薄壁轻型桥台与支撑梁轻型桥台。薄壁轻型桥台常常采用悬臂式、扶壁式、撑墙式、箱式等。悬臂式桥台钢筋与混凝土的用量相对其他形式一般要高，撑墙式与箱型桥台模板用量相对较高。支撑梁轻型桥台在条件允许的情况下，对于单跨或小跨径的桥，可在轻型桥台之间或台墩之间设置支撑梁，构成支撑梁型轻型桥台，增大轻型桥台的承载能力。

2.3、组合桥台。

为充分发挥不同部分的作用，将桥跨作用力与台后土体的作用力分由不同的构件承担，从这种思路出发形成了组合桥台。其优点是受力明确，节省材料。缺点是构造复杂，施工不方便。

2.4、承拉桥台。

在桥台中，根据受力的需要，要求桥台有抵抗压力和拉力的能力，在设计中必须满足受力要求，此种桥台主要在斜弯桥中使用，用来承受由于荷载的偏心作用而使支座受到的拉力。

3、桥梁墩台基础施工中的注意事项

3.1、控制温度

3.1.1、采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

3.1.2、规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝士表面发生急剧的温度。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主，其他裂缝为辅。

3.2、施工工艺的改善

3.2.1、墩台身混凝土与基础同期浇注情况下，基础弹性模量与墩台身弹性模量相同。即采用相同强度等级的混凝土时比较相似，其收缩接近同步，无论环境温度等如何变化，墩台身均不出现拉应力。所以，在施工步骤上应予重视，尽可能减少基础与墩台施工的时间间隔。

3.2.2、加强桥梁墩台身的基础以上一定范围内的箍筋布置，减小箍筋在沿墩台身高度方向的间距，尽量采用环形闭口箍筋并与墩台身主筋焊接成网，防止混凝土开裂，减小裂缝宽度。降低材料的入模温度，控制墩台身混凝土的浇注和凝结温度，加强脱模前的养护。控制混凝土配比中的水泥用量，如果水灰比较大，养护的湿度不足，混凝土的收缩就大。

桥梁墩台所处环境多样而且多变，受力情况不易定性定量的分析，应尽量保证其强度、刚度和稳定性有足够的富余度，而且有足够的适应变形或抵抗变形的能力，以避免墩台由于过大的水平位移、竖向沉降及转角而导致破坏。

4、结语

在桥梁总体设计中，应坚持安全性、适用性、耐久性三大原则不动摇，同时兼顾经济、美观要求。桥梁的下部结构，桥墩、桥台等的形式选取与整桥设计相统一，也要满足安全、适用、耐久、经济、美观等要求。另外，桥梁墩台结构形式的选取与现场的使用环境息息相关，同时，桥梁墩台还会经常性的受到各种动力荷载的作用，这对保证桥梁结构安全耐久提出更高的要求。所有这些都要求设计者具备深厚的理论功底与丰富的实践经验，同时又要有相当的洞察力与创新精神，保证桥墩、桥台的设计质量及使用效果，使其选择与布设能够更加经济合理。

参考文献：

[1]钟汉华，余丹丹.道路与桥梁工程施工技术【M】.中国水利水电出版社，2011，01

[2]北京市政建设集团有限责任公司.桥梁工程施工工艺规程2009.12

[3]中国建筑工业出版社，2009.12

[4]张彬.桥梁工程施工速学手册（第2版）【M】.中国电力出版社.2010.09