文档介绍：桥梁下部结构设计
摘要:随着我国交通建设的飞速发展,各种桥梁工程日益增多,作为桥梁建设的基础,桥梁下部结构设计倍受行内人士关注。本文主要从下部结构内力计算和下部结构配筋两方面阐述了桥梁的下部结构设计内容,并提出了在桩筋及桩长设计时应注意的问题。
关键词:桥梁下部结构设计内力计算配筋
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
一、引言
为了满足人们日益提高的生活水平,对桥梁建设质量要求也越加严格。作为桥梁结构的重要组成部分,桥梁下部结构设计应遵循安全耐久、满足交通要求、造价低、维修养护费用小、预制施工方便、工期短、与周围环境协调美观等原则;同时还要考虑到结构的受力、土质构造和地质条件、水文、水流流速及河床性质等诸多因素的影响。以下是笔者根据实践积累,就桥梁下部结构设计内容展开讨论。
二、桥梁下部各结构的设计
1、桥墩
高度小于40m的桥墩多采用柱式墩和Y型薄壁墩。柱式墩有圆柱与方柱之分,外观质量在圆柱施工中不难控制,和桩基也方便衔接,大多应用于平原地区。从美观而言,方柱有视线诱导性和棱角,和上构梁体协调,相对美观。以受力角度来讲,在方柱与圆柱有相等截面积的条件下,方柱抗弯刚度要比圆柱大,受力较于圆柱更优。体系是连续钢构时,方柱能够经过对两个方向的尺寸进行调整,从而调整墩柱的刚度,满足调整墩柱受力的需要。圆柱为各向同性,进行调整,其效果相对较差。方柱的缺点是墩柱和桩基间要经过桩帽连接,加上山区桥梁地面横坡较陡,不仅增加了工程数量和柱帽结构,而且加大了挖方工程量。在设计中,选用方柱或圆柱要综合考虑墩高、地形和上构结构形式。Y型墩薄壁是独柱双支座的一种墩型,相对美观却施工较复杂。由于墩高较矮时,既不美观又未有简便施工,很少使用。墩高较高时,Y型薄壁墩施工仅要一套模板,搭一个支架,在有大量模板需求和地面横坡相对陡的山区桥梁,Y型薄壁墩有明显优势。此外使用双柱墩时,因两个墩柱高度相差大,线刚度差距大,造成一个墩两个墩柱受力有很大的不同,使用Y型薄壁墩就可避免以上缺陷。
在桥墩设计时应注意:由于桥墩在构造、施工工艺和截面形状等方面的多样性,近年来我国桥梁设计人员对下部结构的造型设计有了显著的变化,改变了以往桥墩粗、大、实的躯体,向着轻型、薄壁、注意造型的方向发展,从而提高了桥梁下部结构的功能和结构的美感。
2、桥墩与路幅的关系
山区高速公路既有整体式路基也有分离式路基。当前,路线选线注重的理念是环保,注重的是减少占地,大多设置的是整体式路基,只有中长隧道等采用分离式路基外。整体式路基的双幅桥,通常下构按分幅单独设计,也就是双幅四柱。至于高墩长桥,整体式下构也就是双幅两柱是一种相对较好的选择。相比于双幅四柱,若桥墩截面积和横向宽度相当,整体式下构横向与纵向刚度为分幅设置的2倍以上,不仅能够减少开挖而且可以减少墩顶变位。显然,整体式下构帽梁跨度相对大时,鉴于车辆双向行驶时扭矩影响,要设置较强大的帽梁。一座桥到底使用整体式下构抑或是分幅下构,要综合考虑诸如地质、墩高和水文等多种因素。
3、桥台
桥台按其形式可划分为重力式桥台、轻型桥台、框架式桥台、组合式桥台和承拉桥台。而在山区高速公路桥梁桥台通常使用重力式U型台、肋板台以及桩柱式台。U形桥台构造简单,基底承压面大,应力较小,但圬工体积大,台内填土易积水、结