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【摘 要】 桥梁工程下部结构是整个工程的基础,要保证桥梁工程的设计质量就要做好桥梁工程下部结构的设计工作。作为桥梁工程设计者,应该多多总结,要善于结合工程实际解决实际问题,并保证在桥梁施工期间不出现较大的设计问题。不断总结创新不断提高设计质量,保证桥梁设计的有效性。
【关键词】 桥梁;下部结构;设计要点
引言:
随着农村公路的的不断发展,一座座桥梁如雨后春笋般拔地而起。桥梁下部结构的设计对整个桥梁工程有着很重要的影响。下部结构设计的是否合理,直接影响桥梁的造价、工程质量、建筑工期以及使用状况。
1.桥台结构型式选用
1.1钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式。这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.2轻型桥台
轻型桥台的特点是台身体积较小,台身为直立的薄壁墙,台身两侧设有翼墙(用于挡土),可以将侧墙做成斜坡。
1.3埋置式桥台
埋置式桥台又可分为肋板式桥台、桩柱式桥台。因为台身埋在锥形护坡中,桥台所受的土压力大为减小,所以桥台的体积也就得到相应减小。
2.桥墩结构型式选用
2.1柔性排架式墩台
我市有部分多跨农桥采用此型式,桥墩基础采用预制方桩,然后采用层台连接。
2.2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。通村公路桥梁桥墩大部分采用单排桩柱式桥墩。
2.3选用墩台应注意减少软基位移对结构的影响,尽可能减少超静定个数,适当加大桩距,减少桩根数。以上处理还降低工程造价。
3.下部结构内力计算
为了保证桥梁结构的安全,整个工程的计算工作主要集中于下部结构,故下部结构内力计算方法的选用是否正确,考虑因素是否全面,直接关系到工程的安危,为此做以下几点分析。
3.1墩台盖梁内力计算
常用的計算方式,首先按照图纸的设计对各个横截面的受力点进行分析,在根据不同受力点的受力数据进行数学公式计算,最终确定相应的内力变化范围。而最近人们则采用一种更加便捷的计算方式,该方式主要是将原有的计算模式进行简化,按活载直接作用于由墩台简化成的简支梁、连续梁上进行计算。
3.2桥墩桩基础内力计算
桩基础计算一般包括桩长计算、桩的内力计算、桩身截面配筋、墩顶纵向水平位移验算。桩长计算:只要满足单桩荷载小于单桩容许承载力。桩的内力计算:首先要判断桩是刚性桩还是弹性桩,判断为弹性桩后,根据桩顶上的外力,查无纲量系数表,可以得出桩身弯矩分布图。桩的内力计算:属于圆形截面偏心受压构件计算套用公式。
3.3桥台内力计算
桥墩的结构比较密实,因此压力计算比较稳定,相比较而言,桥台的内力计算更加困难,环节也比较多,下面将对其进行具体的分析和介绍:
3.3.1埋置式桥台土压力计算
土压力的系数值通常是参考施工前的地质条件,而在建设施工的过程中,会出现地基的浇筑以及渗水等情况,这样土压力的数值会受到影响,施工的安全性会降低,为了防止在建设的过程中出现坍塌,同时也为了保障桥梁的基本质量,应该注意以下几点的改良:a)通过提高桥梁的长度来减少桥台的高度,这样高度的降低就会减少土地受到的压力,桥墩的稳定性随之加强。b)从物理学的角度分析,加大压力的受力面积从而减少压力的数值。通常采用铺设竹筏等材料的办法扩大面积,这种施工方式还能够有效的节约经济成本。c)减轻台背荷载法,该种方法最为简单,选用质量较轻的施工材料,或者是在内部填充空箱,以此来减轻桥台的压力。d)平衡压重填土法,先在台前填土压重,然后再进行台背填土。
3.3.2搭板对土压力影响
设置搭板的桥台应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利的影响。
3.3.3桥头路基沉降、滑动验算
桥头路基沉降、滑动危害。受到地质条件的潜在影响,以及当地资源矿产开发等因素的影响,桥头的路基可能出现沉降,一旦发生沉降,桥梁和公路的结合处就成为了事故的高发地段,为此,出去不可预计的客观因素之外,要对主观因素带来的桥头路基沉降问题防患于未然,具体做到以下几点:a)提高材料的质量,引进优良材料,杜绝不合格的材料流入进施工现场。b)在桥头的路基缝隙中填补大量的木屑和碎石等,加大路基的密度,提高其稳定性的同时也就降低了滑动的危害。c)超载预压法。简言之就是在投入使用之前运用超出桥梁和公路本身的适当承载压力,强行使路基发生沉降,这样能够减少后期的沉降,也可以便利于在施工的过程中对发生的沉降进行弥补。d)塑料排水板法。该种施工方式的实际效果最明显,同时还能够有效的缩短工期,同时施工的经济费用开支小,是比较常用的一种方式。
根据建设施工的差异性,施工方可以与设计人员共同参与设计,根据施工的实际情况,优先选择节约经费开支、实用的处理方式。当然还有其他的处理办法,未来人们也可以根据需要研发新的方式方法。
4.桥梁下部结构的结构配筋
4.1配筋方法的选择
桥梁下部结构配筋,包括盖梁配筋、桩基础配筋。配筋是根据内力计算进行分配的,那么配筋方法在设计中是值得注意的。
4.2盖梁的配筋
盖梁的配筋原理采用承载能力极限状态计算。盖梁抗弯钢筋要根据裂缝宽度进行配筋,盖梁抗剪钢筋设计室根据钢筋与混凝土的承受剪力分配情况而定的。因此,抗剪钢筋的配置往往需要进行大量的计算,给梁内布筋带来了困难。配筋只能是通过试配筋进行多次调整,让混凝土与箍筋承担更多的比例,使配筋自由度大一点。同时,盖梁受剪力大于弯矩。因此,一定要保证抗剪筋有富余,以满足抗剪要求,目前我院采用桥梁通软件计算盖梁,带来了很大的方便,节约了大量时间。
4.3桩基础配筋
桩基础配筋设计目前统一采用承载能力极限状态法进行桩体抗弯配筋设计,具体计算根据相关规范进行。很多桩出现开裂现象,对于桩体抗裂钢筋的配筋还没有统一的观点,有待进一步研究。桩基截面配筋是根据桩基弯矩包络图进行布置配筋的,一般桩基有一定长度的素混凝土段,桩的竖向主筋根据桩弯矩决定其长度。对于摩擦灌注桩,不管从受力还是造价或是施工,个人觉得桩基伸入至好的持力层比较合理,进行二次清孔。
5.结束语
综上所述,公路桥梁的下部结构是公路桥梁建设施工的核心,既影响公路桥梁施工的经济费用又影响公路桥梁建设施工的外观,因此必须切实的提高设计人员的设计能力和施工人员的施工水平。设计人员不仅对桥梁公路的设计具有专业的评判能力,同时还要具备一定的美学基础和地质学基础,而设计施工人员则要具备一定的施工经验。只有这样才能提高公路桥梁的下部结构的施工水平,更好的服务于社会和人民。
参考文献:
[1]交通部颁《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTG D62-2004
[2]交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007
[3]交通部颁《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004
【关键词】 桥梁;下部结构;设计要点
引言:
随着农村公路的的不断发展,一座座桥梁如雨后春笋般拔地而起。桥梁下部结构的设计对整个桥梁工程有着很重要的影响。下部结构设计的是否合理,直接影响桥梁的造价、工程质量、建筑工期以及使用状况。
1.桥台结构型式选用
1.1钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式。这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.2轻型桥台
轻型桥台的特点是台身体积较小,台身为直立的薄壁墙,台身两侧设有翼墙(用于挡土),可以将侧墙做成斜坡。
1.3埋置式桥台
埋置式桥台又可分为肋板式桥台、桩柱式桥台。因为台身埋在锥形护坡中,桥台所受的土压力大为减小,所以桥台的体积也就得到相应减小。
2.桥墩结构型式选用
2.1柔性排架式墩台
我市有部分多跨农桥采用此型式,桥墩基础采用预制方桩,然后采用层台连接。
2.2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。通村公路桥梁桥墩大部分采用单排桩柱式桥墩。
2.3选用墩台应注意减少软基位移对结构的影响,尽可能减少超静定个数,适当加大桩距,减少桩根数。以上处理还降低工程造价。
3.下部结构内力计算
为了保证桥梁结构的安全,整个工程的计算工作主要集中于下部结构,故下部结构内力计算方法的选用是否正确,考虑因素是否全面,直接关系到工程的安危,为此做以下几点分析。
3.1墩台盖梁内力计算
常用的計算方式,首先按照图纸的设计对各个横截面的受力点进行分析,在根据不同受力点的受力数据进行数学公式计算,最终确定相应的内力变化范围。而最近人们则采用一种更加便捷的计算方式,该方式主要是将原有的计算模式进行简化,按活载直接作用于由墩台简化成的简支梁、连续梁上进行计算。
3.2桥墩桩基础内力计算
桩基础计算一般包括桩长计算、桩的内力计算、桩身截面配筋、墩顶纵向水平位移验算。桩长计算:只要满足单桩荷载小于单桩容许承载力。桩的内力计算:首先要判断桩是刚性桩还是弹性桩,判断为弹性桩后,根据桩顶上的外力,查无纲量系数表,可以得出桩身弯矩分布图。桩的内力计算:属于圆形截面偏心受压构件计算套用公式。
3.3桥台内力计算
桥墩的结构比较密实,因此压力计算比较稳定,相比较而言,桥台的内力计算更加困难,环节也比较多,下面将对其进行具体的分析和介绍:
3.3.1埋置式桥台土压力计算
土压力的系数值通常是参考施工前的地质条件,而在建设施工的过程中,会出现地基的浇筑以及渗水等情况,这样土压力的数值会受到影响,施工的安全性会降低,为了防止在建设的过程中出现坍塌,同时也为了保障桥梁的基本质量,应该注意以下几点的改良:a)通过提高桥梁的长度来减少桥台的高度,这样高度的降低就会减少土地受到的压力,桥墩的稳定性随之加强。b)从物理学的角度分析,加大压力的受力面积从而减少压力的数值。通常采用铺设竹筏等材料的办法扩大面积,这种施工方式还能够有效的节约经济成本。c)减轻台背荷载法,该种方法最为简单,选用质量较轻的施工材料,或者是在内部填充空箱,以此来减轻桥台的压力。d)平衡压重填土法,先在台前填土压重,然后再进行台背填土。
3.3.2搭板对土压力影响
设置搭板的桥台应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利的影响。
3.3.3桥头路基沉降、滑动验算
桥头路基沉降、滑动危害。受到地质条件的潜在影响,以及当地资源矿产开发等因素的影响,桥头的路基可能出现沉降,一旦发生沉降,桥梁和公路的结合处就成为了事故的高发地段,为此,出去不可预计的客观因素之外,要对主观因素带来的桥头路基沉降问题防患于未然,具体做到以下几点:a)提高材料的质量,引进优良材料,杜绝不合格的材料流入进施工现场。b)在桥头的路基缝隙中填补大量的木屑和碎石等,加大路基的密度,提高其稳定性的同时也就降低了滑动的危害。c)超载预压法。简言之就是在投入使用之前运用超出桥梁和公路本身的适当承载压力,强行使路基发生沉降,这样能够减少后期的沉降,也可以便利于在施工的过程中对发生的沉降进行弥补。d)塑料排水板法。该种施工方式的实际效果最明显,同时还能够有效的缩短工期,同时施工的经济费用开支小,是比较常用的一种方式。
根据建设施工的差异性,施工方可以与设计人员共同参与设计,根据施工的实际情况,优先选择节约经费开支、实用的处理方式。当然还有其他的处理办法,未来人们也可以根据需要研发新的方式方法。
4.桥梁下部结构的结构配筋
4.1配筋方法的选择
桥梁下部结构配筋,包括盖梁配筋、桩基础配筋。配筋是根据内力计算进行分配的,那么配筋方法在设计中是值得注意的。
4.2盖梁的配筋
盖梁的配筋原理采用承载能力极限状态计算。盖梁抗弯钢筋要根据裂缝宽度进行配筋,盖梁抗剪钢筋设计室根据钢筋与混凝土的承受剪力分配情况而定的。因此,抗剪钢筋的配置往往需要进行大量的计算,给梁内布筋带来了困难。配筋只能是通过试配筋进行多次调整,让混凝土与箍筋承担更多的比例,使配筋自由度大一点。同时,盖梁受剪力大于弯矩。因此,一定要保证抗剪筋有富余,以满足抗剪要求,目前我院采用桥梁通软件计算盖梁,带来了很大的方便,节约了大量时间。
4.3桩基础配筋
桩基础配筋设计目前统一采用承载能力极限状态法进行桩体抗弯配筋设计,具体计算根据相关规范进行。很多桩出现开裂现象,对于桩体抗裂钢筋的配筋还没有统一的观点,有待进一步研究。桩基截面配筋是根据桩基弯矩包络图进行布置配筋的,一般桩基有一定长度的素混凝土段,桩的竖向主筋根据桩弯矩决定其长度。对于摩擦灌注桩,不管从受力还是造价或是施工,个人觉得桩基伸入至好的持力层比较合理,进行二次清孔。
5.结束语
综上所述,公路桥梁的下部结构是公路桥梁建设施工的核心,既影响公路桥梁施工的经济费用又影响公路桥梁建设施工的外观,因此必须切实的提高设计人员的设计能力和施工人员的施工水平。设计人员不仅对桥梁公路的设计具有专业的评判能力,同时还要具备一定的美学基础和地质学基础,而设计施工人员则要具备一定的施工经验。只有这样才能提高公路桥梁的下部结构的施工水平,更好的服务于社会和人民。
参考文献:
[1]交通部颁《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTG D62-2004
[2]交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63—2007
[3]交通部颁《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004