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【摘要】近年来，伴随着改革开放的不断深入，我国的经济建设取得了巨大的进步。与此同时，我国的桥梁工程建设也随之不断的发展着。在桥梁的整体构造中，桥梁下部结构占据着十分重要的低位。桥梁下部结构设计的好坏，将会直接影响着桥梁的安全和运行寿命。进行合理的桥梁下部结构设计，可以使桥梁的上下结构协调一致，从而共同保证桥梁的整体质量。如果设计的不好，将会使桥梁的上部和下部无法进行有效的协调，从而就增加了桥梁的不安全因素。为桥梁的安全和质量事故埋下了很多的隐患。在进行桥梁的下部结构设计时，一定要考虑到各种影响因素，保证桥梁的下部结构设计符合质量要求。
【关键字】桥梁工程，下部结构，设计讨论
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
前言
桥梁是道路构成中非常重要的组成部分，在交通运输中的地位和作用十分重要，并且已经日渐成为了现代社会交通的重要枢纽和关键部分，在对社会经济发展、市民生活便利上具有十分重大的意义。但不容乐观的是，我国现有桥梁的质量还是存在着很多的问题，并且时有桥梁方面的重大安全事故在新闻网络等媒体上报道传播，这其中一个十分重要的原因就是桥梁的下部结构设计存在很大的问题，设计不合理，导致桥梁的上部和下部结构逐渐的协调降低，严重影响了桥梁的整体质量。因此，要想提高桥梁的质量，就必须要重视桥梁的下部结构设计。本文笔者结合自己多年来在桥梁设计建设方面的工作经验，对于桥梁工程的下部结构的设计进行探讨，希望对于该领域的研究具有一定的作用， 推动我国桥梁的整体质量。
二.工程實例介绍
某市地处荆山山脉东麓，是鄂西北山区向汉水中游平原过渡的地带。现有一项目需要在该市境内新建一条道路。项目区位于该区域内某某盆地凹陷中南部，总体属微丘低山区，局部为冲—洪积地貌。地势有一定起伏。项目区内分布河流、沟、渠、水塘等。项目区内主要露出一套第四系冲洪积全新统（Q4）层及第三系泥质粉砂岩、粉砂质泥岩层。主要地貌单位为构造、剥蚀低山丘陵、陇岗残丘、河谷阶地地貌。该项目全线范围内有多座桥梁建设需要。
三．桥梁下部结构型式选用
1．选择框架式轻型桥台。如果过水断面不大，且有架桥需要时，可选用薄壁式墩台以舍弃U台或重力式墩台，从而减短构造物长度，节约成本。为不使台前锥坡压缩河床，且降低对地基承载力的要求，可以选用薄壁墩台接扩大基础，在墩台扩大基础之间设置顺桥向连接支撑，使得桥梁形成框架结构的支撑体系，同时还利用两端台后的土压力来使桥梁保持稳定。
2．选择柔性的排架式的墩台。
3．选择埋置式的桥台。在地质情况很好的情况下，选择埋置式桥台扩大基础设置在河道外侧，将台身埋进锥形坡里，将基地埋置在河道水流冲刷线下。如果地质条件不容许，宜可采用桩基接盖梁或桩基承台肋板台身接盖梁的形式，分为单排或多排桩柱式。
4．选择桩柱式的桥墩。这种桥墩的使用比较广泛，同时施工时操作方便简单。这种桥墩可以区分为以下几种形式，首先是带盖梁的桩柱式桥墩，这种桥墩大多在预制上部构造的桥梁中使用，另外一种是不带盖梁是单排桥墩，这种桥墩大多在连续现浇上部结构的桥梁中使用。
5．在进行桥墩台的选择时应该注意以下几点，首先是要尽量的减少超静定个数，这样可以减少软基位移对于结构的影响，增加桩距，使桩的数量减少，这样还可以使工程的成本降低。其次是在桩底接近基岩时，承载力接近设计的要求时，就不需要再深入基岩获得保险，如果承载力不够，可以加大桩径。
四．下部结构内力计算
1．盖梁内力计算
上部恒载对下部墩台的影响对于计算的意义并不是很大，对于多柱式墩台的盖梁，可以进行连续梁的计算，同时对于活载对盖梁各个孔的压力则要根据实际可能发生的情况进行布置。在桥梁工程的教材中没有对此进行具体的说明。在《墩台设计手册》以及其他一些资料中，对于该部分进行杠杆法或者是偏心法进行计算，然后取两者间的较大值。这种方法虽然可以解决问题，但是没有体现规范的思想，同时所举出的例子也不符合相关的要求，这就将很多的设计人员带入了误区。现在，也有很多的设计人员对此进行了简化计算，即把墩台按活载直接作用其上的连续梁进行计算。
2．桥墩内力计算
对于桥墩的内力计算，一般采用的是柔性墩理论中集成刚度法进行，该方法的原理就是用并联或者是串联的弹簧来进行模拟墩台以及它的支座等，同时还要充分考虑桥梁的上部和下部结构之间的联合作用，还要假设该结构是刚体，将桥梁上的汽车产生的制动力以及其他的方面而产生的水平力在这样一个二联墩台上进行有效的分配，从而计算出桥墩的内力。
3．桥台内力计算
1．钢筋砼薄壁台土压力计算
该型桥台简化为四铰刚构体系计算，即以桥梁上部构造及桥孔下面的支承梁作为桥台的上下支撑，桥台作为上下端简支的竖梁，承受台后土的侧压力。同时，桥台尚应作为弹性地基上的梁加以验算。在实际工程中，对于软土地基上带基桩的钢筋砼薄壁台基桩土压力要按深层考虑，远比规范提及的复杂。
2．埋置式桥台土压力计算 ，“对于埋置式桥台或岸墩，当验算截面强度为稳定时，可考虑来自桥台两方土的侧压力，同时考虑冲刷单侧土压力情况，用压实土内摩擦角计算”。对于台前不可能冲刷时，土压力一般是以填土前原地面起算的，但对于较差地质，铁路上还计算地面以下台后深层土对桩水平压力的影响，公路上也要进行此项验算，但无需像铁路那样普遍计算，当需要考虑时，没有计算，桥台不安全；不需要考虑时也考虑的话，太保守，没有必要，设计中是否考虑需根据实际土质验算确定。
3．地震土压力计算随着桥梁等级的提高而加大。由于计算地震土压力时不考虑活载作用，实际地震组合力对桥台影响并不大，不如对桥墩的影响大。
五．下部结构配筋
1．盖梁配筋注意事项
(一)对于截面的连续梁可以使用极限法计算配筋量，但是在负弯矩地方最好能够留有余地。
(二)对于变截面的连续梁只能够使用容许应力法进行计算，不得采用其他的方法。
(三)对于盖梁的抗弯配筋，无论采用何种方法都不会控制设计，只有裂缝会对配筋设计起到控制作用。
(四)对于桥梁的抗剪设计，以上两种方法对于混凝土以及箍筋承所承担的剪力的比例进行了明确的规定。这种明确的规定要求梁体需要有大量的斜剪力筋。在进行配筋的时候，可以通过采取多设置箍筋的方式，从而让混凝土的箍筋能够承担更多的剪力比例，这样就可以使配筋的自由度得到很大提高。
(五)对于盖梁的配筋一定要遵循弱弯强剪的原则，很多的梁体的破坏都是因为抗剪能力不足而造成的，所以对于抗弯筋必须要满足要求，对于抗剪一定要留有富余方好。
(六)在桥梁的施工阶段，对于应力的计算，通常采用容许应力的方法进行计算。
2．桩配筋设计注意事项
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。实际操作中通常是根据桩内最大弯矩处需要进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处，下一定锚固长位置，然后减少一半配筋，再一直伸至弯矩为零处，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。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，认为前种更合理。这样设计既可以减短主筋用量，节省大量钢筋，也可以减少底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率。桩基混凝土浇桩时，开始几米发生卡管等事故机率高，而采用该种方式配筋，底部断桩后，钢筋笼拔出后，即可原孔再钻。
3．桥台配筋注意事项
(一)台后顺桥向水平土压力对盖梁的水平弯矩是造成盖梁跨中附近侧面竖向裂缝的主要原因，而侧水平土压力易造成耳墙根部弯裂。
(二)桥台在土压力、恒载、活载、梁反推力作用下将有很大的扭矩，使盖梁发生扭剪破坏。
(三)桥头路基下沉致使背墙受活载冲击力而过早破坏。
六．结束语
桥梁下部结构的设计对于桥梁的整体质量具有十分重要的意义，加强桥梁下部结构的设计能够很好的保证桥梁的安全，保证桥梁的运行质量和寿命。但是对于我国目前在桥梁下部结构设计上的现状，以及我国在桥梁安全事故上的问题，政府和学界都应该鼓励在这方面进行研究，促使我国桥梁下部结构的设计更完善，促使桥梁工程的质量得到提升。
参考文献：
[1]李黎 采用无缝线路的津滨轻轨高架桥梁下部结构设计研究 铁道标准设计-2003年8期
[2]刘高友 浅谈桥梁下部结构设计计算 黑龙江交通科技-2008年11期
[3]李宝辉 王砺文 津滨轻轨桥梁下部结构设计 铁道标准设计-2003年8期
[4]顾强 黄锦源 桥梁下部结构设计及相关问题探讨 上海市政工程-1999年2期
[5]田川 胡江 机场快速干道工程高架桥梁下部结构设计 中华建设-2012年5期
【关键字】桥梁工程，下部结构，设计讨论
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
前言
桥梁是道路构成中非常重要的组成部分，在交通运输中的地位和作用十分重要，并且已经日渐成为了现代社会交通的重要枢纽和关键部分，在对社会经济发展、市民生活便利上具有十分重大的意义。但不容乐观的是，我国现有桥梁的质量还是存在着很多的问题，并且时有桥梁方面的重大安全事故在新闻网络等媒体上报道传播，这其中一个十分重要的原因就是桥梁的下部结构设计存在很大的问题，设计不合理，导致桥梁的上部和下部结构逐渐的协调降低，严重影响了桥梁的整体质量。因此，要想提高桥梁的质量，就必须要重视桥梁的下部结构设计。本文笔者结合自己多年来在桥梁设计建设方面的工作经验，对于桥梁工程的下部结构的设计进行探讨，希望对于该领域的研究具有一定的作用， 推动我国桥梁的整体质量。
二.工程實例介绍
某市地处荆山山脉东麓，是鄂西北山区向汉水中游平原过渡的地带。现有一项目需要在该市境内新建一条道路。项目区位于该区域内某某盆地凹陷中南部，总体属微丘低山区，局部为冲—洪积地貌。地势有一定起伏。项目区内分布河流、沟、渠、水塘等。项目区内主要露出一套第四系冲洪积全新统（Q4）层及第三系泥质粉砂岩、粉砂质泥岩层。主要地貌单位为构造、剥蚀低山丘陵、陇岗残丘、河谷阶地地貌。该项目全线范围内有多座桥梁建设需要。
三．桥梁下部结构型式选用
1．选择框架式轻型桥台。如果过水断面不大，且有架桥需要时，可选用薄壁式墩台以舍弃U台或重力式墩台，从而减短构造物长度，节约成本。为不使台前锥坡压缩河床，且降低对地基承载力的要求，可以选用薄壁墩台接扩大基础，在墩台扩大基础之间设置顺桥向连接支撑，使得桥梁形成框架结构的支撑体系，同时还利用两端台后的土压力来使桥梁保持稳定。
2．选择柔性的排架式的墩台。
3．选择埋置式的桥台。在地质情况很好的情况下，选择埋置式桥台扩大基础设置在河道外侧，将台身埋进锥形坡里，将基地埋置在河道水流冲刷线下。如果地质条件不容许，宜可采用桩基接盖梁或桩基承台肋板台身接盖梁的形式，分为单排或多排桩柱式。
4．选择桩柱式的桥墩。这种桥墩的使用比较广泛，同时施工时操作方便简单。这种桥墩可以区分为以下几种形式，首先是带盖梁的桩柱式桥墩，这种桥墩大多在预制上部构造的桥梁中使用，另外一种是不带盖梁是单排桥墩，这种桥墩大多在连续现浇上部结构的桥梁中使用。
5．在进行桥墩台的选择时应该注意以下几点，首先是要尽量的减少超静定个数，这样可以减少软基位移对于结构的影响，增加桩距，使桩的数量减少，这样还可以使工程的成本降低。其次是在桩底接近基岩时，承载力接近设计的要求时，就不需要再深入基岩获得保险，如果承载力不够，可以加大桩径。
四．下部结构内力计算
1．盖梁内力计算
上部恒载对下部墩台的影响对于计算的意义并不是很大，对于多柱式墩台的盖梁，可以进行连续梁的计算，同时对于活载对盖梁各个孔的压力则要根据实际可能发生的情况进行布置。在桥梁工程的教材中没有对此进行具体的说明。在《墩台设计手册》以及其他一些资料中，对于该部分进行杠杆法或者是偏心法进行计算，然后取两者间的较大值。这种方法虽然可以解决问题，但是没有体现规范的思想，同时所举出的例子也不符合相关的要求，这就将很多的设计人员带入了误区。现在，也有很多的设计人员对此进行了简化计算，即把墩台按活载直接作用其上的连续梁进行计算。
2．桥墩内力计算
对于桥墩的内力计算，一般采用的是柔性墩理论中集成刚度法进行，该方法的原理就是用并联或者是串联的弹簧来进行模拟墩台以及它的支座等，同时还要充分考虑桥梁的上部和下部结构之间的联合作用，还要假设该结构是刚体，将桥梁上的汽车产生的制动力以及其他的方面而产生的水平力在这样一个二联墩台上进行有效的分配，从而计算出桥墩的内力。
3．桥台内力计算
1．钢筋砼薄壁台土压力计算
该型桥台简化为四铰刚构体系计算，即以桥梁上部构造及桥孔下面的支承梁作为桥台的上下支撑，桥台作为上下端简支的竖梁，承受台后土的侧压力。同时，桥台尚应作为弹性地基上的梁加以验算。在实际工程中，对于软土地基上带基桩的钢筋砼薄壁台基桩土压力要按深层考虑，远比规范提及的复杂。
2．埋置式桥台土压力计算 ，“对于埋置式桥台或岸墩，当验算截面强度为稳定时，可考虑来自桥台两方土的侧压力，同时考虑冲刷单侧土压力情况，用压实土内摩擦角计算”。对于台前不可能冲刷时，土压力一般是以填土前原地面起算的，但对于较差地质，铁路上还计算地面以下台后深层土对桩水平压力的影响，公路上也要进行此项验算，但无需像铁路那样普遍计算，当需要考虑时，没有计算，桥台不安全；不需要考虑时也考虑的话，太保守，没有必要，设计中是否考虑需根据实际土质验算确定。
3．地震土压力计算随着桥梁等级的提高而加大。由于计算地震土压力时不考虑活载作用，实际地震组合力对桥台影响并不大，不如对桥墩的影响大。
五．下部结构配筋
1．盖梁配筋注意事项
(一)对于截面的连续梁可以使用极限法计算配筋量，但是在负弯矩地方最好能够留有余地。
(二)对于变截面的连续梁只能够使用容许应力法进行计算，不得采用其他的方法。
(三)对于盖梁的抗弯配筋，无论采用何种方法都不会控制设计，只有裂缝会对配筋设计起到控制作用。
(四)对于桥梁的抗剪设计，以上两种方法对于混凝土以及箍筋承所承担的剪力的比例进行了明确的规定。这种明确的规定要求梁体需要有大量的斜剪力筋。在进行配筋的时候，可以通过采取多设置箍筋的方式，从而让混凝土的箍筋能够承担更多的剪力比例，这样就可以使配筋的自由度得到很大提高。
(五)对于盖梁的配筋一定要遵循弱弯强剪的原则，很多的梁体的破坏都是因为抗剪能力不足而造成的，所以对于抗弯筋必须要满足要求，对于抗剪一定要留有富余方好。
(六)在桥梁的施工阶段，对于应力的计算，通常采用容许应力的方法进行计算。
2．桩配筋设计注意事项
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。实际操作中通常是根据桩内最大弯矩处需要进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处，下一定锚固长位置，然后减少一半配筋，再一直伸至弯矩为零处，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。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，认为前种更合理。这样设计既可以减短主筋用量，节省大量钢筋，也可以减少底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率。桩基混凝土浇桩时，开始几米发生卡管等事故机率高，而采用该种方式配筋，底部断桩后，钢筋笼拔出后，即可原孔再钻。
3．桥台配筋注意事项
(一)台后顺桥向水平土压力对盖梁的水平弯矩是造成盖梁跨中附近侧面竖向裂缝的主要原因，而侧水平土压力易造成耳墙根部弯裂。
(二)桥台在土压力、恒载、活载、梁反推力作用下将有很大的扭矩，使盖梁发生扭剪破坏。
(三)桥头路基下沉致使背墙受活载冲击力而过早破坏。
六．结束语
桥梁下部结构的设计对于桥梁的整体质量具有十分重要的意义，加强桥梁下部结构的设计能够很好的保证桥梁的安全，保证桥梁的运行质量和寿命。但是对于我国目前在桥梁下部结构设计上的现状，以及我国在桥梁安全事故上的问题，政府和学界都应该鼓励在这方面进行研究，促使我国桥梁下部结构的设计更完善，促使桥梁工程的质量得到提升。
参考文献：
[1]李黎 采用无缝线路的津滨轻轨高架桥梁下部结构设计研究 铁道标准设计-2003年8期
[2]刘高友 浅谈桥梁下部结构设计计算 黑龙江交通科技-2008年11期
[3]李宝辉 王砺文 津滨轻轨桥梁下部结构设计 铁道标准设计-2003年8期
[4]顾强 黄锦源 桥梁下部结构设计及相关问题探讨 上海市政工程-1999年2期
[5]田川 胡江 机场快速干道工程高架桥梁下部结构设计 中华建设-2012年5期