試論橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的思路

1、<p>　　試論橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的思路</p><p>　　【摘要】橋梁下部結(jié)構(gòu)考慮是否得當(dāng)，對(duì)工程造價(jià)、質(zhì)量、工期及使用影響很大，就目前軟土地基橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中型式選用、內(nèi)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)配筋、施工中技術(shù)問(wèn)題的處理、前期規(guī)劃影響等幾個(gè)主要問(wèn)題結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行討論。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】橋梁 下部結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)1橋梁下部結(jié)構(gòu)型式選用 </p><p&

2、gt;　　1.1鋼筋混凝土薄壁墩臺(tái)當(dāng)填土不高，河床不寬時(shí)，為減少橋長(zhǎng)、節(jié)省造價(jià)，不讓臺(tái)前錐坡壓縮河床，可采用靠河較近墩臺(tái)身直立的樁基薄壁墩臺(tái)，墩臺(tái)下面設(shè)支撐梁，整個(gè)橋梁構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并借助兩端臺(tái)后的被動(dòng)土壓力來(lái)保持穩(wěn)定。 </p><p>　　1.2柔性排架式墩臺(tái)我市有部分多孔小跨徑老橋采用此型式，墩臺(tái)基樁多為預(yù)制打入。 </p><p>　　1.3埋置式樁柱式橋臺(tái)該型式橋臺(tái)設(shè)于岸上臺(tái)

3、身埋入錐形護(hù)坡中，有單排樁柱式與雙排樁框架式兩種。采用該型式橋臺(tái)，為保證路基穩(wěn)定性，不能過(guò)多地壓縮橋長(zhǎng)，不少工程對(duì)此有深刻的教訓(xùn)。 </p><p>　　1.4柱式橋墩該型式橋墩適應(yīng)性廣、施工方便，為軟基中最好的選擇型式。分為帶蓋梁?jiǎn)闻艠吨綐蚨?，一般用于?jiǎn)支梁橋；不帶蓋梁獨(dú)柱式橋墩或排柱式橋墩，用于連續(xù)現(xiàn)澆箱梁。 </p><p><b>　　2下部結(jié)構(gòu) </b>&

4、lt;/p><p>　　2.1蓋梁內(nèi)力計(jì)算《墩臺(tái)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中算例對(duì)墩臺(tái)內(nèi)力按下列方式計(jì)算：當(dāng)荷載對(duì)稱布置時(shí)，按杠桿法計(jì)算，當(dāng)荷載偏心布置，按偏心壓力法計(jì)算，兩種布載狀況的內(nèi)力取大值控制設(shè)計(jì)。這種算法沒(méi)有真正體會(huì)規(guī)范用意，僅為兩種布載狀況下的內(nèi)力計(jì)算，不是各截面最不利狀態(tài)的內(nèi)力計(jì)算，所算內(nèi)力存在著不安全因素。正確做法應(yīng)該先畫出各截面內(nèi)力影響線，再對(duì)應(yīng)影響線用杠桿法及偏心法進(jìn)行最不利橫向布載，求出各截面內(nèi)力最大、最小值，

5、然后根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋。近幾年，有的設(shè)計(jì)單位作如下簡(jiǎn)化計(jì)算也可行，對(duì)多支座的板、箱梁橋的墩臺(tái)帽計(jì)算，按活載直接作用于由墩臺(tái)簡(jiǎn)化成的連續(xù)梁上進(jìn)行計(jì)算，不考慮活載及二期恒載的橫向分布作用。 </p><p>　　2.2橋墩內(nèi)力計(jì)算墩樁頂?shù)淖畲筘Q向力計(jì)算同上；墩樁頂水平力計(jì)算，運(yùn)用柔性墩理論中的集成剛度法，將橋面汽車制動(dòng)力及梁體混凝土收縮、徐變、溫差、地震產(chǎn)生的水平力在全聯(lián)墩臺(tái)進(jìn)行分配；最后根據(jù)不同組合的墩樁頂

6、水平力、彎距及對(duì)應(yīng)樁頂豎向力進(jìn)行樁基各截面內(nèi)力計(jì)算。 </p><p><b>　　3下部結(jié)構(gòu)配筋 </b></p><p>　　下部結(jié)構(gòu)配筋首先涉及配筋方法的選用問(wèn)題，故在該項(xiàng)中對(duì)配筋方法、蓋梁配筋、樁筋及樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)、橋臺(tái)配筋等注意事項(xiàng)分別進(jìn)行討論： </p><p>　　3.1極限法及容許應(yīng)力法應(yīng)用分析由于現(xiàn)行橋規(guī)將鋼筋混凝土橋原容許應(yīng)力法的

7、彈性狀態(tài)設(shè)計(jì)改按承載極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，大家對(duì)容許應(yīng)力法有淡漠趨勢(shì)。事實(shí)上，極限法是在等截面簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)基礎(chǔ)上獲得的，其適用范圍有限，有些方面還必須用容許應(yīng)力法，設(shè)計(jì)者需注意根據(jù)實(shí)際情況合理選用。 </p><p>　　3.2樁筋及樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) </p><p>　　樁筋設(shè)計(jì)目前均采用極限法進(jìn)行樁體抗彎筋設(shè)計(jì)，這在規(guī)范中已有詳細(xì)公式。對(duì)樁體抗裂還沒(méi)有明確要求，目前說(shuō)法不一，有待進(jìn)一步研討。 &

8、lt;/p><p>　　對(duì)于基樁各截面的配筋，從理論上講，應(yīng)根據(jù)樁內(nèi)彎矩包絡(luò)圖進(jìn)行計(jì)算布置。通常是根據(jù)最大彎矩處進(jìn)行配筋，從樁頂一直伸到最大彎矩一半處下一定錨固長(zhǎng)位置，減少一半配筋再一直伸至彎矩為零下一定錨固長(zhǎng)位置，再下為素混凝土段，對(duì)于軟基，樁主筋最好穿過(guò)軟土層。具體哪種配筋更合理，對(duì)于摩擦灌注樁，無(wú)論從樁體受力來(lái)看，還是從節(jié)省工程費(fèi)用及降低施工難度來(lái)看，筆者認(rèn)為前一種更合理：節(jié)省大量鋼筋；鋼筋籠少，受樁長(zhǎng)的變更而

9、變更；減少底部斷樁處理的難度，減少扁擔(dān)樁發(fā)生機(jī)率。澆樁時(shí)，開始幾米發(fā)生卡管等事故機(jī)率高，而采用第一種方式配筋，底部斷樁后，鋼筋籠拔出后，可原孔再鉆，新沂河特大橋由省院設(shè)計(jì)，施工中就有4根素混凝土段斷樁是通過(guò)重新掃孔澆筑成功的，而新沂河橋以北路段由部勘察一院設(shè)計(jì)，有兩根樁出現(xiàn)類似情況，因鋼筋籠一通到底，只能采用扁擔(dān)樁處理。 </p><p>　　4施工中下部結(jié)構(gòu)技術(shù)問(wèn)題的處理 </p><p&g

10、t;　　施工和設(shè)計(jì)是相互關(guān)聯(lián)的，“怎么設(shè)計(jì)，就怎么施工”，反過(guò)來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)者而言，應(yīng)該“怎么施工，就怎么設(shè)計(jì)”，設(shè)計(jì)者應(yīng)保證設(shè)計(jì)方案的合理性、可實(shí)施性，對(duì)其提供的施工方案安全性應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，有些施工方案的工藝、工序在設(shè)計(jì)文件中必須明確，否則對(duì)質(zhì)量、安全有不良影響。施工中出現(xiàn)的問(wèn)題也要通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)解決，以下針對(duì)施工中常遇到的幾個(gè)大問(wèn)題進(jìn)行分析，并從設(shè)計(jì)上提出解決問(wèn)題的方法及其預(yù)防措施。 </p><p>　　5前期科學(xué)規(guī)劃

11、、合理方案對(duì)建橋的影響 </p><p>　　橋梁前期方案設(shè)計(jì)，對(duì)節(jié)省工程費(fèi)用，保證工程質(zhì)量很重要。德國(guó)工程建設(shè)資金充足，方案卻往往要做好幾年，反復(fù)比較以求最佳，而實(shí)施時(shí)間很短，這一點(diǎn)很值得我們學(xué)習(xí)，主管部門應(yīng)給設(shè)計(jì)單位一個(gè)合理的設(shè)計(jì)周期。但很多時(shí)候，大家趕急，前期工作不細(xì)，方案沒(méi)有深度，等施工圖搞好了，再重新完善方案，結(jié)果整個(gè)設(shè)計(jì)又從頭開始，設(shè)計(jì)效率較低；若方案做得全面細(xì)致，科學(xué)合理，可以影響主管部門采納而較少

12、變動(dòng)。 </p><p>　　5.1做好總體規(guī)劃，初步正確框定下部結(jié)構(gòu)的位置及型式我所在1998年海連西路薔薇河大橋設(shè)計(jì)中，對(duì)老橋調(diào)查發(fā)現(xiàn)：東橋臺(tái)因侵入河床太多而失穩(wěn)變更，中間通航孔因放樣偏差使東蓋梁變更加寬。因此，在方案中：新建幅增加一孔，以避免橋頭路基失穩(wěn)；通航孔東鄰孔作加長(zhǎng)處理，使新老幅橋墩一齊，以滿足水利及航道要求；墩系梁均設(shè)于水面以上，橋臺(tái)采用無(wú)橫系梁、無(wú)臺(tái)身、少開挖的短凳框架式橋臺(tái)，以減少施工難度；橋

13、頭用粉噴樁處理軟基沉降；并對(duì)老橋作相應(yīng)的改造。由于總體考慮全面，方案各方滿意，設(shè)計(jì)一次成功。 </p><p>　　5.2做好橋?qū)捯?guī)劃，提高下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量及設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)效率規(guī)劃部門希望橋?qū)捯徊降轿?，而主管部門因資金所限不能一步實(shí)施到位。我所在1999年三八河橋設(shè)計(jì)中，橋?qū)捯?guī)劃就處理很好，該橋近期15m寬，遠(yuǎn)期25m寬，按25m寬一步規(guī)劃到位，中間15m寬近期實(shí)施。在下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)25m寬4柱式墩臺(tái)及15m

14、寬2柱式墩臺(tái)分別計(jì)算，對(duì)應(yīng)截面按大值控制設(shè)計(jì)，并為后期蓋梁連接預(yù)留鋼筋，近、遠(yuǎn)期兼顧。 </p><p>　　總之，設(shè)計(jì)者要善于結(jié)合工程實(shí)際分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，并堅(jiān)持在工程設(shè)計(jì)中推陳出新，以不斷提高下部工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量及其使用效果。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]王鐵夢(mèng).建筑物的裂縫控制[M].上海