公路中小跨梁桥桥台型式的选择

边境黄培军夏翔

摘要：桥台型式的选择与结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床内的埋置深度密切相关。桥台型式的选择还应该考虑到安全耐久、造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境协调和造型美观等因素。
关键词：重力式桥台；轻型桥台；桥台型式的选择
Abstract: the choice of type abutment with the structure stress, soil structure, geological condition, hydrology, velocity, and the riverbed buried depth of buy closely related. The choice of type abutment consideration should also be given to safety durability, low cost, less maintenance maintenance, construction is convenient, short construction period, and the surrounding environment harmonious and beautiful modelling, and other factors.
Keywords: gravity type abutment; The abutment light; The choice of type abutment

中图分类号： U412.36 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
墩台是桥梁的重要结构，支撑着桥梁上部结构的荷载，并将它传给地基基础。桥台一般设置在桥梁的两端，除了支撑桥跨结构之外，它又是衔接两岸接线路堤的构筑物，挡土护岸，承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附加侧压力。桥梁墩、台不仅本身应具有足够的强度、刚度和稳定性，而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求，以避免在这些荷载作用下有过大的水平位移、转动或者沉降发生。因此，桥梁墩台的设计与结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床内的埋置深度密切相关。本文针对公路中小跨梁桥的一些工程实例，提出了公路中小跨梁桥桥台型式选择的原则及方法。
梁桥桥台可分为重力式桥台和轻型桥台。
（1）重力式桥台
重力式桥台的常用型式是U型桥台，它由台帽、台身和基础等三部分组成。台后的土压力主要靠自重来平衡，故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工。其优点是构造简单，可以用混凝土或片、块石砌筑，适用于填土高度在8～10m以下或跨度稍大的桥梁；缺点是桥台体积和自重较大，也增加了对地基的要求。此外，桥台的两个侧墙之间填土容易积水，结冰后冻胀，使侧墙产生裂缝。所以宜用渗水性较好的土夯填，并做好台后排水措施。
（2）轻型桥台
轻型桥台的体积轻巧、自重较小，一般由钢筋混凝土材料建造，它借助结构物的整体刚度和材料强度承受外力，从而可节省材料，降低对地基强度的要求和扩大应用范围，为在软土地基上修建桥台开辟了经济可行的途径。
常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台等几种类型。
①设有支撑梁的轻型桥台
这种桥台的特点是，台身为直立的薄壁墙，台身两侧有翼墙（用于挡土）。在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁，上部结构与桥台通过锚栓连接，于是便构成四铰框架结构系统，并借助两端台后的土压力来保持稳定。
②钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。钢筋混凝土薄壁桥台是由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙构成。这种桥台不仅可以减少圬工体积40%～50%，同时因自重减轻而减小了对地基的压力，故适用于软弱地基的条件，但其构造和施工比较复杂，并且钢筋用量也较多。
③埋置式桥台
埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中，只露出台帽在外以安置支座及上部结构。这样，桥台所受的土压力大为减小，桥台的体积也就相应地减少。但埋置式桥台的共同缺点是，由于护坡伸入到桥孔，压缩了河道，或者为了不压缩河道，就要适当增加桥长。按台身的结构型式，埋置式桥台可分为：肋形埋置式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。
2 工程实例
（1）胶州市西部城区梧州路（兰州西路-香港路）工程，本工程为我单位于2011年设计的项目，拟建的三座桥梁均位于胶州市西部城区梧州路（兰州西路-香港路）上，自南向北分别为南城子村桥、南卧龙村桥和宋戈庄桥。
①新建南城子村桥桥梁中心桩号为K0+292.168，其起讫桩号K0+272.186至K0+312.150,桥梁全长39.964m。桥梁跨径3×13m，桥梁宽度32.0m，采用先张法预应力砼简支空心板梁，斜交角30°。桥梁横断面布置为32.0m：0.25（人行栏杆）+3.75（人行道）+24.0（机动车道）+3.75（人行道）+0.25（人行栏杆）=32.0m。
②新建南卧龙村桥桥梁中心桩号为K2+397.732，其起讫桩号K2+377.771至K2+417.693,桥梁全长39.922m。桥梁跨径3×13m，桥梁宽度32.0m，采用先张法预应力砼简支空心板梁，斜交角25°。桥梁横断面布置为32.0m：0.25（人行栏杆）+3.75（人行道）+24.0（机动车道）+3.75（人行道）+0.25（人行栏杆）=32.0m。
③新建宋戈庄桥桥梁中心桩号为K3+388.736，其起讫桩号K3+380.310至K3+397.162,桥梁全长16.852m。桥梁跨径2×8m，桥梁宽度32.0m，采用先张法预应力砼简支空心板梁，斜交角10°。桥梁横断面布置为32.0m：0.25（人行栏杆）+3.75（人行道）+24.0（机动车道）+3.75（人行道）+0.25（人行栏杆）=32.0m。
其中，南城子村桥现状河道断面及规划河道断面均采用1：1的河道护坡，且现状河道宽度较规划河道宽度有一定的富余，故本次桥台设计采用埋置式桥台。虽然采用埋置式桥台对现状河道有所压缩，但压缩后的河道宽度依旧满足防洪要求，而且经过方案比选，对重力式桥台和埋置式桥台两种不同结构型式进行了方案测算，发现采用埋置式桥台较大程度减少了桥梁的造价，故南城子村桥最终采用了埋置式桥台的结构型式。
南卧龙村桥现状河道断面及规划河道断面均采用1：1的阶梯式河道护坡，有良好的条件做埋置式桥台，且现状河道宽度较规划河道宽度有一定的富余，故本次桥台设计也同样采用了埋置式桥台。
宋戈庄桥现状河道断面为1：1的阶梯式河道护坡，现状河道堤顶宽为15米，但规划河道宽度为16米，且规划河道护坡为垂直护坡，为与规划河道断面保持一致，使水流在桥位处顺畅通过，本次桥台设计采用了重力式桥台，台前采用垂直式的护坡。
（2）青岛市崂山区凉泉桥改建工程，凉泉桥所在的毕凉路位于青岛市崂山区北部北宅街道办事处辖区内，北接贾汉路，南至毕家村，全长1073.77m。在跨白沙河处，原有一座两跨2×30m空腹式石拱桥，长63.5m，宽6.7m，经检测属五类危桥。我院对凉泉桥进行了拆除重建，重建桥梁长66.84m，宽9.00m，总面积602平方米。
由于本次改建仅针对危桥进行拆除重建，现状道路平纵线形基本不变。而现状桥面标高与河底的高差达到了9米多，考虑到9米高的桥台如果做成重力式桥台，不仅桥台体量大，造价高，施工难度大，而且对基础承载力的要求也较高，故本处桥梁采用重力式桥台显然不够经济合理。通过收集桥位处河道的水文地质资料，经过计算复核，并结合现场情况最终采用了肋板式桥台。不仅降低了工程造价，保证了桥梁的受力更合理，又降低了施工的难度。
3 结语
（1）桥台型式的选择与结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床内的埋置深度密切相关。
（2）桥台型式的选择还应该考虑到安全耐久、造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境协调和造型美观等因素。
在桥梁的总体设计中，下部结构的选型对整个设计方案有较大的影响。合理的选型将使上、下部结构的造型协调一致，轻巧美观，还能节约工程造价。总之，在桥梁设计过程中，一定要对桥梁的桥台结构选型予以重视，结合实地情况做出合理的桥台型式。
参考文献：
[1] JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范[S].
[2] JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].
[3]邵旭东，桥梁工程. 武汉：武汉理工大学出版社，2002
[4]范立础，桥梁工程（上、下册）（桥梁工程专业用）第二版. 北京：人民交通出版社，1993