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薄壁桥台桩基础在桥梁设计中的应用作者：杨巍王程来源：《科技风》2016年第10期摘要：公路立交的情况下，双排桩基薄壁轻型桥台不但可减少桥孔数量，而且无需设置支撑梁，不用断交也可正常施工，可充分利用桥下空间，具有构造简单、圬工数量小、造价合理等优点，在中小跨线桥的桥型布置中尤为适用。
关键词：薄壁桥台；双排桩基础一、概述目前，随着社会的发展，公路难免会产生跨越既有路网沟渠的桥梁，其中中小跨径的桥梁立交通道占公路桥梁总数量的一半以上。
为保证台后填土稳定性，往往需要做桥台锥坡，这样就占用了大量桥下空间，为保证桥下行车空间，一般采用增加桥孔的方法来满足桥下行车的需要。
（如下图所示）然而使用薄壁轻型桥台可充分利用桥下空间，不用增加桥孔，桥台即可起到挡土的作用，无需做台前锥坡，具有构造简单、圬工数量小、施工方便快速、造价合理等优点，在中小跨线桥的桥型布置中尤为适用。
但过大的台后土压力成为使用这种结构形式桥台的弊端，薄壁轻型桥台一般配扩大基础，顺桥向需加支撑梁，使支撑梁和桥板共同承受台后轮压及土压力，才能保持桥台稳定，使整个桥梁结构形成四铰刚构结构。
因此薄壁桥台高度不能过大、为加设支撑梁被交路需断交等条件就成为了使用薄壁型桥台的种种限制因素。
二、工程结构特点为保证被交路不断交，需取消支撑梁，当地质条件较差时，需采用桩基础，于是台身上部与预制板铰结，下部弹性嵌固于地基。
桩顶横向截面为受力最不利位置，通过对薄壁桥台设计过程中的构造，受力分析，抗裂计算及薄壁桥台受力分析进行归纳总结，采用双排桩基础薄壁桥台结构，可以充分发挥钢筋和混凝土的力学性能，能很好地解决桩基础强度不足的问题，降低工程成本，节约造价。
（构造图见下图）（一）设计和施工简单双排桩薄壁桥台结构计算模式简单，计算过程快，设计中通过不同高度桥台的一次性计算，从而形成标准化、程序化，可缩短设计周期，提高设计效率。
施工工艺成熟，工程难度小。
（二）可适应不良地质条件在地质条件比较差的地段，尤其是承载力和摩阻力很低的地段，地基承载力不能满足扩大基础或重力式桥台等刚性结构，选用其他桥型造价又不合理。
轻型桥台计算的探讨陈连海(辽宁省交通勘测设计院 ,沈阳110005) 摘 要 :轻型桥台是高速公路小桥涵普遍使用的结构型式 。
采用两种计算模型 ,对钢筋混凝土轻型桥台的配 筋进行比较计算 ,以了解两种模型的合理性 ,通过两种模型的偏心受压计算 ,验证了目前采用的桥台截面满足设计 要求 。
关键词 :高速公路 ;钢筋混凝土轻台 ;偏心受压 文章编号 : 1673 - 6052 ( 2008) 10 - 0035 - 03 中图分类号 : U443. 21文献标识码 : B1 前 言轻型桥台是高速公路 、地方道路上小跨径桥梁普遍采用的一种结构型式 。
他具有设计简便 、受力 明确 、施工工艺相对简单 、节省材料 、地基应力较小 等优点 ,对小孔径桥梁轻型桥台是较好的选择 。
轻型桥台是上世纪中期从前苏联引进的 。
通过 发展可适用于不超过 3 孔的桥梁 ,但须满足单孔跨 径不超过 13m ,多孔总跨径长不超过 20m 。
我省高 速公路小孔径桥梁也普遍使用 轻型 桥台 的 结构 形 式 。
从材料分有圬工体轻台和钢筋混凝土轻台 ,从 跨径分有多孔 (含 2 孔 、3孔 )和单孔 ,从基础类型分 有浅基础和桩基础 。
桥台附属结构也进一步完善 , 除八字墙 、一字墙外还有带耳墙锥围挡的型式 (见 图 1 ) 。
图 2 四铰刚结构图其特点是 :上部构造桥板与桥台用锚栓连接 ,设臵台帽背墙增强支撑作用 ; 下部设臵支撑梁间距不 大于 2 ～3m ,作为桥台底部支撑 ;上下支撑防止了桥 台的跨中移动 ;桥台受力主要为台后土压力的水平 侧压力 ,上部结构的竖向力和偏心引起的弯矩 ;台身 计算简化为按上下铰接支承的简支梁计算 。
2. 2 一端简支一端固结模型的特点 但桥台实际受力中 ,无论浅基础还是桩基础 ,由于受地基的作用 ,约束了台基底的转动和位移 。
此 时台身底部弯距不为零与简支模型有偏差 ,按极限 情况考虑 ,将其简化为固结连接 ;上部桥板与台身的 连接抵抗弯距的能力较弱仍视为铰结 。
在桥梁设计的过程中，下部结构的考虑是否得当，对工程造价、工程质量及后期使用影响较大，介绍了几种常见的桥梁下部结构形式，分析了不同结构形式的受力的特点，对桥梁墩、台的形式选择及结构设计中的一些问题进行了初步探讨。
关键词：桥梁下部结构；结构选型；设计与计算1 桥台结构型式选用1.1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。
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，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。
1.2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、撑墙式、及箱式等。
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。
1.3埋置式桥台埋置式桥台常用形式为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。
是将台身埋在锥形护坡中，这样桥台所受的土压力大为减小，桥台的体积也就得到相应减小。
但是由于台前护坡是用片石（或混凝土）作表面防护的一种永久性设施，存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能，故设计时必须进行强度和稳定性验算。
2 桥墩结构型式选用2.1柱式桥墩带盖梁单排桩柱式桥墩是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽，当采用群桩基础时，需在桩顶设置承台，使各桩共同受力，并通过它使柱与桩相连（一般适用于简支梁桥或先简支后连续的连续梁桥）。
2.2重力式实体桥墩靠自身恒载（包括桥垮结构恒载）来平衡外力（偏心力矩）和保证桥墩的稳定（抗倾覆稳定和抗滑稳定）。
因此污工体积较大，阻水面积增大，抗冲击力较差，不宜用在流速大并挟有大量泥沙的河流。
对地基承载力的要求高。
墩身多做成实体式的，不配钢筋，多用块石或片石混凝土砌筑。
2.3钢筋混凝土薄壁墩钢筋混凝土薄壁墩又可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。
前者墩身重量较轻，可节约污工材料，适用于地质条件较差时的简支梁桥上;后者适用于墩梁固结的连续刚构桥上（多用于互通式立交的跨线桥上）。
般铁路桥梁墩台的尺寸拟定1桥台尺寸拟定。
目前采用的矩形空心桥台主要有两种形式，一种是配合简支箱梁的混凝土矩形空心桥台，其台长为固定值，另一种是配合简支T 梁的钢筋混凝土空心桥台，其台长随填土高而变化。
两种桥台及锥体形式如上图示。
1.1支承垫石尺寸。
支承垫石对应于支座位置设置，垫石平面尺寸根据支座底板尺寸按构造要求选定，支座底板尺寸可按所选用的支座吨位从相应的支座安装图中查取，《铁路桥涵设计基本规范》第5.3.8 条规定，支承垫石的外边缘距支座底板的边缘为0.15 〜0.2m。
如果墩、台位于曲线上、坡道上或者直曲线上的墩、台合并设计，则还应考虑曲线及坡道上梁缝增加的影响，适当加大支承垫石的尺寸。
采用盆式橡胶支座时，支承垫石厚度一般采用0.35m。
1.2顶帽尺寸。
桥台的顶帽采用矩形截面，墩、台顶帽尺寸的选定应满足以下条件：a、顶帽尺寸应考虑梁跨、墩台身尺寸、施工、架设及电气化等要求决定。
b对于采用T梁普通铁路，顶帽边缘至支承垫石边缘的距离不应小于《铁路桥涵设计基本规范》第5.3.8 条的规定，如顺桥方向跨度L>20m时为0.40m、横桥方向为0.50m；对于采用整孔箱梁的客运专线及城际铁路，顶帽顺桥向和横桥向到支座边缘的距离应大于下表的规定。
C、顶帽横桥方向的最小宽度应满足《铁路桥涵设计基本规范》第539条的规定，如跨度L>20m时不小于6md、顶帽上设置排水坡，防止表面及支座存水，必要时设置突出墩台身0.1〜0.2m的飞檐。
e、顶帽尺寸同时还应满足养护维修和预留更换支座时顶梁的位置。
1.3前墙及托盘尺寸。
前墙顺桥向对应于顶帽选定尺寸，根据构造需要可设置飞檐，也可不设置飞檐，对于目前采用的矩形空心桥台，横桥向采用与后墙等宽。
如果顶帽横桥向尺寸较宽，则在顶帽下设托盘与前墙连接，托盘顺桥向与前墙等长，横桥向与前墙等宽，横桥向斜率不小于1：1 ，采用托盘形式时，一般需要设置飞檐。
1.4后墙尺寸。
下部结构尺寸拟定原则一、系梁：系梁尺寸(m)序号 柱(桩)径 高度 宽度1 1～1.2 1 0.82 1.2～1.4 1.2 13 1.3～1.5 1.3 1.14 1.5～1.6 1.4 1.25 1.6～1.8 1.5 1.36 1.8～2.0 1.7 1.57 2.0～2.2 1.8 1.68 2.2～2.5 2 1.8二、盖梁1、（16.5米、16.75米）：T梁柱间距9.5米（二柱），台帽肋身间距9.8米（二柱）；简支空心板：柱间距5.85米（三柱），台帽肋身间距5.85米（三柱）；（1）桥宽16.50米的25、30、35、40米跨径桥墩盖梁、肋台帽梁尺寸位 置桥墩盖梁肋台帽梁跨径（米）2530354025303540盖梁长（米）15.80 15.80 15.90 15.90 16.50柱 距（米）9.59.59.59.59.8盖梁宽（米） 2.0 2.1 2.2 2.3 1.4 1.5 1.6 1.6 盖梁端部高（米）0.90 0.95 1.00 1.05 1.50 1.60 1.70 1.80 盖梁跨中高（米） 1.80 1.90 2.00 2.10 1.50 1.60 1.70 1.80（2）桥宽16.75米的25、30、35、40米跨径桥墩盖梁、肋台帽梁尺寸位 置 桥墩盖梁 肋台帽梁 跨径（米） 253035 40 25303540盖梁长（米） 15.80 15.80 15.90 15.90 16.75 柱 距（米） 9.5 9.5 9.5 9.5 9.8 盖梁宽（米） 2.02.12.2 2.3 1.4 1.51.61.6盖梁端部高（米）0.90 0.95 1.00 1.05 1.50 1.60 1.70 1.80 盖梁跨中高（米）1.80 1.902.002.101.50 1.60 1.70 1.80（3）空心板：桥墩盖梁、台帽尺寸（括号内为柱距25～45度<三柱>的数据） 跨径m盖梁长盖梁 宽X 高 柱距0~20度（三柱）正剖台帽（三柱）正剖宽X 高 13米 16.95 1.3X1.2 5.85 1.3X1.1 16米 16.95 1.4X1.3 5.85 1.3X1.2 16.5、16.75米 桥宽20米16.951.5X1.45.851.3X1.32、（12米、12.25米）：T 梁柱间距6.9米，台帽肋身间距7.2米；简支空心板：柱间距6.7米，台帽肋身间距 米；（1）T 梁—12米桥宽桥墩盖梁 （单墩）肋台台帽 （单肋）跨径m 盖梁长 盖梁 宽X 高柱距挡块 宽x 高墩顶最大反力台帽长 台帽 宽X 高 肋距 挡块 宽x 高 肋顶最大反力 25 11.3 1.8x1.55 6.9 0.30x0.454366 12 1.4x1.37.2 0.75X0.6 2772 30 11.3 2.0x1.6 6.9 0.30x0.455143 12 1.4x1.47.2 0.75X0.6 3115 35 11.4 2.1x1.76.9 0.30x0.456132 12 1.5x1.57.2 0.7X0.6 3528 4011.42.2x1.75 6.9 0.30x0.456969121.5x1.67.20.7X0.63865（2）T 梁—12.25米桥宽跨桥墩盖梁（单墩）肋台台帽（单肋）径m 盖梁长盖梁宽X高柱距挡块宽x高墩顶最大反力台帽长台帽宽X高肋距挡块宽x高肋顶最大反力2511.55 1.8x1.55 6.90.30x0.45443012.25 1.4x1.37.20.75X0.62806 3011.55 1.9x1.6 6.90.30x0.45521512.25 1.4x1.47.20.75X0.63151 3511.65 2.1x1.7 6.90.30x0.45621712.25 1.5x1.57.20.7X0.63568 4011.65 2.2x1.75 6.90.30x0.45705912.25 1.5x1.67.20.7X0.63908（3）空心板：桥墩盖梁、台帽尺寸（括号内为柱距25～45度<三柱>的数据）跨径m 盖梁长盖梁宽X高柱距0~20度（两柱）正剖柱距25~45度（三柱）正剖台帽宽X高13米1.3X1.2（1.3X1.1）6.7 4.11.3X1.1（1.3X1.0）16米1.4X1.3（1.4X1.2）6.7 4.11.3X1.2（1.3X1.1）12、12.25米 桥宽20米1.5X1.4（1.5X1.3）6.7 4.11.3X1.3（1.3X1.2？）三、墩桩（4）高速公路T梁桥桩、柱尺寸参考（B=12、12.25米）墩高 跨径H≤1212＜H≤2020＜H≤3030＜H≤4040＜H≤50盖梁尺寸BXH台帽尺寸BXH柱 1.3 1.4 1.5 2.0X1.8 1.40X1.5025(h=1.75m) 桩 1.5 1.5 1.6柱 1.4 1.5 1.6 1.8 2.10X1.9 1.50X1.6030(h=2.0m) 桩 1.5 1.6 1.8 2.0柱 1.6 1.8 2.0 2.0 2.20X2.0 1.60X1.735(h=2.25m) 桩 1.8 2.0 2.0 2.2柱 2.0 2.0 2.2 2.30X2.1 1.60X1.8040(h=2.5m) 桩 2.0 2.2 2.5（5）高速公路箱梁桥桩、柱尺寸参考（12米桥宽）墩高 跨径H≤1212＜H≤2020＜H≤3030＜H≤4040＜H≤50盖梁尺寸BXH台帽尺寸BXH柱 1.2 1.3 1.4 1.50X1.30 1.60X1.10(肋）20(h=1.2m) 桩 1.5 1.5 1.6 1.60X1.10(柱）柱 1.3 1.4 1.5 1.60X1.40 1.60X1.20(肋）25(h=1.4m) 桩 1.5 1.5 1.6 1.60X1.20(柱）柱 1.4 1.5 1.6 1.70X1.50 1.60X1.30(肋）30(h=1.6m) 桩 1.5 1.6 1.8 1.60X1.30(柱）柱 1.5 1.6 1.8 1.80X1.60 1.60X1.40(肋）35(h=1.8m) 桩 1.6 1.8 2.0 1.600X1.40(柱）柱 1.6 1.8 2.0 1.90X1.70 1.60X1.50(肋）40(h=2.0m) 桩 1.8 2 2.0 1.600X1.50(柱）四、柱桩配筋桩基截面配筋率：按计算配筋量乘1.2倍，并不小于0.7%；裂缝配筋按裂缝宽度0.2mm控制桩基构造配筋（0.7%）统一如下：桩径(m)主筋直径(mm)根数1.020181.220261.322261.525261.825382.028362.228442.532442.83254加劲筋直径：当桩柱直径小于等于1.2米时，采用Ф20mm加劲筋；桩柱直径大于1.3米，小于2米时，采用Ф25mm加劲筋；桩柱直径大于等于2米时，采用Ф28mm加劲筋，一般与主筋同径，大桩柱径可视情况加粗加劲筋直径。
