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摘要：桥梁工程的下部结构是整个工程的基础，为保证桥梁工程设计的质量，必须做好桥梁工程下部结构的设计。在本文中，从桥梁下部结构型式选用、桥梁下部结构设计以及下部结构配筋设计等方面进行了讨论。
关键词：公路桥梁；下部结构；设计
前言
公路桥梁下部结构在公路桥梁工程项目中占据着非常重要的位置，在公路桥梁工程项目的建设过程中要重视对其下部结构中的设计，公路桥梁下部结构设计的好坏，直接关系着公路桥梁工程项目在建设过程中的整体质量水平。
1桥梁下部结构型式选用
1.1钢筋混凝土薄壁墩台
在填土较低以及河床较窄的情况下，为了缩短桥长、节约成本，不使台前锥坡压缩河床，可使用离河较近墩台身直立的桩基薄壁墩台，并设置支撑梁在墩台下面，整个桥梁组成框架结构系统，同时利用两端台后的被动土压力来维持稳定。
1.2埋置式桩柱式桥台
该型式桥台设于岸上台身埋入锥形护坡中，有单排桩柱式与双排桩框架式两种。采用该型式桥台，为保证路基稳定性，不能过多地压缩桥长，不少工程对此有深刻的教训。
1.3柱式桥墩
本型式桥墩有施工的简便性和较广的适应性，在软基中是很好的选择型式。分为：带盖梁单排桩柱式桥墩，一般用于简支梁桥；不带盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩，用于连续现浇箱梁。在选用墩台的时候，要考虑如下两方面：为了降低结构受到软基位移的影响，在最大程度上缩减超静定个数，适当地减少桩根数，同时加大桩距。在桩底同基层表面相近时，承载力与设计规定接近，就不需要再伸入基岩；如果没有充足的承载力，那么我们可以加大桩径再算，最好把嵌岩柱桩换成摩擦桩。
2桥梁的下部结构设计要点
2.1桥墩的设计
2.1.1桥墩的设计类型
桥墩是桥梁下部结构中另一个重要组成部分，起着支撑桥台和上部结构的作用。相比于桥台来说，桥墩的类型较少，一般分为重力式桥墩和轻型桥墩两种类型。重力式桥墩是由石头和混凝土组成的实心式的桥墩，使用的钢筋较少，这种桥墩非常稳固，截面较大，并且施工过程比较方便，具有很好的承重能力。但是，这种桥墩圬工量大并且容易挡水，一般不在水流速度过大或者是河床泥沙过多的情况下使用。另一种轻型桥墩相比于重力式桥墩圬工量小，在实际施工时要更加简单，常用的轻型桥墩主要有构架式、空心式、桩柱式以及薄壁式桥墩5种类型，其中，构架式桥墩所需的地基面积小，在实际的桥梁设计中应用非常广泛；空心式则与重力式结构相似，但却是空心结构，一般应用在高桥墩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桩柱式是一种拼接结构的桥墩，根据柱式的多少可以分为双柱式、单柱式以及桩式；薄壁式是一种用桥跨结构将柔性桥墩和刚性桥墩连接在一起形成的构造。实际设计过程中可以结合地基情况和桥梁受力需要灵活选择合适的桥墩式样。
2.1.2桥墩结构的设计
选择好桥墩的类型之后，同样还要选择桥墩的结构。桥墩结构的选择一般是Y型薄壁墩和柱式墩几种类型。Y型薄壁墩外观好看，但是工作较为复杂，一般使用在地面陡峭需要较多模板的山区环境下；柱式墩是一种应用非常广泛的桥墩结构，一般可以分为圆柱和方柱，圆柱应用非常广泛，圆柱结构较好进行设计，受力较好，在平原地区广泛使用，而方柱结构虽然与圆柱有相同的截面积，但是抗弯能力较强，承受力较高。但是，不宜应用在山区环境中。设计桥墩时，应该根据桥梁的具体情况要求，结合当地的地理环境特点，合理选择样式和结构，制定科学合理、便于施工的设计方案。
2.2桥台的设计
2.2.1桥台的主要类型
桥台是整个桥梁下部结构中的重要组成部分，并且根据桥梁建筑本身的跨度不同，桥台的设计形状也应该不同。总的来说，桥台有以下几种常见的设计类型：第一是轻型桥台，这种桥台主要应用在跨度较小的桥梁中，体积较小，一般与小型的桥墩配合使用，孔数不多于3个，单孔跨度不超过13m，整个桥梁的长度不超过20m，常见于一些小型的河道桥梁中；第二是埋置式桥台，这种桥台是由于在建筑时要将台身埋置到锥形护坡里而得名，桩式又可以分为单排和双排两种类型，这种桥台样式主要应用在路基填土的高度大于或等于5m的桥台中，一般与跨度为16～20m的上部结构配合使用，这种桥台能够减少桥台体积，减少土压力，但是容易受到洪水冲刷的侵蚀，在使用时要注意河道的水位变化情况；第三是钢筋混凝土薄壁桥台，这种桥台根据组成结构中扶壁的墙、前墙、和水平底板的不同又可以分为撑墙式、扶壁式和箱式，这种桥台主要应用在填土较低、河床较窄的软底地基上，结构较为复杂，在实际设计中并不经常应用。
2.2.2桥台结构的设计
桥台结构的设计类型虽然有多种，但是，在确定类型之后还要进行桥台结构的设计，每一种类型都可以选择不同的结构。结构的选择不仅仅是要考察式样本身的特点，更重要的是要与桥梁上部进行配合，尤其是与桥梁的跨度和受力结构互相配合，同时也要考虑地基情况。一般桥台的结构类型有重力式u型台、柱式台和肋板台几种。u型台在设计时应该注意设计高度应控制在10m的范围以内，连接长度保持在150m范围之内，注意如果台面填土较多或者连接长度超过150m的范围就不能使用这种设计方案；埋置式肋板台比较常用，但是设计高度应小于12m，这种设计方案可以增强水平荷载以及可抗刚度，在软土地区和山区桥梁设计中经常应用网。
2.3下部结构配筋设计
2.3.1盖梁配筋的设计
在对盖梁配筋情况进行设计时，需考虑以下内容：选取容许应力法开展变截面连续盖梁结构的设计工作；选取极限法开展等截面连续梁的设计工作，需注意的是应确保负弯矩部位留有适当的富裕；需基于裂缝宽开展盖梁抗弯配筋的设计工作；需基于“强剪弱弯”原则开展盖梁配筋设计工作；通过分析之后发现，梁体破坏情况一般是由于剪力不足而引起的，就此需根据相关规定要求以及桥梁实际情况确定抗弯筋数值。
2.3.2桩筋的设计
桩筋设计涉及内容较多，主要设计要点为：在桩体抗弯筋设计方面，现常用的手段为极限法；在进行截面配筋计算时，需考虑桩内弯矩包络图；需基于最大弯矩处开展配筋工作，也就是桩顶至1/2最大弯矩处，需使用全筋配置手段，对于从全筋结束区域至弯矩零点段，需将配筋减少至一半，弯矩零点以下需设计成素混凝土段。如果桥梁的地基类型属于软土地基，则应确保桩主筋能够穿过软土层。
2.4防撞结构设计
防撞结构的设计主要应对的大面积流水对桥墩的撞击力、大面积流冰堆积现象、流水对桥墩的磨损以及过往船只的撞击力等对桥墩的危害。针对流水及流冰的撞击，在中等以上流冰河道（冰厚大于O.5m，流水速度大于1m/s）及有大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破冰棱体；航宇繁忙的河道，船只的过往及船体的失控或能见度较低都会造成传播与桥墩相撞，为此桥墩设计中不但要有一定的抗船舶冲击荷载的能力，还应进行缓冲和保护设计，预防或改变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏。以东海大桥为例，其主墩的防撞设计为钢筋混凝土防撞墩的形式，采用钢管桩基础，位于主墩的东西两侧设有防撞墩，护舷牛腿设在防撞墩与主墩承台之间增强整体稳定性，每个防撞墩内采用壁厚20mm，直径1300mm的螺旋焊缝钢管作为防撞桩，以应对流水、流冰及船舶的撞击。
3结束语
桥梁的下部结构是桥梁建筑中的重要组成部分，桥台和桥墩都承担着重要的承重任务，因此在设计和施工阶段必须保证其质量，尤其是在施工过程中，要结合工程要求和环境情况合理进行设计，确保设计方案的正确性，再按照设计方案进行施工，提高桥梁下部结构的质量，进而保证桥梁整体的质量。
参考文献：
[1]孙小龙.整体式桥台桥梁受力性能研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2016
论文作者:王骞,陈庆华,杨啸天
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
标签：桥墩论文; 桥台论文; 结构论文; 桥梁论文; 弯矩论文; 薄壁论文; 类型论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;