摘要：桥梁下部结构设计合理的基础与前提是详细的勘探，设计者应依据现场地形、地质结构结合现实中的工程分析问题并解决问题，并要在工程设计中坚持推陈出新，逐步提高桥梁下部结构的设计质量以及使用效果。而且为了保证桥梁结构能够满足使用的要求，有必要提升桥梁的耐久性与安全性。本文对桥梁下部结构的设计进行了探讨。
关键词：桥梁；下部结构；设计；措施
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。
1桥梁下部结构选型
1.1桥台
桥台结构形式分为轻型桥台、埋置式桥台、钢筋混凝土薄壁桥台三种。轻型桥台台身为直立的薄壁墙，两侧有挡墙，其最大的特点是体积小，比较适合小跨径桥梁，可与轻型桥墩搭配使用，常见的稳定方法是在桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁，利用锚栓连接上部结构与桥台，形成一个四铰框架系统。埋置式桥台主体所承受的土压最小，台身由混凝土和片石组成，适用于路基填土高度大于5m的桥梁，可以将台身埋进锥形护坡内来增强稳定性。钢筋混凝土薄壁桥台构造最为复杂，施工难度也最大，钢筋用量较多，适用于填土较低或河床较窄的软底地基，一般通过在竖直小墙和扶壁之间设置台顶，并将其作为桥梁支撑结构。
1.2桥墩
桥墩结构形式分为轻型桥墩和重力式桥墩两种，轻型桥墩又可分为构架式桥墩、空心桥墩、桩柱式桥墩、薄壁式桥墩四种，这四种轻型桥墩的最大特点是基础工作量小，施工进度较快，但是适用的桥梁类型不同。构架式桥墩对地基的要求较小，适合的范围也较宽，空心桥墩表面与重力桥墩类似，是一种中空的桥墩种类，主要适用于高桥梁建设，桩柱式桥墩为就地灌注混凝土而成，施工难度较小，薄壁式桥墩借助桥跨结构来连接刚性桥墩与柔性桥墩，并以此形成一种相对静定的结构，此时的刚性桥墩能够承受大部分的水平力，并改善柔性桥墩的受力。重力式桥墩多为实体结构，钢筋用量较少，不适合水流流速较大或泥沙含量较多的河流。
2桥梁下部结构的设计措施
2.1桥墩
在桥墩的设计中，针对高度小于40m的桥段，一般采用多柱式桥墩及Y型薄壁墩。在整个多柱式桥墩的应用中，主要由圆柱墩与方柱墩组成，且这两种桥墩常见于平原地区。从整体外形上的美观来看。方柱桥墩凭借其自身的优势，能够起到上下协调、美观的作用；与此同时，基于受力角度的不同，在同等截面积的条件下，方柱墩的抗弯刚度要远远大于圆柱。与之不同的是，Y型墩薄壁在具体使用的过程中，是以独住双支座出现的。其主要特点在具备一定的美观，但施工却比较复杂。在整个Y型薄壁墩施工的过程中，只需要一套末端、搭一个支架，在地面横坡相对陡峭的山区，Y型薄壁墩有着极为明显的优势。而这些，都需要设计人员结合着桥梁的所在地及实际用途做出选择。
2.2高墩
设计人员在设计桥墩时，对于矮的桥墩，设计过程中一般考虑的是桥墩的强度，而高的桥墩则需要考虑到桥墩的具体高度和它的稳定性等问题。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中有关偏心受压柱的说明指出了:当10/h＞30时，构件就从材料的损坏变成了稳定性的损坏。在这个条件中，10指的是受压柱的有效长度，在0.5到2这个范围间，桥墩的高度有变动的话，应该怎么选取是和桥梁的上部结构的重量、具体施工状况和上部构造与桥墩的链接有关系的。桥墩的厚度在2m以上的时候，成本就会增加，所以，在桥墩的材料受到损坏时，如果要使用实心的桥墩，其高度最好不要超过50m，如果超过了50m，最好是使用空心的桥墩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在使用空心桥墩时也要注意一些问题，如果桥墩的高度超过了65m，那么桥梁就需要适度的放坡，以确定桥梁的安全稳定，不过这样又会对建筑材料造成较大的浪费。
2.3桥墩与路幅
在山区建设中，基于当地特殊的地理位置，在实际施工中，山区高度公路一般由整体式路基与分离式路基两个部分组成。在当前路线选择中，设计人员往往从环保这一角度出发，在减少占地的同时，还能满足山区交通的发展，因而在实际选择中，多数选择整体式路基。在整体式路基的双幅桥设计中，主要从其结构中的双幅四柱出发，若桥墩截面积与横向宽度相当，则整体式下沟横向与纵向刚度则为分幅设置的2倍之上，以此来减少墩顶变位的现象发生。然而在其实际使用中，一般整体式下构帽梁跨度出现过大时，设计人员应结合着车辆的实际行驶状况，设置较强的帽梁，以此来保证桥梁下部的稳定性。
2.4桥台
在当前山区高速公路的建设中，与其他地区公路建设不同的是，山区高速公路桥梁桥台在选择的过程中，通常以U型台为主。这种U型台在具体使用的过程中，其主要特点在于横向、纵向横坡陡。这就要求设计人员在设计桥台的过程中，能够按照当地的实际地形，将U台的高度控制在10m左右。这是因为桩柱式桥台康退刚度小，在其台后填土高度相对较高时，尽量避开使用。一般而言，在其具体使用的过程中，其联长及台后填土的高度最好控制在150m之内及5m以下。埋置式肋板台的适应范围较广，最好不要高于12m。在实际确定的过程中，还需设计人员深入实地考察，以此来确保桥台的准确性。
2.5下部结构配筋设计
2.5.1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
2.5.2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。
2.6科学设计防撞结构
由于桥梁的桥墩在投入使用之后会受到流水的撞击与磨损，过往船只的撞击以及流冰堆积情况，进而导致桥墩结构在经过长时间的使用之后出现质量下降的情况，所以有必要通过防撞结构的设计对桥墩进行保护。对于流水速度超过lm/s、冰厚超过0.5m、漂流物众多的流冰河道，需要在桥墩的迎水方向设置破冰棱；对于船只数量多、来往较为频繁的河流，为了避免桥墩受到船只的撞击，需将缓冲以及保护设计融入到桥墩设计中，同时提升桥墩抗船舶冲击效果。
3结语
在整体桥梁施工工程中，下部结构的设计和施工对整个设计方案均有着较大的影响，且桥梁下部结构的施工受地理环境等因素的影响，施工时不仅要保证质量还要考虑抗震等因素，施工难度较大，技术较为复杂，需要不断结合工程实际进行探索和总结，因此了解桥梁下部结构的设计和施工技术尤为重要。
参考文献：
[1]乔国栋,李海芳.公路桥梁下部结构设计[J].赤子(下旬).2016(10)
[2]姜鹏.桥梁下部结构的设计及施工[J].工程建设与设计.2016(17)
论文作者:吕静茹,赵娇茹,刘秀涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
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