摘要:在城市桥梁建设中,随着当前城市发展水平提升,桥梁设计与建设数量呈现持续增加的趋势。桥台是桥梁的重要组成部分,桥梁设计需要根据工程特征进行桥台形式的分析及选择。本文首先对城市桥梁建设的浅析,其次对桥台的受力设计进行了研究,最后对其常用形式进行阐述和分析。
关键词:城市桥梁;受力设计;桥台形式
桥台通常分布于桥梁两侧,可以分散桥梁上部结构重力,同时对路基予以有效固定,提升桥梁结构稳定性。对此,桥台进行设计时,其合理性通常在桥梁整体质量中发挥重要作用,确保整个设计过程中选择合理桥台形式,为桥梁受力打下基础,进而发挥其最大价值。因此,在城市桥梁的设计过程,结合工程特征进行桥台形式的选择,以便于保障城市交通安全性。
一、城市桥梁建设的浅析
在科学技术持续发展下,大数据和云计算时代的带来,促进城镇化发展极为迅速。在各城市迅速发展过程,桥梁工程随之取得明显进步和成效。在建国初期,结合城市桥梁的发展可知,其主要是将跨线与跨河作为桥梁主体,在经济持续发展下,人们生活质量日益提升,城市化进程呈现高速发展现状,例如:立交桥梁的出现,使之逐步成为城市跨度桥梁建设的首选类型[1]。而21世纪发展至今,随着人们生活改善,城市交通的井喷式增长,使传统城市路网无法满足当前发展要求,加之交通人口的密集,随之呈现比较严峻土地紧张现状,高架桥的大范围发展,城市放射线和环路等均日益完善。由此可见,城市桥梁建设过程,除了可以对城市路网结构予以优化之外,还能够对城市的投资环境带来直接影响,以促进城市的稳定发展。
二、对桥台受力设计的分析
(一)概述
桥台主要分布于桥梁两端,可以承担桥梁的上部结构重力,使其分散至其他部分,在加强桥梁结构稳定性的同时,确保路基具有较高稳定性。对此,桥台设计是否具有合理性、科学性,直接关系到桥梁整体质量,当进行桥台设计时,桩柱式桥台属于比较常见桥台形式,然而,在其整个设计过程,通常会面临部分问题,只有对其进行全面了解,才能选择有效措施予以解决[2]。
(二)桥台的结构型式
第一,轻型桥台。其特点表现为:桥台自身体积较小,同时台身呈现直立形式,属于薄壁墙体型结构,台身两侧位置进行挡土墙的设置,同时对桥台侧墙进行处理时,使其呈现斜坡形式,比较符合相应要求。桥台下部区域,其结构材料是以钢筋混凝土为主,可利用两端台后土压力,可以保证其具有较高稳定性。
第二,重力式桥台。其主要应用在地基条件理想区域,通常是将U型桥台作为基础,根据自重进行外荷载的平衡,确保自身整体稳定性,此种桥台的构造较为简单。然而,当台身较高会呈现较大工程量,其自重会随之增加,直接对地基条件提出较高要求,通常应用在桥梁跨度相对较小低矮桥台中,结合《墩台与基础》标准进行,其U台的适应填土范围4-10米,高度应维持10米以内。[3]。
第三,组合式桥台。其主要是由两部分构成,可以承担桥跨结构直接作用力,即结构垂直力与水平力,同时具备分散土压力后部构造的作用,对于中等跨径跨线桥与拱桥来讲,组合式桥台的应用比较广泛。
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三、城市桥梁设计中常用桥台形式
(一)桩柱式桥台
桩柱式桥台锥坡伸入至河边与河滩中,地层主要是以淤泥层为主,选择搅拌桩和TC的复合地基,其成桩质量相对较差,受锥坡土压影响,变形量无法得到有效控制。在整个施工过程,应先将桩柱施工作为重点,然后进行填锥坡土,呈现桩柱间距小的特征,很难达到压实度的设计要求,受高洪水位的侵蚀,河岸会随之出现移动情况,锥坡下沉同时向前推移,会导致盖梁空洞,以及路基持续下沉。因此,在桩柱式桥台的设计时,其主要应用在旱地,例如:立交桥,能够降低桥台的工程量,但因为跨河桥河底处于淤泥地带,台前锥坡置入河滩与河岸后,填方地基设计则会选取搅拌桩进行等,因此,实际设计工作中,对肋板台与挡墙的合理设置,能够防止锥坡由于河床淤泥影响出现路基下沉情况,使其更好满足相应设计要求。
(二)重力式桥台
在重力式桥台中,通常将其应用在地基条件良好区域,因其具备承载能力较大的特征,且呈现就地取材优势,使其广泛应用在小、中跨径桥梁内。但是,在七十年到到九十年代初,重力式桥台伴随公路运输迅速发展,以及大型汽车的持续增加,使其运营期限受到影响,无法实现桥梁正常使用,最终对桥梁运营造成威胁。因此,在重力式桥台中,为保证其受力的合理性,尽可能减少其造价,需要通过以下方法进行加强:第一,桥台高度低于6米标准时,台身前墙无需进行临倾斜坡的设置;如果桥台高度超过此项标准,台身前墙处需要进行前倾斜坡的合理设置,且坡度按照8:1标准进行。第二,侧墙尾端需要结合地形条件进行,确保斜墙或直墙的选择更加科学。第三,对桥台基础进行设计时,如果地基土卧持力层相对较厚,且地基的承载力已经达到220kPa标准以上,需要对片石混凝土的使用予以重视。然而,若是软土土层出现夹芯层,且夹芯层厚度超过挖除标准,需要选择其他形式基础进行。第四,一般情况下,地基的承载力相对较差,在进行桥梁设计,应该选择扩大基础、趾板式基础等进行,并将碎石垫层铺设于基底处,厚度以10cm为标准。
(二)肋板式桥台
在对肋板式桥台进行分析可知,因其适用范围相对比较广泛,其填土高度达到4-13米标准时,可以对此种桥台进行使用,但是,具体应用需要结合受力情况,同时对其安全性进行验算后进行,如果填土高度超过8米标准,应该以增加肋数的方式进行处理,确保其桥台刚度与稳定性。在对助板式桥台进行计算时,其验算内容具体包括:截面强度的验算;对桥台稳定性的验算,即纵向绕曲的稳定验算;对桥台稳定性进行整体验算,如抗滑移与抗倾覆的稳定验算等;墩顶水平计算等。为了保证其应用更好满足桥梁设计要求,还需要根据因地制宜和就地取材等原则,以此提高其安全性和经济性,在实现和周边环境相协调目标的同时,确保城市桥梁中助板式桥台更好满足设计要求,全面提升其质量。
结束语
城市桥梁设计过程,根据规划和勘察等因素的综合分析,对城市桥梁中桥台常见形式进行明确,如重力式桥台和轻型桥台等,通常是以受力原理为标准进行相应选择,而实际设计过程还应该对景观和桥址周边情况进行了解,以便于展开综合比选。由于桥台属于城市桥梁主要部分,因此,对桥台细节设计予以重视,能够为城市桥梁运营提供重要保障,在提高桥梁整体功能、景观作用的同时,以促进城市桥梁的稳定发展。
参考文献:
[1]蒋维刚.谈城市桥梁设计中常用桥台的形式[J].山西建筑,2015(33):178-179.
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[3]李鹏.城市桥梁设计中隐患的解决措施[J].江西建材,2018(4):162-163.
[4]甘旭东,赵勇,武东超.扶壁—扁担梁组合桥台在桥梁设计中的应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2016,16(4):10-11.
[5]周祖勇,郭艳华.轨道交通下穿城市道路桥台的数值分析[J].山西建筑,2016,42(30):170-172.
论文作者:李莱
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/10
标签:桥台论文; 桥梁论文; 城市论文; 形式论文; 重力论文; 地基论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第24期论文;