桥梁墩台桩基础设计理念探讨

桥梁墩台桩基础设计理念探讨

尹碧安

广东鸿翔工程检测咨询有限公司 广东东莞 523000

摘要：为了提升桥梁工程的墩台设计质量，需要明确桥墩的具体分类，分析桥墩和桥台的设计方法，深度探讨桥梁墩台桩基础设计理念。桥墩的类型比较多样，需要综合桥梁承重需要、当地地质环境和工程现场施工要求确定桥墩建设的类型。桥墩类型主要被分为实体墩、薄壁墩、柱式墩、排架墩和框式墩。桥墩设计需要根据施工具体情况选择桥墩类型和尺寸，确定桥墩桩基础配筋形式。桥台的设计需要选定好桥台形式，拟定U台前墙底宽尺寸，确定趾板基础尺寸和配筋，提升整体桥梁工程施工效果。

关键词：桥梁；墩台桩；基础；设计理念

引言：

墩台属于桥梁工程项目中的重要构成部分，主要发挥了承载桥梁尚短重力的功能。设计桥梁整体结构的过程中，需要重视墩台的合理设计。综合当地地质环境和以往的桥梁工程施工经验，制定出更符合要求的墩台形式。施工人员需要加强对墩台设计形式的重视程度，综合水位、填土高度等多方面外界影响因素设计桥台。桥台设计过程中需要满足安全、经济和便捷施工的原则，提升墩台施工的整体效果。

1桥墩的类型

桥墩普遍是由帽盖和墩身构成，其中的帽盖主要功用就是把大桥上部的结构力荷载输送给桥身，属于通过桥墩支撑桥梁的支座构件，因此能够起到对自身强化和保持在墩体顶端的功能。桥墩体能够把桥上的结构负荷传导给地基部位，从而构成了桥墩所承载的主体构件。桥墩主要可以被分为框架墩、柱体墩、排架墩、薄壁墩和实体墩。

1.1实体墩

其中的实体墩也被叫做重力墩。主要依据自身重力和外力形成平衡，从而保证了整个桥梁强度与稳定性的桥墩。实体墩通常使用水泥混凝土或者较为坚固的岩石堆砌物构成，能够用作预制块件被应用到工地堆砌中。各种块件需要利用韧性较强的钢丝进行束缚，保障块件的错缝堆砌。使用这种方法堆砌的实体桥墩，又称之为装配式建筑桥墩。实体桥墩由于具有稳定性特点，耐久性也较强，因此非常适合被使用在对地基承载能力很大、覆盖较薄，且对坝基岩性埋深也比较浅的建筑地基中。

1.2薄壁墩

薄壁墩的建立主要依靠钢筋和混凝土制作完成，分为空心薄壁墩或是实心薄壁墩两种类型。其中的空心薄壁桥墩主要被用在高架桥或是比较大的跨径桥中。实心薄壁墩被应用在中小型跨境桥施工中。

1.3柱式墩

柱式墩属于当前大桥中使用的较为普遍的桥梁墩式，用浇筑砼的方法构成单柱、双柱或多柱桥墩体。公路大桥中一般选用2个孔径相当大的钻孔桩作为基座，并在上面建造柱身所形成的双柱该桥。并通过在2柱身中间设置横向桥梁提高了桥身的整体硬度。

1.4排架墩

排架墩主要是搭设和单排混凝土桩与水泥盖梁的连接所组成。排架桩桥墩选用的桩长度整体上偏小，所以此类桥墩往往被称为柔性一桩墩。这一桩墩具有的主要特点，是能给个利用传统建筑方式保证的上端构件中，车辆制动力、温度影响力等影响生产过程整体效益的水平应力，传导至整个桥的柔性墩台以及邻近的刚性墩台中，从而降低了每个墩台的承重总数。排架桩墩使用的材质偏少，修建方式简单，且施工效率较高。然而这一桥墩总承重数量有限，无法承载过多的车辆。

1.5框架墩

框架墩主要采用受力比较明确具备压弯和挠曲结构的构件建设而成，属于平面框架类型。横向的桥选择多层空间框架构造，在桥梁纵横向形成Y型、V型和X型墩身结构。框架墩整体的自重比较轻，硬度较强，不需要过多的建设材料，且外观比较美观，所以在桥梁建设中的应用频率较高。但是其自身存在模板复杂性特点，柱体空间狭窄等问题有待优化。

2桥墩的设计

2.1桥墩形式的选择和尺寸确定

首先需要考虑工程项目所处的地理位置，综合地理选择合适的桥墩形式。若当地的地质环境不佳，则需要避免选择重力式桥墩。若当地处于平原地区，则需要选择中小跨径结构的桥墩。常见的桥墩台选择形式是上置盖梁框架体系，这种形式的墩台整体施工技术含量较低，施工效率和施工质量能够得到保障。依据以往的共识施工经验，能够明确这种桥墩可以有效降低桥梁自并，可以满足美观性的需求，具备较高的经济效益和社会效益。

施工需要主要遵守以下几个原则。第一，桥墩的高度需要被控制在21米之内。针对部分处于水中的桥墩，若是河床与桥墩顶部的高度在6米以上时，便需要建设桥墩系梁[1]。针对部分处在陆地上的桥墩，若是桥墩高度高于7米，那么便需要在桥墩底部设置系梁。第二，在建设过程中必须按照各种斜交高度选用各种型号的双柱式桥墩。而若是斜交高度在30度范围以内，如果包含三十度就必须选用双柱式桥墩。而若是斜交高度超过30度的，就必须选用三柱式桥墩。如果桥梁的跨径与高度相等，就必须采用相等的柱间距。而通过运算也可以知道，盖梁两端的吊柱距离与柱间距的比值为0.41倍差距时，则盖梁会产生的正弯矩相等，而最大弯矩则与负弯矩相等。盖梁的手里安装应选择正大弯矩与负弯矩之间的部位较为适宜，才能确保盖梁使用的钢材直径实现自身增值，缩短预应力配筋率并节约施工成本，保障工程整体效益。

2.2桥墩桩基础配筋形式

桥墩工程建设地区若是土壤承重能力不强，或是持久层比较薄弱，即使进行明凿工程使其基础成大也无法达到地基承载能力的一定标准。所以，公路大桥必须选用钻孔灌注桩基础。在进行钻孔灌注桩基础时，首先应该经过精密的测算判断好基础主梁板位置[2]。当进行孔钻桩基础过程中，必须先把所配置的钢筋裁断一半，保证裁断点的位置和弯矩零点距离2米左右。柱底素混凝土的高度是四分之一裁断一半获得钢筋桩长[3]。当桩的长度低于20米时，主筋需要选择通长钢筋。若桥台选择桩基础形式，桥台配置方式车可以选择参考桥墩。

3桥台的设计

3.1桥台形式的选定

在本次的公路桥梁中，路台形式主要分为了两类：桩基结构和重力型平台。从施工经济性角度考虑，虽然在整体设计过程的中部分主要还是使用了桩基形式，后部分主要则使用了重力式平台，但是若要想选择最合适的路台形式，则还是需要根据国情并针对每一个大桥的实际地质条件加以调整。在采用路台形式时，如果假定了其基底的标高不低于220Kpa以上时，以及下卧持力层足够厚时，则可以使用片石混凝土结构作为基底并进行扩大；当其地基的承载能力处在180到220Kpa左右之时，或者地卧持力层达到了超过3m的高程之后，则可采用预应力钢筋混凝土单趾板型技术，以及材料换填技术等手段来处理地基。

3.2 U台前墙底宽尺寸的拟定

在选用U型桥台台身前墙底宽时，按照相应的设计和标准条件对其加以估算。根据结构荷载的大小，通常可将它分成2个类型。在设计桥梁基础时，必须根据建筑实际状况对前墙底宽的尺度作出相应调节，需注意前墙背坡的最大坡度一定要限制在1/3以上，并按照相应的设计标准要求，对桥台基础防倾覆与抗滑的稳定性进行了试验。

3.3 趾板式基础尺寸的拟定及配筋

当地基础的承受能力相当低的，若使用一般的扩大地基，也无法达到其承重要求，这时通常必须采取扩大地基禁边宽度的方法，并且仍须使用预应力的结构，才能最大限度提高地基的承重。

结束语：

总而言之，墩台是桥梁中的重要结构，能够支撑上部桥跨并传递桥梁整体附中。合理设计墩台能够提升桥梁的整体安全性。本文主要介绍了桥梁墩台桩基础设计理念，通过分析桥梁在交通运输中的重要价值明确桥梁墩台在设计过程中维护结构安全、增强耐久程度、降低经济效益的设计方法。讲述了结合当地环境特点进行施工的重要价值。期望设计出更安全、耐久、便捷的施工方案。

参考文献：

[1]朱诗勇.岩溶地区桥梁桩基设计分析[J].交通科技与管理，2022(009):000.

[2]覃振洲，向晖，胡伟.溶洞对桥梁桩基设计与施工处治的影响因素分析[J].科技创新与应用，2022,12(31):4.

[3]钟悦鹏.桥梁桩基设计分析[J].运输经理世界，2022(001):000.