淺談重力式橋臺

宋述評,張世友

（甘南縣農村公路管理站）

1 重力式橋臺的類型

重力式橋臺依據橋梁跨徑、橋臺高度及地形條件的不同。有多種形式。常用的類型有U型橋臺,埋置式橋臺,八字式和一字式橋臺等。

（1）U形橋臺

U形橋臺由臺身（前墻）臺帽、基礎及兩側的翼墻組成,在平面上呈U字形。臺身支承橋跨結構,并承受臺后土壓力；翼墻連接路堤,在滿足一定條件時,參與前墻共同承受土壓力,側墻外側設錐形護坡。

U形橋臺構造簡單,基礎底承壓面大,應力較小,但圬工體積大,橋臺內的填土容易積水,結冰后凍脹,使橋臺結構產生裂縫。U形橋臺適用于填土高度8～10m的中等以上跨徑的橋梁,要求橋臺中間填料宜用滲水性較好的土夯填,并做好臺背排水。

（2）埋置式橋臺

橋臺臺身埋置于臺前溜坡內,不需另設翼墻,僅由臺帽兩端的耳墻與路堤銜接。它使臺身重心向后,用以平衡臺后填土的傾覆力矩,但傾斜度應適當。

埋置式橋臺,臺身為圬工實體,臺帽及耳墻采用鋼筋混凝土,當臺前溜坡有適當保護不被沖毀時,可考慮溜坡填土的主動土壓力。因此,埋置式橋臺圬工數量較省,但由于溜坡伸入橋孔,壓縮了河道,有時需要增加橋長。它適用于橋頭為淺灘,溜坡受沖刷較小,填土高度在10m以下的中等跨徑的多跨橋中使用。當地質情況較好時,可將臺身挖空成拱形,以節省圬工,減輕自重。

（3）八字式和一字式橋臺

臺身兩側為獨立的翼墻,一般將臺身與翼墻分開,其間設變形縫。當臺身與翼墻斜交時則為八字式橋臺；臺身與翼墻在同一平面則為一字式橋臺。它適用于河岸穩定,橋臺不高,河床壓縮小的中小跨橋,對于跨越人工河道及立交橋亦可采用。八字式和一字式橋臺的翼墻除擋住路堤填土外,并起引導水流作用。翼墻的構造與地形、填土高度和接線有關。

重力式橋臺在鐵路橋上還有T形橋臺,十字形橋臺等型式。

2 結構構造與主要尺寸

（1）臺帽與背墻

橋臺頂帽由臺帽和背墻兩部分組成。臺帽采用20#混凝土或鋼筋混凝土,其中鋼筋的布置和支座邊緣到臺身的最小距離與橋墩相同。實體式橋臺背墻一般不設鋼筋,懸壁式橋臺頂帽采用鋼筋混凝土,并按計算布置受力鋼筋。

（2）臺身

實體式橋臺臺身前后設置斜坡呈梯形截面,外表面斜坡可取用10∶1,內側斜坡取8∶1～6∶1。臺身頂的長度與寬度應配合臺帽,當臺身為圬工結構時,并要求臺身任一水平截面的縱向寬度不小于該截面到臺頂高度的0.4倍。

埋置式橋臺,由于作用在橋臺上的水平力較u形橋臺小些,在擬定尺寸上,臺身底部可略大于頂部尺寸,最后由應力驗算確定。

（3）翼墻及耳墻

U形橋臺的翼墻,外側為3∶1～5∶1的斜坡。圬工翼墻的頂寬不小于0.4～0.5m,對任一水平面的寬度,片石圬工不宜小于該截面至墻頂高度的0.4倍,塊石及混凝土不宜小于0.35倍,當臺內填土為滲水性良好的土類,則上述要求可分別減為0.35倍和0.3倍。在側墻的尾端,除最上段1.0m采用豎直外,以下部分可采用4∶1～8∶1的倒坡。

八字式和一字式的翼墻,根據近年的設計經驗,墻頂寬取0.4m,外側用10∶1斜坡,內側可用8∶1～10∶1,翼墻的長度根據實地地形確定,尾端應保持一個相當高度。

埋置式橋臺的擋土采用耳墻,它承受土壓力的計算圖式為懸臂板,如需要支承人行道上的荷載,則受到兩個方向的彎矩和剪力,需要配置受力鋼筋,耳墻長度不宜太長,一般不超過3～4m。厚度為0.15～0.3m,高度為0.5～2.5m,耳墻應將主筋伸入臺帽或背墻借以錨固。

（4）錐形護坡,溜坡及臺后排水

U形橋臺的翼墻尾端上部應伸入路堤不小于0.75m,錐形護坡的坡腳不能超過橋臺前沿。錐形護坡在縱橋向的坡度,路堤下方0～6m處取用1∶1,大于6m的部分可取用1∶1.5,在橫向與路堤邊坡相同。當縱橋向與橫橋向的坡度相同時,錐形護坡在平面上為1/4圓形；當兩向坡度不等時,為1/4橢圓形。護坡在高出設計洪水位0.5m以下部分應根據設計流速不同采用塊、片石砌筑,不砌部分植草皮保護。

埋置式橋臺的溜坡坡度一般取用1∶1.5。溜坡坡面采用砌石保護,并應根據河岸沖刷深度確定其基礎的埋置深度。溜坡面距臺帽后緣應不小于0.3m,耳墻伸入溜坡至少0.75m。溜坡坡面和臺身前沿相交處應比設計洪水位高出0.25m,以避免水流滲入。

實體式橋臺背后,從臺帽或背墻底面應設砂礫濾水層及膠泥隔水層,在隔水層上設置一碎石層伸向臺后,并有2.9％～3％向臺后的縱坡,在碎石層的末端設置橫向盲溝,排出臺內滲水。