整體式橋臺設計要點分析

文/楊小東 北京特希達交通勘察設計院有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000

1、整體結構

我國在整體式橋臺的壓力和變形異常等問題上進行了大量的研究，并積累了很多豐富的經驗。依照現有的標準，我國的整體式橋臺橋梁建設還處在初級階段。因此相關企業應當根據整體式橋臺橋梁的受力特點，針對其特別的構造專門進行設計、施工，以提升橋梁整體施工質量和施工效率。

某工程采用了整體式橋臺，分離立交橋的施工，在施工中橋面寬度設置為7.6 米，橋梁全長80 米，橋梁高度為9.29 米，在橋面上鋪設有抗滲混凝土，臺量較為堅固，結構中的主梁和鋼筋混凝土以及矩形蓋梁，均采用三柱式臺身，雙柱式橋墩（直徑為1.2 米），采用了單排鉆孔灌注樁的施工工藝，將鋼筋混凝土進行承托和過渡受力，特點如下：整體式橋臺各部分受力在相互作用下構成了整體，包括了主梁、臺、樁等按照上下兩部分進行抵抗力作用的施工，在溫度提升、負荷加大以及水平壓力綜合作用下，實現了抵抗力與橋梁整體變形狀態下各項壓力指標大小和諧的狀態[1]。

在相同的約束力狀態下，使用搭板設計，使得搭板底面以及側面土體約束作用力不斷升高，實現后臺搭板和翼墻結構的整體性，對結構的整體受力產生影響。同時為了提高橋梁對臺后土壓力的承受能力，在縱向上實現柔性和超靜定結構的結合，施工單位應當做到整體適應橋臺，對橋梁結構進行再設計，實現橋梁的超靜定結構。溫度變化時，后臺土體會被壓縮，因此會產生較大的抵抗力，為了避免這種情況的發生，要對剛性的結構和內力進行改造，實現對橋臺和臺后土的合理設計，經過進行具體建造、特殊設計之后，減少二次離合臺后土壓力等不利情況的發生。

2、設計構造概要

由于整體式橋臺主梁連接必須進行特定的設計，為了適應整座橋的受力，強化變形，因此在整體式橋臺橋梁上面的構造和下面的構造方面進行整體連接之后，應當重點設計整體式橋臺橋梁等重要組成部分，再結合該工程分離立交橋構造，對整體式橋臺橋梁的設計要素進行簡單分析。整體式橋臺橋梁與普通結構橋梁橋臺相比，在較大的水平推力和臺后水平土抗力的作用下，前者能夠有效防止梁體和臺體變形等問題出現，顯示出巨大的優點。

2.1 經過特殊設計，實現橋臺蓋梁與臺柱連接的地方剛度變化范圍的設置，將作用力集中在剛度承托，橋臺蓋梁下方4 米范圍內的節點，作用力的減少，預防混凝土裂開。為了減輕臺后土的作用力，采用了具有相當韌性和彈性的高壓聚乙烯泡沫塑料，使用鍍鋅鋼絲網進行臺身的環繞工藝，容易發生橋臺和臺后土體之間“硬碰硬”的問題。為了限制臺后土體中水分腐蝕橋臺，在外包裝上采用低密度泡沫塑料橋臺的方式，增強了材料的抗老化性富于彈性，同時提高了抗壓強度，保證了橋臺和臺后土體之間不會發生“硬碰硬”問題。

具有相當的韌性和彈性的高壓聚乙烯泡沫塑料，能夠預防臺后土體中水分對橋臺的腐蝕，同時還可以增強外包裝低密度泡沫塑料的抵抗力，提高施工效率，減少施工周期。

2.2 搭板的處理，在搭板分段點和鋼筋混凝土枕梁上，連接位置設置了變形縫，高度為25厘米，深度為十厘米[2]。

這樣做的方式是為了適應上面結構傳遞的水平變形，保證在溫度變化的狀態下，能夠預防臺后涂料不均勻，導致搭板、臺帽出現破損，使用填充式伸縮混合料進行填埋。在改性瀝青束縛的狀態下鋪設土工布，在底部實行了連接解封，同時將橋臺臺帽和搭板進行連接。

2.3 為了解決橋臺周圍的排水問題，在原來地面處橫橋方向設置橫向排水盲溝，在施工臺后填土時逐層夯實，填筑材料，采取摩擦角度，大透水性較好強度高的沙粒，保證排水暢通。

采用斜樁基礎，合理安排伸縮縫位置?？稍谙噜彉蚺_的一跨采用伸縮縫，適當加大所謂的斜樁基礎，對于多跨（一般＞8 跨）橋梁，在臺前加設一定傾斜角度的斜樁，實則為豎直樁與斜樁的混合樁基以豎直樁承擔橋臺的設計荷載，并設置四氟板支座，斜樁較豎直樁在施工上有一定的難度，對于薄壁橋臺的壁厚取值須比標準圖，避免臺壁出現裂縫，由于橋頭填土和軟基下沉變形而產生的水平推力，以利橋臺及上部位稱變形。

加大錐體護坡范圍，以大錐體填土來平衡臺背引道填土壓力，臺后填土采用輕質材料，或在重力式擋墻填土內埋設鋼筋混凝土圓管、波紋鐵管等，作錐體護坡的坡腳基礎，既減輕臺背填土重量，又增強臺背填土的穩定，起到支持臺前臺后軟基均勻下沉的作用，達到保護橋臺整體結構的目的[3]。

填筑材料的選擇，能夠很好地解決排水問題，保證橋臺周圍原有的橫橋方向能夠有設置有排水盲溝，使得夯實度不斷增強。對于臺梁接點的設計，采用主梁的伸縮向后移動和向前移動的方式，這種方式能夠實行立交橋梁和主梁的結合點，采取梁板和橫梁整體澆筑的固結方式，防止主梁內力不斷變化，通過橋臺反作用用于主梁，實行臺后土壓力作用的改變。此時臺梁節點內部較為復雜，應從節點的構造角度進行設計方面的考慮。

結語：

通過對受力特點的分析，結合該工程整體性橋臺橋梁的施工實際，將分離立交橋的設計進行實際的細部的改造，最后得出結論如下，橋頭上面的搭板，利用高粘彈性的橡膠改性瀝青作為變形縫的填充材料，縮短了工期，實現了施工的便利，保證接縫施工的質量，使得接縫施工后，行車更加舒適和更加平滑。臺后土體在結構的不利影響下，能夠有效解決橋臺移動發生的變形問題，同時降溫后臺與臺后填土之間出現的縫隙不再增大，發揮了高壓聚乙烯泡沫塑料的優勢，使得臺帽和臺柱能夠在不斷升溫的作用下，不增強承壓，削弱了臺后土壓力對結構的不利影響。經過一年的運營之后，該工程內整體式橋臺橋梁結構沒有出現破損，說明采取的構造設計舉措是合理和有效的，使得行車更加舒適。