橋梁橋墩設計要點探究

許彥召

（日照交通規劃設計院有限公司，山東 日照 276800）

橋梁工程是我國交通基礎設施中的重要組成部分，近年來隨著我國科學技術的進步和經濟能力的提高，橋梁工程的設計建設水平也取得了較快的發展。文章以某橋梁工程為例，說明橋墩設計的要點，該工程采用的是雙箱單室的簡支梁結構，其跨徑為32 m，而橋墩部分則采用了花瓶式的設計，同時在橋墩的外側還設計了凹槽。

1 橋梁橋墩的基本設計原則分析

1.1 橋梁橋墩的荷載設計原則

設計橋梁橋墩時，應根據橋墩實際荷載來進行荷載設計，同時還要結合橋梁的通車類型以及車輛在橋上的設計時速等相關參數來對荷載進行相應的調整。

1.2 橋梁橋墩的剛度控制原則

橋梁橋墩的剛度設計是橋墩設計中的重點環節之一，一旦橋墩剛度的設計值不符合橋梁工程的實際需要時就會產生相應的問題，當設計剛度過高時，會造成工程造價的增加；而當設計剛度沒有達到技術標準時，會嚴重影響橋梁工程的整體安全性。因此，設計人員必須對設計剛度和經濟性這兩方面因素進行平衡，合理設置橋墩結構剛度，從而有效控制橋墩頂部的水平彈性位移。

2 橋梁橋墩設計的基本要點分析

2.1 橋梁橋墩的造型設計要點

隨著我國社會經濟的發展和環境保護意識的提高，在橋梁工程的設計建設中既要保證設計符合各項安全技術標準、具有較好的經濟性和實用性，同時橋墩設計還要能夠與其周邊環境形成協調統一的效果。所以，在設計橋墩的具體造型時要綜合考慮其造型與梁部結構外型是否協調，橋墩施工以及后期維護管理的便利性、橋墩造型的實用性以及造型是否符合當代的審美偏好、造型與周邊自然環境的融合性等因素。

在橋梁造型的設計計算中，應根據設計規范和技術要求來合理選擇橋墩的具體斷面形狀，并根據橋梁結構的整體體積以及面積來控制橋墩的具體尺寸，從而盡量減少對周邊自然生態環境的影響。

2.2 橋梁橋墩的動力分析要點

橋墩設計中的動力分析主要包括三方面的內容，以本橋墩設計為例，其動力分析首先是要對橋墩的花瓶式造型進行仿真模擬分析，同時要詳細分析該橋梁結構的動力性特點，還要結合車輛的行使進一步分析其動力特征，從而確定車輛運行的安全性。此外，還應在設計中充分考慮車輛在行使過程中的舒適性等因素。根據表1中所示各項參數分析可知，本橋墩所采用的花瓶式設計和橋梁結構在動力特性方面均符合各項設計標準和技術規范，同時也具有較好的舒適性和安全性。

表1 墩頂水平線剛度最小限值

2.3 橋梁橋墩的結構設計要點

2.3.1 橋梁橋墩墩頂水平線的設計剛度要點

在橋梁橋墩的設計中，必須保證其結構的受力能力能夠達到相關的技術標準和設計規范，因此，設計人員應嚴格控制橋墩頂部結構水平相的縱向剛度和橫向剛度，只有橋墩的結構剛度與橋梁工程的實際需要以及相關的技術標準相一致時，才能保證橋梁整體結構的穩定性和安全性，同時還可以減少橋梁出現橫向振動現象。此外，橋墩頂部水平先的剛度設計也關系到后期維護管理工作的便利性以及維修養護的難度，因此，設計人員必須嚴格按照相關的技術規范和設計標準來進行參數的設置，為維護檢修工作創造良好的條件。

2.3.2 橋梁橋墩水平力的縱向分配設計要點

在橋墩的設計中，縱向水平力的分配是設計中的難點之一，要根據橋墩類型的不同來確定其實際的縱向水平力的分配。例如，在固定式橋墩中，橋墩頂部的縱向水平力也就是其縱向力的總和，而在非固定式的橋墩中，其墩頂的縱向水平力主要是支座摩阻力。如果橋墩采用的是聯間敦式設計，其縱向水平力則主要是橋墩頂部兩排縱向支座的摩阻力間的差值。在設計中要根據實際情況來進行合理的分配設計。

2.3.3 橋梁橋墩相關構件的設計要點

在橋墩的設計中，設計人員應遵守以下設計原則，來進行墩身截面的設計，即墩身高度結合抗震等要求設置橫系梁，滿足橋梁整體安全，合理控制施工的技術難度，并為后期的養護維修創造便利條件。同時橋墩部件的設計還應根據工程的實際情況來合理選擇圓端形或者矩形的截面形狀。一般來說，墩頂與梁底的設計間距應為60 cm。

在橋墩的結構設計中為了便于后期對橋梁的支座以及梁部進行維護檢修可以適當增加相關附屬性構件的設計。例如，可以在墩頂增加凹槽或者吊籃構件的設計。一般在吊籃的設計中可以采用角鋼支架等材料，以便于對其進行更換以及拆卸；同時可以采用鋼板作為吊籃人行板的制作材料。以本橋墩設計中所采用的凹槽設計為例，其在活動支座處增加了爬梯的設計以連接梁端部底板，從而為后期的養護檢修工作創造了便利條件。

2.4 橋梁橋墩的耐久性設計要點

橋墩的設計必須高度重視其耐久性設計，以延長橋梁工程的使用壽命。在橋墩的耐久性設計中，合理配置鋼筋數量是提高橋墩使用壽命的重要手段，設計人員要根據橋梁工程的整體設計壽命來科學地配置橋墩結構中鋼筋的規格和用量，以保證橋墩的使用壽命與橋梁的整體結構相匹配。

由于現代的橋墩在設計施工中大多采用的是鋼筋混凝土材料，因此，其材料的性能以及質量、混凝土澆筑施工的質量、結構設計的合理性以及后期維護管理的質量都對橋墩的耐久性產生重要的影響。所以，設計人員在設計橋墩時，要保證鋼筋混凝土材料的各項技術參數均符合技術標準和設計規范，同時應結合工程實際情況，采取相應的控制措施保證橋墩結構的施工質量。在設計中應根據技術要求合理選擇混凝土的骨料和級配，避免在后續的施工過程中發生骨料質量問題。此外，在處理預埋件時，應加強防腐設計，保證其結構的安全性和穩固性。

3 結語

隨著我國交通基礎設施建設規模和數量的不斷增長，在橋梁工程的設計建造方面取得了明顯進步，而橋墩作為橋梁重要的支撐結構，其設計的水平和質量將直接關系到橋梁工程投入使用后各項功能能否正常發揮，同時對于橋梁工程整體的穩定性和安全性也有十分重要的作用和意義。但由于我國目前在橋墩的設計規范以及技術標準方面還存在一定的不足之處，因此，在客觀上增加了橋墩設計的困難。故，設計人員在橋墩設計中應不斷總結設計經驗，積極借鑒國內外的成功案例，既要嚴格遵守相關的設計規范，落實各項技術標準，確保橋墩的設計質量和水平能夠滿足橋梁工程的實際需要，同時也要對工程造價進行合理的控制，從而全面提高我國橋梁設計的整體水平。