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来源:职称驿站所属分类:交通运输论文 发布时间:2012-09-22浏览:88次
摘要:桥台型式的选择与结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床内的埋置深度密切相关。桥台型式的选择还应该考虑到安全耐久、造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境协调和造型美观等因素。
关键词:重力式桥台;轻型桥台;桥台型式的选择
1前言
墩台是桥梁的重要结构,支撑着桥梁上部结构的荷载,并将它传给地基基础。桥台一般设置在桥梁的两端,除了支撑桥跨结构之外,它又是衔接两岸接线路堤的构筑物,挡土护岸,承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附加侧压力。桥梁墩、台不仅本身应具有足够的强度、刚度和稳定性,而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求,以避免在这些荷载作用下有过大的水平位移、转动或者沉降发生。因此,桥梁墩台的设计与结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床内的埋置深度密切相关。本文针对公路中小跨梁桥的一些工程实例,提出了公路中小跨梁桥桥台型式选择的原则及方法。
梁桥桥台可分为重力式桥台和轻型桥台。
(1)重力式桥台
重力式桥台的常用型式是U型桥台,它由台帽、台身和基础等三部分组成。台后的土压力主要靠自重来平衡,故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并用就地浇筑的方法施工。其优点是构造简单,可以用混凝土或片、块石砌筑,适用于填土高度在8~10m以下或跨度稍大的桥梁;缺点是桥台体积和自重较大,也增加了对地基的要求。此外,桥台的两个侧墙之间填土容易积水,结冰后冻胀,使侧墙产生裂缝。所以宜用渗水性较好的土夯填,并做好台后排水措施。
(2)轻型桥台
轻型桥台的体积轻巧、自重较小,一般由钢筋混凝土材料建造,它借助结构物的整体刚度和材料强度承受外力,从而可节省材料,降低对地基强度的要求和扩大应用范围,为在软土地基上修建桥台开辟了经济可行的途径。
常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台等几种类型。
①设有支撑梁的轻型桥台
这种桥台的特点是,台身为直立的薄壁墙,台身两侧有翼墙(用于挡土)。在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁,上部结构与桥台通过锚栓连接,于是便构成四铰框架结构系统,并借助两端台后的土压力来保持稳定。
②钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。钢筋混凝土薄壁桥台是由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙构成。这种桥台不仅可以减少圬工体积40%~50%,同时因自重减轻而减小了对地基的压力,故适用于软弱地基的条件,但其构造和施工比较复杂,并且钢筋用量也较多。
③埋置式桥台
埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中,只露出台帽在外以安置支座及上部结构。这样,桥台所受的土压力大为减小,桥台的体积也就相应地减少。但埋置式桥台的共同缺点是,由于护坡伸入到桥孔,压缩了河道,或者为了不压缩河道,就要适当增加桥长。按台身的结构型式,埋置式桥台可分为:肋形埋置式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。
2工程实例
(1)胶州市西部城区梧州路(兰州西路-香港路)工程,本工程为我单位于2011年设计的项目,拟建的三座桥梁均位于胶州市西部城区梧州路(兰州西路-香港路)上,自南向北分别为南城子村桥、南卧龙村桥和宋戈庄桥。
①新建南城子村桥桥梁中心桩号为K0+292.168,其起讫桩号K0+272.186至K0+312.150,桥梁全长39.964m。桥梁跨径3×13m,桥梁宽度32.0m,采用先张法预应力砼简支空心板梁,斜交角30°。桥梁横断面布置为32.0m:0.25(人行栏杆)+3.75(人行道)+24.0(机动车道)+3.75(人行道)+0.25(人行栏杆)=32.0m。
②新建南卧龙村桥桥梁中心桩号为K2+397.732,其起讫桩号K2+377.771至K2+417.693,桥梁全长39.922m。桥梁跨径3×13m,桥梁宽度32.0m,采用先张法预应力砼简支空心板梁,斜交角25°。桥梁横断面布置为32.0m:0.25(人行栏杆)+3.75(人行道)+24.0(机动车道)+3.75(人行道)+0.25(人行栏杆)=32.0m。
③新建宋戈庄桥桥梁中心桩号为K3+388.736,其起讫桩号K3+380.310至K3+397.162,桥梁全长16.852m。桥梁跨径2×8m,桥梁宽度32.0m,采用先张法预应力砼简支空心板梁,斜交角10°。桥梁横断面布置为32.0m:0.25(人行栏杆)+3.75(人行道)+24.0(机动车道)+3.75(人行道)+0.25(人行栏杆)=32.0m。
其中,南城子村桥现状河道断面及规划河道断面均采用1:1的河道护坡,且现状河道宽度较规划河道宽度有一定的富余,故本次桥台设计采用埋置式桥台。虽然采用埋置式桥台对现状河道有所压缩,但压缩后的河道宽度依旧满足防洪要求,而且经过方案比选,对重力式桥台和埋置式桥台两种不同结构型式进行了方案测算,发现采用埋置式桥台较大程度减少了桥梁的造价,故南城子村桥最终采用了埋置式桥台的结构型式。
南卧龙村桥现状河道断面及规划河道断面均采用1:1的阶梯式河道护坡,有良好的条件做埋置式桥台,且现状河道宽度较规划河道宽度有一定的富余,故本次桥台设计也同样采用了埋置式桥台。
宋戈庄桥现状河道断面为1:1的阶梯式河道护坡,现状河道堤顶宽为15米,但规划河道宽度为16米,且规划河道护坡为垂直护坡,为与规划河道断面保持一致,使水流在桥位处顺畅通过,本次桥台设计采用了重力式桥台,台前采用垂直式的护坡。
(2)青岛市崂山区凉泉桥改建工程,凉泉桥所在的毕凉路位于青岛市崂山区北部北宅街道办事处辖区内,北接贾汉路,南至毕家村,全长1073.77m。在跨白沙河处,原有一座两跨2×30m空腹式石拱桥,长63.5m,宽6.7m,经检测属五类危桥。我院对凉泉桥进行了拆除重建,重建桥梁长66.84m,宽9.00m,总面积602平方米。
由于本次改建仅针对危桥进行拆除重建,现状道路平纵线形基本不变。而现状桥面标高与河底的高差达到了9米多,考虑到9米高的桥台如果做成重力式桥台,不仅桥台体量大,造价高,施工难度大,而且对基础承载力的要求也较高,故本处桥梁采用重力式桥台显然不够经济合理。通过收集桥位处河道的水文地质资料,经过计算复核,并结合现场情况最终采用了肋板式桥台。不仅降低了工程造价,保证了桥梁的受力更合理,又降低了施工的难度。
3结语
(1)桥台型式的选择与结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床内的埋置深度密切相关。
(2)桥台型式的选择还应该考虑到安全耐久、造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境协调和造型美观等因素。
在桥梁的总体设计中,下部结构的选型对整个设计方案有较大的影响。合理的选型将使上、下部结构的造型协调一致,轻巧美观,还能节约工程造价。总之,在桥梁设计过程中,一定要对桥梁的桥台结构选型予以重视,结合实地情况做出合理的桥台型式。
参考文献:
[1]JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范[S].
[2]JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范[S].
[3]邵旭东,桥梁工程.武汉:武汉理工大学出版社,2002
[4]范立础,桥梁工程(上、下册)(桥梁工程专业用)第二版.北京:人民交通出版社,1993
《公路中小跨梁桥桥台型式的选择》
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文章名称: 公路中小跨梁桥桥台型式的选择
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