浅析桥梁下部结构设计选型
摘要：桥梁下部结构对桥梁工程的影响是大家有目共睹的，需要根据地质勘探资料并兼顾项目所在区域的远、近期具体规划，确定下部结构位置及形式，尽量使设计达到经济合理、安全、实用美观。本文将对此进行阐述。
关键词：桥梁；下部结构；结构选型
Abstract: the structure of the bridge bridge engineering is the influence of everyone, need according to the geological prospecting material and take into account the project areas far and recent specific plan, to determine the structure position and form, try to make a design to achieve economic and reasonable, safe, practical and beautiful. This paper expounds the.
Keywords: bridge; The lower structure; Structure selection
1桥台结构型式选用
1.1埋置式桥台
埋置式桥台常用形式为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。是将台身埋在锥形护坡中，这样桥台所受的土压力大为减小，桥台的体积也就得到相应减小。但是由于台前护坡是用片石(或混凝土)作表面防护的一种永久性设施，存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能，所以，设计时必须进行强度和稳定性验算。埋置式桥台可用于路基填土高度在5 m以上的桥台，并与跨径为16 m和20 m的梁(板)式上部结构配合应用。
1.2钢筋混凝土薄壁桥台
薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式、及箱式等。这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。挡土墙由前墙和间距为2.5—3.5 m的扶壁组成。台顶由竖直小墙和支于扶壁上的水平板构成，用于支承桥跨结构。相对于重力式桥台而言，可减少污工体积40％一50％，同时因自重减轻而减少了对地基的压应力，适用于软土地基，但其构造和施工均较复杂。且用钢量较多。
1.3轻型桥台
轻型桥台的特点是台身体积较小，台身为直立的薄壁墙，台身两侧设有翼墙
(用于挡土)，可以将侧墙做成斜坡。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，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。这种桥台适用于小跨径桥梁，桥跨孔数与轻型桥墩配合使用时不宜超过三孔，且桥梁全长不宜大于20 m，单孔跨径不宜大于13 m。
2桥墩结构型式选用
2.1重力式桥墩
重力式桥墩利用自身恒载(包括桥垮结构恒载)来平衡外力(偏心力矩)和保证桥墩的稳定(抗倾覆稳定和抗滑稳定)。实体墩身对地基的承载力要求较高，墩身实体可以不采用钢筋，而用天然石材、片石混凝土砌筑。由于重力式桥墩污工体积较大，阻水面积增大，抗冲击力较差，因而不宜用在流速大并挟有大量泥沙的河流。
2.2钢筋混凝土薄壁墩
钢筋混凝土薄壁墩可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。前者墩身重量较轻，可节约污工材料，适用于地质条件较差时的简支梁桥上；后者适用于墩梁固结的连续钢构桥上，多用于互通式立交的跨线桥上。
2.3柱式桥墩
不带盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩(一般适用于连续现浇箱梁)。带盖梁单排桩柱式桥墩，用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽，当采用桩基础时，应在桩顶设置承台，使各桩共同受力，并通过它使柱与桩相连，一般适用于上部结构为简支梁桥或先简支后连续的连续梁桥。
2.4选用时应该注意的事项
为了减少软基位移对结构的影响，尽可能减少超静定个数，适当加大桩间距，减少桩的根数。
软土地基由于强度低、易变形，桩基的最大弯矩点和弯矩零点可能因受到各种不可预见因素的影响而变化。桩基设计除了在承载力上留有余地外，桩基受弯剪的范围也应考虑留有更大的余地，一般在软土层内不应减少桩基的配筋量，更不能在该区段设置素混凝土桩。
软土地基的桥梁，由于软土的变形对构造物的危害极大且难以预料，尤其是蠕动变形对结构的危害是致命的，直接影响到结构的耐久性。对可能对构造物产生不利影响的区域，应根据软土的物理力学指标、软土厚度，进行相应的软基处理，以避免软土的水平向变形对桩基产生附加水平力，并消除蠕动隐患。
处于软土地质条件下的跨河桥梁，桥台应尽量远离陡边坡河岸，这样可以消
除台前凌空面，减少了由于靠河岸一侧凌空面与台后的土压力差对桩基产生的不利影响。相对靠近陡边坡河岸设置短桥而言，长桥有较大的台前土体压力，对台后填土起到了反压护道的作用。避免了土体变形对桩基产生附加力，减少了蠕动变形发生的可能性，在结构可靠度方面有明显优势，同时削弱了桥头跳车现象。
在桥台结构的选择上，宜采用抗水平荷载能力强的桥台形式。柱式桥台水平抗推刚度较小，在水平力作用下变形较大，在深软土地质条件下不宜采用。即使桥台附近的软土进行了改善土体特性的软基处理，由于软基处理可靠度以及时效等方面的原因，也难以保证桩基不承受土体附加力，柱式桥台的使用仍应慎重。群桩基础肋板式桥台水平抗推刚度较大，抵抗水平荷载的能力较强，在软土地质上被广泛应用，效果较好。
3桥梁设计计算依据
3.1桥墩内力计算
桥墩桩顶的最大竖向力计算相对较为简单。水平力计算可运用柔性墩理论中的集成刚度法，将桥面汽车制动力及梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震等弓起的水平力在全联墩台中进行分配，而后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯矩以及相应的桩顶竖向力进行桩基各截面内力的计算。
3.2墩台盖梁内力计算
墩台盖梁内力计算可先画出各截面内力影响线，再对影响线用杠杆法及偏心法进行最不利横向布载，求出各截面内力最大、最小值，然后根据内力包络图进行结构配筋。也可采用如下简化计算：对多支座的板、T梁、箱梁桥的盖梁计算，按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算，不考虑活载及二期恒载的横向分布作用。两种计算方法均可保证结构的稳定性。
3.3桩基配筋
对于桩基各截面的配筋，从理论上来说应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。通常是根据最大负弯矩处进行配筋，从桩顶一直伸到最大负弯矩一半处以下一定锚固长度位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零以下一定锚固长度位置，再以下为素混凝土，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。在桩基变形较大的情况下，计算应同时考虑桩土特性及受力条件，以整体体系来分析桩的受力模式。当桩基水平变形量超出“m”法的范围时，地基土抗力系数m值宜采用实测值。
3.4盖梁配筋方法
盖梁的抗弯配筋主要是由裂缝宽度所控制的，剪力设计中则对混凝土与箍筋承担剪力比例作了明确规定，这样梁体往往需要漫置大量斜剪力钢筋，给梁内布筋带来困难，配筋时经常通过多设箍筋，让混凝土与箍筋承担更多比例的剪力，使配筋自由度更大。盖梁配筋中要注意“强剪弱弯”，因为大部分梁体的破坏是由
剪力不足所造成的，对抗弯钢筋，满足要求即可。实际设计中，对抗剪钢筋一般留有富余， 以确保安全。
4计算时需要注意的相关问题
4.1内力计算时应该注意的问题
软土地基上带基桩的钢筋混凝土薄壁桥台土压力计算按深层考虑。软基路段桥台应尽量设置为与路线正交的形式，减小台身长度，在适当得位置设置伸缩缝，以缩短受拉区长度，减小台身砼的收缩变形量，抑制台身的竖向斜向裂缝的发生。
4.2埋置式桥台土压力一般是以原地面或一般冲刷线起计算的，对较差土质，需要进行验算，确定是否考虑地面以下后深层土对桩水平力的影响。
4.3桥头路基沉降．滑动验算。首先，路基沉降过大、桥头跳车、台背和梁端过早损坏，加大竖向土压力及负摩阻造成桥台盖梁开裂及桩基不均匀下沉、路面开裂及路基渗水，导致路基失稳。其次，由于路基滑动使桥台所承受的水平压力已远大于计算值，对于桥头高路基和处于改河、填沟段或路基外不远处有沟、河的，更要注意深层滑动的验算。
5结束语
在桥梁总体设计中，下部结构的形式选择对整个设计方案的确定有着较大影响。确定桥梁下部结构应遵循安全耐久、满足使用的要求，同时造价较低，维修养护方便，与周围景观相协调等原则。此外，，桥梁下部结构的设计与结构受力、水文、地质构造等因素影响，同时应考虑地震、温度影响力等作用。需要结合具体情况，具体问题具体分析。不仅要提高桥梁质量，也要提高经济效益。
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