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桥梁下部结构设计

桥梁下部结构设计

进行合理的桥梁下部结构设计,可以使桥梁的上下结构协调一致,从而共同保证桥梁的整体质量。如果设计的不好,将会使桥梁的上部和下部无法进行有效的协调,从而就增加了桥梁的不稳定因素。为桥梁的安全和质量事故埋下了很多的隐患。在进行桥梁的下部结构设计时,一定要考虑到各种影响因素,保证桥梁的下部结构设计符合质量要求。

一、桥梁下部结构型式选用

1、对于钢筋混凝土的选用,如果薄壁墩台的填土很低时,并且

河床又很窄时,为了节省成本,使桥梁的长度减少,不使台前锥坡压缩河床,可以选择在离河比较近的地方的桩基薄壁墩台,在墩台的下方设置支撑,使得桥梁形成框架结构的支撑体系,同时还利用两端台后的土压力来使桥梁保持稳定。

2、选择柔性的排架式的墩台。

3、选择埋置式的桥台,这种桥台设置在河岸上,同时将台身埋

进锥形坡里。可以分为单排和双排桩柱式。

4、选择柱式的桥墩,这种桥墩的使用比较广泛,同时施工时十

分方便简单。这种桥墩还包括以下几种形式,首先是带盖梁的桩柱式桥墩,这种桥墩大多在简支桥梁中使用,另外一种是不带盖梁是单排

桥墩,这种桥墩大多在连续现浇箱梁中使用。

5、在进行桥墩台的选择时应该注意以下几点,首先是要尽量的减少超静定个数,这样可以减少软基位移对于结构的影响,增加桩距,使桩的数量减少,这样还可以使工程的成本降低。其次是在桩底接近基岩时,承载力接近设计的要求时,就不需要再深入基岩获得保险,如果承载力不够,可以加大桩径。

二、下部结构内力计算

为方便施工,减少软土地基位移对超静定结构的影响,整个工程的计算工作主要集中于下部结构,故下部结构内力计算方法的选用是否正确,考虑因素是否全面,直接关系到工程的安危,为此做以下几点分析。

1、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。太长高速公路大部分桥墩盖梁均采用了第2种计算方法,事实证明第2种计算办法更简便适用。

2、桥墩内力计算

墩桩顶的最大竖向力计算同上;墩桩顶水平力计算,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、地震产生的水平力在全联墩台进行分配;最后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯矩及对应桩顶竖向力进行桩基各截面内力计算。

3、桥台内力计算

除了桥墩内力计算项目外,桥台竖向荷载还要:增加土压力、负摩阻力、搭板自重等项;水平荷载要增加七压力,其影响复杂,需注意以下几点。

(1)钢筋混凝土薄壁台土压力计算

软土地基上带基桩的薄壁台土压力计算要按深层考虑。

(2)埋置式桥台土压力计算

土压力一般是以填土前原地面(冲刷线)起算的,对较差土质需根据实际土质验算,确定是否考虑地面以下台后深层土对桩水平压力的影响。台后一定要选用透水、强度高、稳定性好的材料,否则,渗水后擦角及黏结力下降,自重增加,台实际受土压力远大于设计值,使桥台失稳。为减少台后土压力,防止桥台失稳,可采用以下4种处置办法:

a)增加桥长,降低桥台标高,减少台后填土高度从而减小土压力。

b)用压力分散法(如竹筏、土工布、整板基础等)加大底面,分散受力,使基底压应力小于软基允许承压力,可避免深层处理,既可保证质量,又可缩短工期,节省造价。

c)减轻台背荷载法,即台后用轻质材料或中间设空箱减少台后路基重量。

d)平衡压重填土法,先在台前填土压重,然后再进行台背填土。

(3)地震土压力计算

地震土压力随着桥梁等级的提高而加大,计算时不考虑活载作用。太长高速公路大部分路段地震烈度为Ⅶ,地震组合力对桥台影响不如对桥墩的影响大。

(4)搭板对土压力影响

设置搭板的桥台应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利

的影响。

(5)桥头路基沉降、滑动验算

a)路基沉降过大会导致桥头跳车,台背和梁端过早损坏;加大竖向土压力及负摩阻力,桥台盖梁开裂及桩基不均匀下沉;路面开裂及路基渗水,促使路低、强度高、透水性妤的材料。

b)挤(压)密法。用如砂桩(粉喷桩、木桩、振冲碎石桃等)使土密实脱水,减少土体中的孔隙,从而减少的压缩性,增加复合地基的抗剪和竖向承载力。

c)超载预压法。用预加法使土压密脱水,增加软基的抗剪及竖向强度,使桥台软基位移提前发生,从而减少桥台的位移量。在工期不急的情况下采用该方法,效果较好,而且造价较低。

d)塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较为常用的方法。

以上各种方法要根据当地实际情况加以应用,使地基承载能力满足设计要求。受造价约束。一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥砼

块、沥青过渡层等,都是解决路基沉降,防止桥头跳车的有效办法。

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