浅谈桥梁墩台的结构选型

浅谈桥梁墩台的结构选型

[摘要]在桥梁设计中，可供选择的桥梁墩台形式有多种，墩台形式的选择将影响到工程造价、工程质量及后期养护使用,下面我将结合近几年一些施工设计项目有关资料，对桥梁墩、台的形式选择及注意事项进行初步探讨。

【关键词】桥墩；桥台；结构选型

一、桥墩选型

根据目前的设计实践情况，可供选择的桥墩形式，按照构造主要有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、框架桥墩等，下面将从桥墩形式、结构特点、适用情况等方面进行概括性探讨。

1.实体桥墩。实体重力式桥墩：实体重力式桥墩是一种主要靠自身重力平衡外力的实体圬工墩，桥墩的强度与稳定完全依靠桥墩的自身重力来满足。此种桥墩自身刚度大，抗撞能力强，但同时存在受水流冲击阻力较大的缺陷，对地基的要求也较高，因此这种桥墩形式比较适合修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。

实体轻型桥墩：实体轻型桥墩可选用的材料有混凝土、浆砌石块、钢筋混凝土等，这种结构有效减少了圬工体积，减少了工程量，但它的抗冲击能力比较差，受到船只、浮冰或其他漂浮物撞击时，处于十分不利的状态，容易发生结构性、整体性破坏，一般用于中小跨径桥梁上，实体轻型桥墩多采用圆端，以减小水流冲击力度。

2.柱式桥墩。柱式桥墩是目前公路桥梁中采用最多的桥墩形式。它具有线条简洁、明快、美观、等特点，既节省了材料又方便施工，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。柱式桥墩一般有独柱、双柱、多柱等形式，它可以灵活的适应各种桥宽以及地物地貌。

3.空心桥墩。部分镂空实体桥墩是一种相对合理的结构形式，他的外形与普通实体桥墩相仿，有较大的圬工体积，少量的钢筋等。由于镂空结构的存在，使混凝土等圬工工程量大大减少，结构趋于合理，提高了经济效益。薄壁空心桥墩基本结构形式与部分镂空实体桥墩相同，但所采用的材料多为强度较高的钢筋混凝土，以达到“薄壁”效果。

4.框架式桥墩。框架式桥墩用平面框架（必要时可做成双层或多层的框架）代替墩身，支撑上部结构，一般采用钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。框架式桥墩也可以做成V型、Y型、X型等，这些形式给桥梁建筑增添了新的艺术美感，一改桥墩的笨拙形象；同时这些形式提高了桥梁的跨越能力，缩短了主梁

跨径，降低主梁高度，是大跨度桥梁常用的桥墩结构形式。

5.桩式桥墩。桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身，在桩顶浇筑盖梁。在墩位上的横向可以是一根或多根桩，设置一排桩时叫排桩墩。这种墩型有很多优点，如节约材料、施工简便、外形简洁，特别适合在平原地区建桥时使用；但是它存在跨度上的局限性（一般小于13m），由于墩身较柔，抗撞能力差，不宜在有漂流物和流速过大的河流中采用。

二、桥台选型

桥台位于桥梁两端，是使道路与桥梁连结为整体的结构物，起桥梁支座与河岸护坡的作用，常采用的形式主要有：重力式、轻型、框架式、组合式、承拉式等。

1.重力式桥台。重力式桥台主要靠自重来平衡台后的土压力，桥台台身建筑材料多为石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料。依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件不同，重力式桥台常采用的类型有U型桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台等，在铁路上还有T型桥台、十字形桥台等其他形式。

在U型桥台中台身的作用是抵抗桥跨结构与台后土体的作用力，其翼墙在一定条件下可与前墙共同承担土压力，并形成护坡。八字型和一字型桥台的台身两侧为独立的翼墙，一般要在台身与翼墙之间设置变形逢。这两种形式的桥台要求有稳定的岩土地基，相对较低的桥台，低压缩性河床，中小跨桥多用于跨越人工河道，也可用于立交桥。翼墙外露时还可以起到引导河流的作用。埋置式桥台的台身埋置无翼墙，台帽两端的耳墙直接与路堤相连。它适用于填土高度在10m 以下，桥头为浅滩且冲刷较小的中等跨径的多跨桥。如果地质条件允许，可挖空台身，以减轻自重，节省材料。

2.轻型桥台。钢筋混凝土结构充分发挥了钢筋与混凝土各自的长处，其结构在抵抗弯矩方面有很大优势，其特点是结构自重轻，施工方便。轻型桥台又分为薄壁轻型桥台与支撑梁轻型桥台。薄壁轻型桥台常常采用悬臂式、扶壁式、撑墙式、箱式等。悬臂式桥台钢筋与混凝土的用量相对其他形式一般要高，撑墙式与箱型桥台模板用量相对较高。支撑梁轻型桥台在条件允许的情况下，对于单跨或小跨径的桥，可在轻型桥台之间或台墩之间设置支撑梁，构成支撑梁型轻型桥台，增大轻型桥台的承载能力。

3.组合桥台。为充分发挥不同部分的作用，将桥跨作用力与台后土体的作用力分由不同的构件承担，从这种思路出发形成了组合桥台。其优点是受力明确，节省材料。缺点是构造复杂，施工不方便。

4.承拉桥台。在桥台中，根据受力的需要，要求桥台有抵抗压力和拉力的能力，在设计中必须满足受力要求，此种桥台主要在斜弯桥中使用，用来承受由于荷载的偏心作用而使支座受到的拉力。

三、注意事项

桥梁墩台所处环境多样而且多变，受力情况不易定性定量的分析，应尽量保证其强度、刚度和稳定性有足够的富余度，而且有足够的适应变形或抵抗变形的能力，以避免墩台由于过大的水平位移、竖向沉降及转角而导致破坏。当地基为软土地基时，对桥墩、桥台形式的选取应引起特别注意。所选的桥墩结构形式，必须具备足够的抗水平荷载能力。柱式桥墩在深软土地质条件下不宜采用，因为它水平抗推刚度较小，在水平力作用下会因变形较大而失去承载能力。桥台的选取应尽量离陡边坡的河岸远些，这样可以避免出现台前凌空面。而且长桥台相对于短桥台而言，台前土体压力大些，对台后填土护道起有利作用，也有利于缓解桥头跳车的程度。在这种情况下，长桥台经济效益较好，结构安全性高，行车舒适性优。

四、结束语

在桥梁总体设计中，应坚持安全性、适用性、耐久性三大原则不动摇，同时兼顾经济、美观要求。桥梁的下部结构，桥墩、桥台等的形式选取与整桥设计相统一，也要满足安全、适用、耐久、经济、美观等要求。另外，桥梁墩台结构形式的选取与现场的使用环境息息相关，同时，桥梁墩台还会经常性的受到各种动力荷载的作用，这对保证桥梁结构安全耐久提出更高的要求。所有这些都要求设计者具备深厚的理论功底与丰富的实践经验，同时又要有相当的洞察力与创新精神，保证桥墩、桥台的设计质量及使用效果，使其选择与布设能够更加经济合理。

参考文献

[1]钟汉华,余丹丹.道路与桥梁工程施工技术[M].中国水利水电出版社,2011,01

[2]北京市政建设集团有限责任公司.桥梁工程施工工艺规程[M].中国建筑工业出版社,2009.12

[3]张彬.桥梁工程施工速学手册(第2版)[M].中国电力出版社,2010.09