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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5067
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-25 01:53:42
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

公路桥梁 装配式桥台设计与分析研究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 吴茂余
资料简介

摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进 公路桥梁 建设项目的增多。桥台作为 公路桥梁 的重要结构之一,不仅要承受桥面上传递来的竖向荷载,还要承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加侧压力。桥台受力复杂,影响因素众多,既要作为受力结构,又要充当挡土结构,防止路堤填土的滑坡和坍落,是确保全线交通运输的安全保证。另外,近期桥台病害频出,如桥台开裂、桥头沉降、桥台前倾等也越来越多,因此在桥台设计时,根据不同的地质情况和受力条件,选择合理类型的桥台显得尤为重要。本文就 公路桥梁 装配式桥台设计与分析展开探讨。

公路桥梁 装配式桥台设计与分析研究

吴茂余

中设设计集团股份有限公司 江苏 连云港 222000

摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进公路桥梁建设项目的增多。桥台作为公路桥梁的重要结构之一,不仅要承受桥面上传递来的竖向荷载,还要承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加侧压力。桥台受力复杂,影响因素众多,既要作为受力结构,又要充当挡土结构,防止路堤填土的滑坡和坍落,是确保全线交通运输的安全保证。另外,近期桥台病害频出,如桥台开裂、桥头沉降、桥台前倾等也越来越多,因此在桥台设计时,根据不同的地质情况和受力条件,选择合理类型的桥台显得尤为重要。本文就公路桥梁装配式桥台设计与分析展开探讨。

关键词:公路桥梁;装配式桥台;理论分析;连接构件

引言

桥台设置在桥的两端,除了支承桥跨结构,它又是衔接两岸接线路堤的构筑物,既要能挡土护岸,又要能承受台背填土和填土上部车辆荷载产生的附加侧压力。作为公路桥梁下部结构的重要组成部分,合理地选择桥台结构类型,既能使上、下部结构协调一致,又能为整座公路桥梁提供足够的强度和稳定性。

1常用桥台类型

1.1薄壁式桥台

薄壁式桥台主要是利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积,从而使桥台变得轻型化,可减少圬工体积40%~50%,同时因为自重的减轻而降低了对地基承载力的要求。常规的薄壁式桥台受力合理,工程量少,对地基承载力要求不高,跨越能力较大,不受放坡限制,可充分利用桥下净空减小跨径,而且桥型美观。由于以上优点,薄壁式桥台在市政公路桥梁设计中得到了广泛的应用。但其适用桥台高度不高,一般适用于台高不大于6m的桥台,多用于中小桥桥台设计中。

1.2埋置式桥台

埋置式桥台就是台身埋在台前的溜坡内,台身设置为两片或者多篇面壁墙肋,因为台前后土压一般来自平衡,所以桥身更加轻便,此外也不需要另外设置墙体结构。台帽两端的耳墙和路堤做好衔接工作就能够满足设计的实际需要。。这种桥台形式一般应用在高速公路桥梁跨线桥当中。齐鲁网能够降低桥两侧路堤的高度,在跨线主孔外还要设置一孔或多孔的引桥,该结构无其他功能,同时其在设计和建设中应与路堤相连,伸入到桥孔的内部。

1.3扶壁式桥台

扶壁式桥台结合传统的轻型薄壁台及肋板台的特点。胸墙相当于薄壁台的台身,除了承受上部结构荷载及台后土压力外,还能通过对台后填土的阻挡来实现不侵占通行孔径,节约空间和造价。而扶壁的设置可以增加胸墙的抗弯刚度,减小结构的弯曲变形,避免结构出现裂缝,使得扶壁台适用高度较传统轻型薄壁台有很大的提高。双排桩基础(群桩)则大大提高了桥台结构的抗倾覆及抗推刚度,增加了结构的稳定性。扶壁式桥台一般适用于桥台高度为7~12m的公路桥梁。由于扶壁式桥台不侵占通行孔径,故多用于市政公路桥梁中。

1.4轻型桥台

轻型桥台在单跨或少跨的小跨径公路桥梁当中应用比较广泛,两桥之间接近基础上的位置应设置支撑梁与桥台设置锚固栓钉,桥台和支撑梁的阿航不结构应设置为四铰框架。

1.5重力式U台

重力式U台适用于桥台高度在8m以下,台前自然坡度较陡(锥坡放太远),且石料较丰富的地域,宜作天然基础。当地面纵、横坡很陡时,前墙或侧墙基础均可作台阶式基础。近几年修建的U台有不少出现裂缝,原因具体表现在以下2个方面。(1)施工时台内填土过份碾压,对墙体产生了很大的挤压应力,一但释放出来,会使墙体发生破坏(裂缝)。因此,施工台内填土时应同加筋土桥台一样,近墙体1m内,不能用重型压路机碾压,而应采用用轻型夯拍打,且这1m内填土和夯拍都要迟后中间一层土。(2)U台墙的材料一般采用浆砌片石或片石混凝土,但纯混凝土易产生裂缝,因此,要采用准12mm或准10mm钢筋设防温度裂缝钢筋,并制作成15cm×15cm的方格网。

2装配式桥台技术优势

施工方便,工期缩短。所有的构件都可以施行工厂化预制,将预制完的成品构件在施工现场统一组装成品。这样就可以省去了模板、钢筋绑扎等施工环节,缩短了施工工期,减小或取消设置拌合站、存料区等一些施工所需要的辅助场地,减少所需要的施工场地,改善因施工而带来的道路拥挤的问题。(2)提高施工安全性,减少了施工现场的工作量,减少了施工人员在立体空间上的交叉作业,减少了施工中带来的安全风险,使得施工过程中施工人员自身的安全得到了一定的保证。(3)有利于特殊地域项目建设,如要求在一年中的特定季节才能施工等等,这些限制条件大大地减少了建设的有效施工天数。即使在较少的可用工作日和其他现场限制条件下,通过采用预制构件的形式能按期完成工程建设。(4)不受温度控制。由于温度的限制,使得一些公路桥梁的建设在严寒的季节一般都会有所限制。而预制构件则不会受到严寒天气的影响。除加快公路桥梁施工外,预制构件能够提高公路桥梁单元和系统的质量性能,在受控制环境中采用高品质的材料和标准的生产过程。高质量增加了结构的耐久性,也能减小公路桥梁造价和周期成本。(5)施工质量容易得到控制。因为预制是属于工厂化施工,所有的工艺均是在一定制式下完成的,这样就有利于施工质量的控制,避免了由于施工放样、模版变形等引起的误差。(6)大直径实心管柱基础,将群桩改为单排桩,取消水中大型承台。实心结构,不设置承台,实心桩发挥桩端抗力,增大了桩承载能力,施工质量高,为公路桥梁安全度提供了可靠的保证,取消原承台钢板桩围堰,承台施工费用大幅降低。装配式桥台施工过程主要分为四个工序:(1)采用灰土对底层路基进行填筑,填筑高度为桥台高度(H-5)m,填筑后灰土压实度要求不小于96%,填筑完成以后,需静置3个月;(2)待路基静置3个月以后,且路基沉降量满足路基规范要求后,进行除台背回填范围以外的路基填筑,并施工桥台桩基(桥台桩基施工根据地质条件可采用打入法、中掘法及植入法);(3)进行预制盖梁、预制耳墙及预制耳墙拼装施工;(4)进行台背回填及锥坡施工,要求台背回填土压实度不小于96%。

3桥台设计注意要点

在桥台的设计中,设计方案也可根据实际的情况进行适当的调整,桥台形状对公路桥梁的整体效果会产生非常显著的影响。最为常见的形式是台前垂直式,梁下的空间不是很大,形式比较单一。台前面是倾斜式的设计可以在公路桥梁的长度方向上进行适当的延伸,梁下的空间也明显增大,因此公路桥梁的外观也得到了显著的改善。此外,梁、桥台和地基三个要素对于公路桥梁造型也有着非常显著的影响。栏杆端头若不具备较高的连续性就会使连接方面的流畅度受到较大的影响,结合处会悬出桥面,暴露桥台和支座,使得整个结构看上去非常繁琐。在相同条件下,栏杆向桥台末端进行延伸,桥面下缘线在台侧面也有延伸的作用,改良后,结构的连续性和顺畅性明显增强,此外还清除了一些结合处所不需要的空间占用,这种设计形式比较适合应用于橡胶伸缩缝、支座等结构的设计中,同时也不需要设置混凝土桥。

结语

综上所述,由于桥台具有良好的耐久性等优势,因此在公路桥梁工程建设中得到了广泛的应用。在公路桥梁设计过程中,需要结合结构与土体的相互作用,以及台后填土与抗力作用等受力特点,针对性地选择设计方式。并且,在设计过程中还需要全面、综合地考虑上部结构与下部结构结合产生的相互作用。

参考文献

[1]何栋.整浇装配式桥台设计方案及有限元分析[D].武汉理工大学,2017.

[2]于天来,李伯岩.整体式桥台公路桥梁细部构造设计[J].中外公路桥梁,2018.