分析高速公路桥梁墩台设计

王 松

(贵州智恒工程勘察设计咨询有限公司，贵州 贵阳 550001)

1 项目概况

某高速公路二标段全长为50 km，设置不同类型的桥梁共80余座。在此高速公路桥梁墩台设计工作中，设计人员结合该地区的地质条件与水文条件，并根据自身以往的设计经验，合理确定墩台形式，不断降低工程造价。

2 高速公路桥梁墩台设计要点

2.1 桥墩设计要点

该高速公路处于山区地段，受此地区的地形地貌影响，大部分的桥梁属于大中跨径结构，由于此地区石料比较多，地质条件好，故设计人员可以采取柱式桥墩，并在柱式桥墩上部设置盖梁，形成稳定的框架体系。现阶段，柱式桥墩上部设置盖梁形式较为常见，且施工流程简单，尤其是在桥面比较宽的公路桥梁中，应用特别广泛。通过采取柱式桥墩加盖梁的方式，不仅可以减轻高速公路桥墩自身重量，而且能够让桥梁结构形式更加美观。

高速公路桥墩基础形式，要结合桥梁所在地区的地质条件来确定，由于该地区的存在一定覆盖层，且为增强安全性，故设计人员决定采取桩基础。此高速公路桥墩的横向立柱不宜超过3根，为了更好的提升桥墩强度与刚度，在一定的桥墩高度范围之内，可以在柱身中设置连系梁，进一步提高桥梁墩身的整体强度。

经过理论分析后，设计人员决定在墩柱之间设置连系梁，墩系梁设置原则如下：墩高12 m以下仅设置地系梁；12 m～23 m设置一道墩间系梁；24 m以上设置多道墩间系梁；保证系梁最大间距不超过12 m。

由于山区高速地段，地形起伏较大，横坡较陡，为减少墩台开挖，墩地系梁标高应尽量靠近较高侧地面线。

经过计算得知，若盖梁两端的悬臂长度是柱间距的0.42倍，不同盖梁所承受的正负弯矩比较接近，受力更加合理，主筋作用能够充分发挥，此时配筋率是最低的，能够节省大量的作业材料，进而降低高速公路桥梁墩台建设成本。

2.2 桥墩桩基础配筋要点

由于该高速公路桥梁所处地区覆盖层粉质粘土和粘土比较多，基岩多为泥岩及灰岩，梁基底承载力高，但如果采取明挖扩大基础方法，则开挖工程量较大，所以，设计人员决定采取钻孔灌注桩。在配置钻孔灌注桩基础主筋时，设计人员要进行认真计算。钻孔灌注桩基础的主筋可以截断，截断位置通常是弯矩零点下2.0 m位置，桩底的素混凝土高度是截断钢筋后桩长的四分之一。如果桩长小于20.0 m，则可以全部采取通长钢筋。如果桥台采取桩基础形式，配筋可以结合桥墩进行。由于柱式台所承受的弯矩比较大，故采取通长钢筋较多。

2.3 合理选择桥台形式

(1)重力式U台设计要点

结合U型桥台特点得知，为了进一步提升其受力，减小尺寸，节省建设成本。设计人员要结合台高，确定是否设置倾斜坡。如果台高超过6.0 m，在台身前墙位置，可不设置前倾斜坡，如果台高超过6.0 m，在台身前墙位置需要设置倾斜坡。在实际设计工作中，如果地基承载力超过220 KPa，同时下卧持力层厚度比较大，设计人员可以采取片石混凝土扩大基础。若地基承载力小于220 KPa，下卧层厚度超过3.0 m时，可以采取钢筋混凝土趾板基础。

经过大量的分析与计算之后得知，U型桥台配置刚性基础时，桥墩台的前墙底宽是0.46倍的台高，如果采用浆砌块石结构，浆砌块石结构尺寸要放大。设计人员要根据基地承载力，科学确定墩台身前墙底宽度，若承载力过大，则可以减小墩台身前墙底宽度。如果地基承载力比较小，采取常规的扩大基础无法完全满足地基承载力要求，设计人员可采取加大基础襟边尺寸的方式，同时将基础设计为钢筋混凝土形式，不断提升地基承载力。

(2)柱式与肋式台设计要点

在地质条件比较差，无法采取明挖扩大基础多跨桥梁工程中，桩柱式桥台与肋板式桥台应用较多。如果桥梁的台高小于5.5 m，可以采取桩柱式桥台，若桥梁的台高超过5.5 m，则可以采取肋板式桥台。桩柱式桥台台柱之间的距离不宜超过7.0 m。在施工期间，要提前反压钻孔，在后台进行前溜坡处理。一座桥梁不宜采取不同型式桥台与桥墩。

如果采取柱式或者肋板式桥台，设计人员还要合理设置耳墙，一般来讲，耳墙设置在路基外部较多，避免和波形梁护栏立柱产生干扰，耳墙的厚度要结合其长度确定，不宜小于40.0 cm。桥头路基两侧，还要进行加宽处理，路基加宽尺寸和耳墙厚度保持一致。

另外，在布置高速公路桥梁墩台的过程当中，设计人员还要遵守以下原则：

(1)如果为正交，悬臂变化幅度大，可以按径向布置。

(2)如果为斜交，直线桥要平行布置，曲线桥具备平行与等角度两种布置方式。对于跨数比较小，半径较大的桥梁，墩台可以平行布置，针对跨数比较多，半径较小的桥梁工程，则可以采取等角度布置方式来布置。

在实际设计工作之中，设计人员要结合上述原则，根据盖梁形式，优化既有的桥梁墩台设计方案，保证此设计方案得到更好实施。

3 结束语

综上，通过对高速公路桥梁墩台设计要点进行全方位分析，例如明确桥墩设计要点、桥墩桩基础配筋要点、重力式U台设计要点、柱式与肋式台设计要点等等，可以保证高速公路桥梁墩台设计方案更加完整。在此高速公路桥梁墩台设计环节，设计人员采取上述设计方法，有效提升了高速公路桥梁墩台设计方案的合理性，故可以为相关工程项目提供良好借鉴。