浅析薄壁桥台的设计与施工要点

２０１　５年９月　内蒙古科技与经济　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　２０１５　Ｎｏ．１７　Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．３３９　第１７期总第３３９期　浅析薄壁桥台的设计与施工要点　张小亭，李海川　（内蒙古交通设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特０１００１０）　摘　要：简要分析了薄壁桥台的结构特点，介绍了设计计算过程，对薄壁桥台的常见病害及施工过　程中应注意的问题进行了分析和探讨。　关键词：薄壁桥台；构造特点；设计计算；常见病害；施工要点　中图分类号：Ｕ４４　文献标识码：Ａ　文章编号：１ｏ０７—６９２１（２０１５）１７　Ｏ１Ｏ１　Ｏ２　算地震主动土压力及桥台水平地震力。　２．２　竖向恒载计算　每一条公路的修建，特别是高等级公路，小型构　造物均较多，分布面较广。在小跨径桥梁中，不受放　坡限制、充分利用桥下空间的薄壁桥台具有其较大　的优势，是公路小桥、通道较常用的桥台形式。薄壁　桥台不需台前溜坡，节约孔径，圬工体积较小，受力　竖向恒载计算主要包括上部构造恒载反力、桥　台自重、承台上土重和桥头搭板反力计算，并计算恒　载对各截面所产生的弯矩。桥头搭板反力可按跨径　为搭板长度的０．７倍的简支梁计算。　２．３　水平土压力计算　合理，可以满足各种地基承载力要求，且结构轻巧美　观，工程造价较低，易于施工。　１薄壁桥台的构造特点　薄壁桥台适用于小跨径桥梁，桥孔一般不宜多　于３孔，根据地基承载力可采用扩大基础或桩基础。　采用扩大基础的轻型桥台Ｏ－孔跨径一般≤１３ｍ，多　水平土压力计算包括台后填土自重引起的土压　力和汽车荷载引起的土压力计算。台后填土自重引　起的土压力采用主动土压力；汽车荷载引起的土压　力将车辆荷载布置在台后填土的破坏棱体长度上，　孑Ｌ跨径总－Ｋ一般≤２０ｍ；采用桩基础的薄壁桥台单　孔跨径一般≤１６ｍ，多孔跨径总长一般≤３０ｍ。　薄壁桥台上端的台帽与梁板用固定锚栓铰接，　下端采用钻孔灌注桩基础，设计原则上是将上部构　造作为对桥台的支撑，与桩基础共同抵抗台后土压　力，桥台视为一次超静定。为控制桥台承台变位，在　换算成等代均布土层厚度按主动土压力计算。　２．４　汽车荷载计算　汽车荷载计算包括汽车荷载反力、冲击力、制动　力或支座摩阻力计算，支座传递的制动力不应大于　其摩阻力。　２．５　地震水平力计算　承台之间增设了支撑梁，以增加桥台抵抗水平力的　能力。为保证薄壁桥台的稳定，除桥台牢固地埋入　地震水平力计算包括Ｅ１地震作用下地震主动　土压力和桥台的水平地震力计算。地震主动土压力　根据《公路桥梁抗震设计细则》（ＪＴＧ／Ｔ　Ｂ０２—０１—　土中外，还必须保证铰接处有可靠的支撑作用，故锚　固上部板梁的铰接锚栓直径不应＜２０ｍｍ，且上部　构造与台背之间的缝隙需用小石子混凝土填实。　２００８）第５．５．２条进行计算；桥台的水平地震力计算　由于受台身变形和抗裂限制，薄壁桥台的高度　一根据《公路桥梁抗震设计细则》第６．９．１条进行计　算；设有固定支座的梁桥桥台，还应计入由上部结构　所产生的水平地震力。　２．６　作用效应组合　般≤６ｍ，台身厚度≥０．６ｍ。在设计中当桥台较　高的情况下，薄壁桥台应根据填土高度加厚台身厚　度，以及加强台身横向、竖向间配筋，以防止裂缝产　生；桥台桩基受力较大时可采用双排桩基础，采用双　排桩基础承台处可不设置支撑梁。　作用效应组合应考虑结构上可能同时出现的作　用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行　作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计。承　２薄壁桥台的设计计算　薄壁桥台一般比较轻薄，桥台顶部与上部板梁　载能力极限状态设计应采用基本组合和偶然组合两　种作用效应组合。基本组合中汽车制动力和支座摩　２．１　薄壁桥台受力分析　阻力不同时组合，取其较小值计算；偶然组合采用永　久作用标准值与地震作用标准值效应相组合。正常　使用极限状态设计应采用短期效应和长期效应两种　作用效应组合。　之间设置锚栓连接，下部与桩基础连接，设计计算原　则是将上部构造作为对桥台的支撑，桥台视为一次　超静定。对于跨径总长较长，需设置伸缩缝的薄壁　桥台，则不考虑上部构造的支撑作用，桥台顶部按自　由考虑。桥台主要承受竖向恒载、水平土压力、汽车　２．７　台身配筋计算　台身配筋计算按照《公路钢筋混凝土及预应力　荷载反力（包括冲击力）、制动力或支座摩阻力及台　后汽车荷载引起的土压力；若考虑地震作用，还应计　收稿日期：２０１５—０８—２８　混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ６２－－２００４）第５．３．５　条矩形截面偏心受压构件的正截面抗压承载力进行　总第３３９期　计算，并按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设　计规范》第６．４．３、６．４．４条验算正常使用极限状态　下的最大裂缝宽度。纵向受力钢筋配筋率应满足　《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第　９．１．１２条的构造规定。　２．８桩长及桩基配筋计算　内蒙古科技与经济　构造的预留锚栓孑Ｌ内混凝土强度达到１００　后进　行，并须同时在两岸台后对称分层填土压实，以免造　成桥台变位过大。严禁先填台后路基，后安装上部　板粱；②为减少台后土压力，减少台后路基沉降变　形，台后路基填料宜采用内摩擦角较大的砂砾或碎　石土；③薄壁桥台台帽、台身和承台必须严格按混凝　桩长验算时，传至承台底面的作用效应按正常　使用极限状态的短期效应组合采用，其中可变作用　的频遇值系数均为１．０，且汽车荷载应计入冲击系　数。桩基配筋计算首先根据《公路桥涵地基与基础　设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ６３－－２００７）附录Ｐ按ｒｎ法计算弹　性桩水平位移及作用效应，然后根据《公路钢筋混凝　土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧ　Ｄ６２—　２ＯＯ４）附录ｃ计算桩基配筋，并按《公路钢筋混凝土　及预应力混凝土桥涵设计规范》第６．４．５条验算正　土目标配合比施工，所用水泥均采用普通硅酸盐水　泥，不得采用片面加大水泥用量的方法来获取强度　的提高；④为减少裂缝，薄壁桥台台帽、台身需使用　高效减水剂，以降低用水量，提高和易性，减水剂应　与所用水泥有较好的相容性，其掺量可结合厂家提　供的数据由实验室试配确定，以水灰比降至保证质　量的低限控制；⑤薄壁桥台施工时采用钢模板，脱模　以前，采用洒水降温养护，在达到强度要求的情况下　且脱模时间≥７ｄ；⑥基坑开挖到设计标高后，不得长　时间暴露、扰动和浸泡削弱其承载力。应做好排水　工作，严防基坑长时间被水浸泡。基坑平整后，应及　时浇筑混凝土基础，待基础达到设计强度后，再进行　基坑的分层回填夯实。　常使用极限状态下的最大裂缝宽度。纵向受力钢筋　配筋率应满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥　涵设计规范》第９．１．１２条的构造规定。　３薄壁桥台的常见病害　薄壁桥台最常见的病害就是施工期间桥台纵向　变形过大，施工、运营期间台身容易产生裂缝，影响　［参考文献］　［１］　ＪＴＧ　Ｄ６０－－２００４，公路桥涵设计通用规范Ｅｓ３．　桥梁的正常使用，降低了结构的安全性和耐久性。　为防止桥台裂缝，台身混凝土中可掺入抗裂纤维，台　身纵向受力钢筋应采用带肋钢筋。配筋率的采用不　［２］　ＪＴＧ　Ｄ６２－－２００４，公路钢筋混凝土及预应力混　凝土桥涵设计规范Ｅｓ１．　Ｅ３３　ＪＴＧ　Ｄ６３－－２００７，公路桥涵地基与基础设计规　范［ｓ］．　［４］　ＪＴＧ　Ｄ６１－－２００５，公路圬工桥涵设计规范Ｅｓ３．　［５］　廖朝华．公路桥涵设计手册一墩台与基础（第　二版）ＥＭ３．北京：人民交通出版社，２０１３．　换装配运行。　４　结束语　仅要考虑截面强度要求，也要满足抗裂要求。在配　筋率相同、钢筋间距满足构造要求的前提下，尽可能　采用钢筋直径较小、钢筋间距较小的形式。　４薄壁桥台的施工要点　①台后填土须待上部构造安装完毕，连接上部　（上接第１００页）　其通过内外油封与扭力管相对运　动配合起密封作用，由于现场使用中沙尘入侵，使橡　胶密封在泥沙入侵下，过早老化或损坏，造成漏油，　转动部分由于润滑不良造成磨损拉伤。因此，密封　总成应进行升级改造，可改为毡封橡胶裙与摩擦带　的配合密封方式和金属架加弹簧涨紧圈的Ｖ型橡　胶密封方式，改造后的密封不易磨损，泥沙也不易进　入，实际使用效果较好，避免了密封在一个大修周期　笔者在不改动实际安装条件的前提下以内部结　构、材质、热处理工艺和加工方法为优化目标，提出　对ＭＴ５５００轮边减速机结构进行优化改进。对提　高ＭＴ５５００电动轮轮边减速机质量和使用寿命，降　低检维修成本，具有一定指导意义。实际检修中更　重要的是定期与不定期的对电动轮进行日常点检与　内出现损坏润滑油渗漏现象。　３．７　实行左右轮互换装配运行制度　维护，及时对电动轮进行检测保养，避免因故障扩大　给检修及生产带来不必要的麻烦。　［参考文献］　［１］　金灵．试论我国电动汽车的市场开发策略［Ｊ］．　汽车工业研究，２０１０，（９）．　ＭＴ５５ｏ０电动轮齿轮机构是两级减速，第一级　减速齿轮由３个大星形轮和一个减速轴的太阳轮组　成，这个太阳轮与马达联接，并驱动３个一级减速齿　轮。一级减速齿轮有自动定心和对称分流，以确保　有相同的负荷。第二级减速由３个小星形轮和大齿　圈组成，３个小星形轮与一个内齿圈是过度配合，内　齿圈为力矩传输线，并且直接与固定到轮毂的大扭　力管连接，齿轮修整和牵引方向修正是为了选择齿　轮构件，以优化承载量。　［２］　褚文强．电动车用轮毅电机研究现状与发展趋　势［Ｊ］．电机与控制应用，２００７，３４（４）：１～５．　［３］　汤双清，王姣菊，曾虎彪．电动轮驱动技术研究　［Ｊ］．机械工程与自动化，２００９，（２）：１９６～１９７．　［４］　何颖芳．２２０ｔ交流传动电动轮自卸车在湘电　集团成功下线［Ｊ］．建设机械技术与管理，　２００８，（１１）：５０～５ｌ＿　卡车长期前进负荷运行，这样就使左轮长期　顺时针负荷运转，而右轮长期逆时针负载运转，易　造成传动齿单齿面损伤及主轴星形轮支架单侧部　位受力而疲劳开裂的发生。因此建议左、右轮互　・　［５］　万海如，唐新蓬，段家典．重型矿用电动轮自卸　车的现状和发展趋势［Ｊ］．汽车工业研究，　２００１，（４）：１６～２２．　］０２　・