摘要：橋梁設計是一個復雜的，系統的工程。需要豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經驗因素對設計的影響。在橋梁設計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決。文章介紹了幾種常見的橋梁下部結構形式，并對橋墩、橋臺等的設計問題進行了探討。
　　關鍵詞：公路橋梁；結構；設計；探討
　　一、橋臺結構型式的選擇
　　（一）輕型橋臺
　　輕型橋臺臺身體積較小，多為直立的薄壁墻，兩側設有用于擋土的翼墻，也可以將側墻做成斜坡。在兩橋臺下部設置鋼筋混凝土支撐梁，上部結構與橋臺通過錨栓連接，構成四鉸框架結構系統，并借助兩端臺后的被動土壓力來保持穩定。
　　（二）鋼筋混凝土薄壁橋臺
　　常用的薄壁輕型橋臺有懸臂式、扶壁式、撐墻式、及箱式等，由帶扶壁的前墻和側墻以及水平底板構成，擋土墻則是由前墻和間距為2.5～3.5m的扶壁組成。
　　（三）埋置式橋臺
　　埋置式橋臺又可分為肋板式橋臺、樁柱式橋臺和框架式橋臺。臺身埋置于錐形護坡中，大大減小了橋臺所受的土壓力，橋臺的體積也相應減小。但是由于臺前護坡是用片石（或混凝土）作表面防護的一種永久性設施，存在著被洪水沖毀而使臺身裸露的可能，因此，設計時必須進行強度和穩定性驗算。
　　二、橋墩結構型式的選擇
　　表1橋墩形式的選擇
　　
　　橋墩一般選擇原則見表1。橋高50m以內，上部結構為先簡支后結構連續的裝配式T形梁，橋墩可采用雙柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩等，以單幅雙柱式墩較常用。在巖溶特別發育、樁基施工困難的地段，應盡量減少樁基的數量，此時可考慮設單柱單樁；當橋墩位于河谷、受滾石威脅時，考慮增強其抗撞擊能力，也可設置較剛的單柱墩。對高墩長橋，為減少汽車單向行駛產生的累積變位，可考慮采用雙幅兩柱整體下部構造。
　　橋墩視上部構造型式及橋墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或雙薄壁墩等多種型式。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式；其自重輕，結構穩定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀。吉茶高速公路為盡可能的標準化和統一化，對于50m跨徑以下的橋梁，當橋墩高度在50m以下時，一般采用柱式墩（包括雙圓柱、獨柱等），考慮到施工方便，盡量采用雙圓柱式墩；當橋墩高度超過50m時，一般采用空心薄壁墩。對于高墩，除了要進行承載能力與正常使用極限狀態驗算外，要著重進行穩定分析。對于連續梁結構或連續剛構橋，各墩的穩定性受相鄰橋墩的制約影響，應取全橋或者至少取一聯作為分析對象。同時，在外業過程中，要注意調查水文、水質、地質情況，了解河流是否有較大漂流物、水質是否有腐蝕性等，以便在設計時采取措施。位于陡橫坡上的橋墩，同一路幅同一墩位上兩墩柱的無支高差較大，墩柱剛度差造成的下部結構受力不均勻甚至相差很大，設計中必須給予充分重視，可采取在矮墩的地表下設置一定長度的套筒（結合相對高墩的高度），通過增加矮墩無支高度的措施，以減少同一墩位上兩墩柱的剛度差（見圖1）。
　　三、下部結構的設計計算
　　軟土地基位移對超靜定結構具有不利的影響，為減小這種影響，上部結構多采用標準梁的先簡支后連續的構造，這樣整個工程的設計計算工作就集中于下部結構的選用和計算，因而下部結構內力計算方法的選擇正確與否，考慮因素是否全面，直接關系到整個工程的造價及安全。一般地，下部結構的設計過程中需進行下列計算:
　　（一）蓋梁內力計算
　　若荷載對稱布置，則可按照杠桿法進行計算。若荷載偏心分布，則按照偏心受壓進行計算，兩種布載情況的內力取大值控制設計。這種算法僅為兩種布載狀況下的內力計算，不是各截面最不利狀況的內力計算，計算所得內力存在不安全的因素。
　　
　　圖1高低橋墩布置示意圖
　　（二）橋墩內力計算
　　墩樁頂的最大豎向力計算比較簡單，這里不再贅述；墩樁頂水平力計算，運用柔性墩理論中的集成剛度法，將橋面汽車制動力及梁體混凝土收縮、徐變、溫差、地震產生的水平力在全聯墩臺進行分配，最后根據不同組合的墩樁頂水平力、彎矩及對應墩樁頂豎向力進行樁基各截面內力計算。對于橫向陡邊坡上的橋墩設計，同一墩位2個（3個）墩柱存在較懸殊的無支長度差異，因剛度差異造成橋墩橫橋向受力分配的不均勻。
　　（三）橋臺內力計算
　　除了受與橋墩相似的荷載之外，橋臺豎向還受土壓力、負摩阻力、搭板自重等荷載的作用；水平荷載增加了土壓力，其影響復雜，設計時需注意以下幾點:
　　1．軟土地基上帶基樁的鋼筋混凝土薄壁橋臺土壓力計算按深層考慮。
　　2．軟基路段橋臺應盡量設置為與路線正交的形式，減小臺身長度，在適當的位置設置伸縮縫，以縮短受拉區長度，減小臺身砼的收縮變形量，抑制臺身的豎向、斜向裂縫的發生。
　　3．埋置式橋臺土壓力一般是以原地面或一般沖刷線起計算的，對較差土質，需要進行驗算，確定是否考慮地面以下臺后深層土對樁水平力的影響。
　　4．橋頭路基沉降、滑動驗算。首先，路基沉降過大、橋頭跳車、臺背和梁端過早損壞，加大豎向土壓力及負摩阻力，造成橋臺蓋梁開裂及樁基不均勻下沉、路面開裂及路基滲水，促使路基失穩。其次，由于路基滑動使橋臺所承受的水平土壓力已遠大于計算值，對于橋頭高路基和處于改河、填溝段或路基外不遠處有溝、河的，更要注意深層滑動的驗算。
　　（四）樁筋及樁長設計注意事項
　　1．理論上說，應根據樁內彎矩包絡圖進行樁基各截面的配筋計算，實際中通常是根據最大負彎矩處進行配筋，從樁頂一直伸到最大負彎矩一半處以下一定錨固長度位置，減少一半配筋再一直伸至彎矩為零以下一定錨固長度位置，再以下為素混凝土，對于軟基，樁主筋最好穿過軟土層。
　　2．軟土地質條件下，橋梁樁基計算不能簡單地采用常規的計算方法，而應根據實際的受力特點進行分析。用“假設有效樁長”的計算方法，計算出樁的最大彎矩及彎矩零點，而后進行配筋。在軟土地質條件下應慎重采用，以免造成最大彎矩及彎矩零點位置判斷的錯誤，導致配筋長度的不足。
　　3．若樁基變形較大，應同時考慮樁土特性及受力條件，按整體體系來分析樁的受力模式。
　　4．在山嶺重丘區，因橋墩多處于基巖裸露的陡邊坡上，所以樁基通常采用嵌巖樁。陡邊坡上嵌巖樁的嵌巖深度必須考慮兩個方面的內容，一是能起到嵌巖作用的嵌巖深度，二是巖石能滿足嵌固受力要求所必須的水平寬度。嵌巖深度的確定對結構的安全性和經濟性具有非常重要的意義。
　　四、結語
　　從事公路橋梁設計的技術人員，不僅要熟悉和精通橋梁設計的基本理念，還應盡量多地掌握一些基本的地質知識，與地質技術人員多溝通、協作。設計中應充分了解當地的地形、工程地質條件等，綜合所有可利用的技術資料及科學理論，科學、經濟、可靠地進行橋梁下部結構的工程設計。