[实用新型]一种组合桩柱式桥台结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁与高架桥建筑领域，特别涉及一种组合桩柱式桥台结构。

背景技术

随着我国交通事业的发展，高速公路里程的迅速增加，必然要建造大量的桥梁构造物。桥梁构造物的设计是否合理，造价是否经济，施工是否可行都直接影响整个工程的质量。

桥梁上下部结构是有机的整体，共同工作，互相影响。桥梁墩台在桥梁构造中起着“承上启下”的作用，上面承担着桥梁上部结构及汽车等产生的恒载和活载，并将这些荷载传递给地基基础。另外墩台不但要承受上部结构产生的竖向轴力、水平力和弯矩，还承受风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力，船只和漂流物对墩台的撞击力等。桥梁墩台的设计应考虑到足够多的因素，要有足够的强度和稳定性，才可能做出成功的桥梁设计方案。

目前桥台较常用的结构形式有桩柱式桥台、轻型桥台、重力式桥台、组合式桥台、拱桥桥台等。桥台的主要功能为：支承主梁，隔档台后填土及承受侧向土压力，路堤与桥梁之间的衔接等。

目前桩柱式桥台的适用高度为5m以下，当桥台高度超过5m时，一般采用肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。而桥台高度在5m以内时采用桩柱式桥台。桩柱式桥台，施工方便，模板较少，造价相对较低；而肋板式桥台，模板稍多，造价相对较高。当桥台高度较大，且边跨跨径不大的情况下，使用肋板式桥台，钻孔灌注桩基础显得较不经济。肋板式桥台解决问题的思路是：桥台高度增大，台后土侧压力相应增大，基桩中产生的弯矩也增大，从而出现了用抗弯能力较强的肋板来抵抗较大弯矩的思路，这就是肋板式桥台的设计思路，其纯粹是用更强的结构来抵抗更大的外力作用。事实上，在工程上通常解决此类问题的方法有两类，一类是增大结构的抵抗能力，另一类就是想方设法减小外部的作用力。显然，肋板式桥台的解决思路是前一类，这种方案只是单纯的采用更强的结构来抵抗更大的外力作用，这在一定程度上是有欠合理的。这应该只是解决问题的第一种方法，能否利用第二种方法或者说揉合第一种、第二种方法来设计桥台结构是本专利的关注点所在。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种组合桩柱式桥台结构，通过对传统桩柱式桥台结构进行改进，更好的扩大桩柱式桥台的适用范围。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种组合桩柱式桥台结构，包括至少两根桥台基桩，设置在基桩上的桥台盖梁，所述盖梁上分别设有背墙及支座，所述背墙一侧设有分层铺设的土工格栅，所述支座中心线与所述桥台基桩中心线之间设有一偏向背墙的偏心距。

进一步地，所述桥台基桩为四根。

进一步地，所述背墙一侧沿路轴线方向设置至少十米的土工格栅。

桩柱式桥台作为传统的桥台结构，一般适用桥台高度为5m以下的路段。本专利对传统的桩柱式桥台结构作了改进，使得其适用高度可以达到5～8m，这在国内尚属首次。

本专利通过在桩柱式桥台背墙一侧沿路轴线方向铺设10m或更长的土工格栅或织物(沿路幅全宽)，在填土高度范围内分层水平铺设，分层碾压，从而与桩柱式桥台共同工作，形成一个整体，组成本专利的组合桩柱式桥台结构。

国内外大量研究表明，填土中铺设土工格栅后可以有效减小填土荷载和碾压荷载作用在台背上的土压力相对增量，这样即使桥台高度超过5m(目前，一般桥台高度小于5m采用桩柱式桥台，超过5m采用肋板式桥台)，甚至达到8m，也能通过在台后采用土工格栅或织物有效减小台后土压力，从而可以继续使用桩柱式桥台。

本专利组合桩柱式桥台适用于高填土路段，能够有效减小台后土压力的大小，从而减小作用于桩基上的横向荷载，使得桥台的受力特性接近于桥墩，其作用机理体现在以下几个方面：

1、背墙填土用土工格栅分层铺设，分层碾压，这样可以大大的减少台后背墙的土压力，从而减少桩基的最大弯矩；

2、在基桩与盖梁之间设置一定的偏心，即在支座中心线与桥台基桩中心线之间设有一偏向背墙的偏心距，这样上部恒载引起的基桩中弯矩可以部分，甚至大部分的平衡掉台后土压力在基桩中引起的弯矩；

3、视周围的地质情况，台后填土的高度，适当的增加一根桥台桩基，如一般一个桥台的桩基为三根桩，这里为四根，可以更好的共同承受台后的土压力。

4、现场测试结果表明：在先施工桥台结构条件下，填土荷载和碾压荷载作用在桥台台背后的土压力都介于主动土压力和静止土压力之间。设计时，若选用主动土压力为台背后的土压力设计值对桥台结构将是不安全的。本专利组合式桩柱式桥台在施工时可以采用先填土到设计高程，再施工桥台结构的施工工艺。