橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工工藝

摘要 橋梁下部結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)、墩臺(tái)及墩臺(tái)帽(蓋梁)，而橋梁下部結(jié)構(gòu)考慮是否得當(dāng)，對(duì)工程造價(jià)、質(zhì)量、工期及使用影響很大。本文將詳細(xì)介紹橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和目前常用的施工方法。

關(guān)鍵詞橋梁;下部結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);施工

中圖分類(lèi)號(hào)U44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1673-9671-(2009)111-0046-01

通常人們習(xí)慣稱(chēng)橋墩或橋臺(tái)為橋梁的下部結(jié)構(gòu)。橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工工藝的好壞對(duì)整座橋梁工程影響都很大。下面本文就從設(shè)計(jì)和施工工藝兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行探討。

1下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)下部結(jié)構(gòu)坐標(biāo)、高程重點(diǎn)把關(guān)，反復(fù)校核;開(kāi)工后，也必須和施工單位復(fù)測(cè)調(diào)整。設(shè)計(jì)者要善于結(jié)合工程實(shí)際分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，并堅(jiān)持在工程設(shè)計(jì)中推陳出新，以不斷提高下部工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量及其使用效果。

1.1 橋梁下部結(jié)構(gòu)型式選用

(1)鋼筋混凝土薄壁墩臺(tái)。當(dāng)填土不高，河床不寬時(shí)，為減少橋長(zhǎng)、節(jié)省造價(jià)，不讓臺(tái)前錐坡壓縮河床，可采用靠河較近墩臺(tái)身直立的樁基薄壁墩臺(tái)，墩臺(tái)下面設(shè)支撐梁，整個(gè)橋梁構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并借助兩端臺(tái)后的被動(dòng)土壓力來(lái)保持穩(wěn)定。

(2)柔性排架式墩臺(tái)。部分多孔小跨徑老橋可采用此型式，墩臺(tái)基礎(chǔ)多為預(yù)制樁。

(3)埋置式樁柱式橋臺(tái)。該型式橋臺(tái)設(shè)于岸上臺(tái)身埋入錐形護(hù)坡中，有單排樁柱式與雙排樁框架式兩種。采用該型式橋臺(tái)，為保證路基穩(wěn)定性，不能過(guò)多地壓縮橋長(zhǎng)。

⑷柱式橋墩。該型式橋墩適應(yīng)性廣、施工方便，為軟基中最好的選擇型式，并且分為:帶蓋梁?jiǎn)闻艠吨綐蚨?，一般用于?jiǎn)支梁橋;不帶蓋梁獨(dú)柱式橋墩或排柱式橋墩，用于連續(xù)現(xiàn)澆箱梁。

⑸選用墩臺(tái)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):為減少軟基位移對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，盡可能減少超靜定個(gè)數(shù)，適當(dāng)加大樁距，減少樁根數(shù)。以上處理還降低工程造價(jià);當(dāng)樁底接近基巖表面時(shí)，承載力接近設(shè)計(jì)要求，就沒(méi)有必要再伸入基巖以求更加保險(xiǎn);若承載力不夠時(shí)，可把樁徑加大再算，盡可能用摩擦樁代替嵌巖柱樁。

1.2 樁筋及樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

⑴樁筋設(shè)計(jì)目前均采用極限法進(jìn)行樁體抗彎筋設(shè)計(jì)，這在規(guī)范中已有詳細(xì)公式。對(duì)樁體抗裂還沒(méi)有明確要求，目前說(shuō)法不一，有待進(jìn)一步研討。

對(duì)于基樁各截面的配筋，從理論上講，應(yīng)根據(jù)樁內(nèi)彎矩包絡(luò)圖進(jìn)行計(jì)算布置。

⑵樁長(zhǎng)的計(jì)算不同于樁基配筋，仍采用容許應(yīng)力法，最大豎向力應(yīng)按容許應(yīng)力法計(jì)算，不需考慮極限荷載組合系數(shù)。

橋梁前期方案設(shè)計(jì)，對(duì)節(jié)省工程費(fèi)用，保證工程質(zhì)量很重要?？偠灾O(shè)計(jì)者要善于結(jié)合工程實(shí)際分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，并堅(jiān)持在工程設(shè)計(jì)中推陳出新，不斷提高下部工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2下部結(jié)構(gòu)施工

2.1 鉆孔灌注樁施工工藝

⑴用紅外線測(cè)距儀放樣。

⑵準(zhǔn)確放出樁位后埋設(shè)護(hù)筒，用經(jīng)緯儀引出樁位控制樁。

⑶鉆孔擬采用回旋鉆。鉆機(jī)就位首先安裝好鉆架及起吊系統(tǒng)，將鉆機(jī)調(diào)平。鉆桿位置偏差不得大于2厘米，鉆進(jìn)中經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)盤(pán)，如有傾斜或位移，及時(shí)調(diào)整糾正。鉆孔所用泥漿現(xiàn)場(chǎng)調(diào)制，儲(chǔ)存在泥漿池中備用。

⑷清孔:鉆孔深度符合設(shè)計(jì)要求后，立即進(jìn)行清孔。清孔采用換漿法。

⑸安設(shè)鋼筋籠:鋼筋籠按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)阡摻畎嗉邢铝犀F(xiàn)場(chǎng)成型，根據(jù)需要長(zhǎng)度分成2-3節(jié)，鋼筋籠要焊接牢固，吊孔結(jié)實(shí)，主筋、箍筋位置準(zhǔn)確。鋼筋籠標(biāo)高偏差不得大于±5厘米。

⑹灌注水下砼采用拌合樓拌制，罐車(chē)運(yùn)輸，并輸送至導(dǎo)管內(nèi)。灌注前首先安裝好導(dǎo)管。安裝導(dǎo)管時(shí)應(yīng)將連接螺栓對(duì)稱(chēng)擰緊，防止漏氣。導(dǎo)管應(yīng)隨安裝隨放入孔中，直到導(dǎo)管底口距孔底40厘米左右為宜，然后安裝好漏斗和提板軟墊。

⑺當(dāng)樁身砼強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，即可開(kāi)挖樁頭鑿除多余部分，使樁頂砼表面符合要求。

2.2 系梁、承臺(tái)施工工藝

⑴基礎(chǔ)開(kāi)挖

先初步放樣，劃出系梁和承臺(tái)邊界。對(duì)基底進(jìn)行夯實(shí)，然后按圖鋪設(shè)砼墊層。

⑵測(cè)量放樣

下部承臺(tái)，系梁至墩臺(tái)帽各部分開(kāi)工前，進(jìn)行準(zhǔn)確中線放樣，并在縱橫軸線上引出控制樁，控制鋼筋綁孔和模板調(diào)整，嚴(yán)格控制好各部頂面標(biāo)高。

⑶鋼筋下料成型及綁孔

鋼筋由鋼筋班集中下料成型，編號(hào)堆放，運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行綁孔。鋼筋綁扎嚴(yán)格按圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣綁扎，綁扎中注意鋼筋位置、搭接長(zhǎng)度及接頭的錯(cuò)開(kāi)。鋼筋綁扎成型后，按要求進(jìn)行驗(yàn)收。

⑷支模板

承臺(tái)和系梁模板均采用萬(wàn)能組合鋼模拼裝，用槽鋼或角鐵做肋。底口、中部、上部均用φ20對(duì)拉螺桿，外側(cè)用方木支撐固定。模板拼裝時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙尺寸作業(yè)，垂直度、軸線偏差、標(biāo)高均應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范規(guī)定。蓋梁、臺(tái)帽施工中，及碗扣式支架做支架基礎(chǔ)，支架支撐于系梁或承臺(tái)上。支架頂用工字鋼作橫梁，上面鋪設(shè)底模，然后進(jìn)行側(cè)模的拼裝工作。

⑸澆注砼

鋼筋、模板經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，開(kāi)始澆注砼。砼采取集中拌合，罐車(chē)運(yùn)輸。拌合中嚴(yán)格控制材料計(jì)量，并對(duì)拌合出的砼進(jìn)行坍落度測(cè)定。

2.3 墩臺(tái)身施工工藝

⑴墩臺(tái)柱模板配制

實(shí)體圓形橋墩臺(tái)，采用廠制大塊鋼模板施工。大塊鋼模板由專(zhuān)業(yè)廠家用鋼板卷制，外以角鋼豎向肋和橫向鋼板圍帶加固，大鋼模之間以螺栓聯(lián)結(jié)。

⑵鋼筋制作及安裝

鋼筋具備原制造廠的質(zhì)量證明書(shū)，運(yùn)到工地后并做抽樣檢查，其技術(shù)要求應(yīng)符合設(shè)計(jì)。鋼筋制作嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件和標(biāo)準(zhǔn)圖下料配筋，鋼筋的綁扎和焊接滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，大于20mm鋼筋采用鋼筋對(duì)焊機(jī)對(duì)焊連接。

⑶預(yù)埋件

墩臺(tái)身施工應(yīng)盡可能一次完成，如需兩次灌注混凝土，交接面必須按規(guī)定埋設(shè)接茬鋼筋，墩內(nèi)預(yù)埋件必須按設(shè)計(jì)文件與標(biāo)準(zhǔn)圖要求埋設(shè)，保證左右位置、水平高度、垂直方向正確無(wú)誤，搗固混凝土?xí)r要對(duì)預(yù)埋件加以保護(hù)。

⑷混凝土澆注

墩臺(tái)混凝土在攪拌站集中拌制，采用混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送，為減少混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中的倒裝次數(shù)，減少離析、漏漿，保證入模混凝土的質(zhì)量，采用汽車(chē)吊提升到位，按每層不大于30cm的厚度分層澆灌，并用插入式振搗器搗固混凝土。為方便蓋梁托架法施工，墩臺(tái)柱施工時(shí)在蓋梁底部下50cm處的中部垂直于蓋梁方向預(yù)留一150×150mm孔洞，蓋梁施工完工后再用40號(hào)混凝土封閉。

2.4 蓋梁施工

橋墩臺(tái)蓋梁采用托架發(fā)現(xiàn)澆，模板采用大塊組合鋼模，利用預(yù)留的孔洞安裝托架縱橫梁，在橫梁上拼裝好低模。然后先綁扎蓋梁鋼筋，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格再拼裝兩側(cè)的模板。蓋梁模板可用鋼管撐成纜繩拉將其固定。

混凝土由25t汽車(chē)吊提升到位，澆筑時(shí)從蓋梁的兩端向中部分層進(jìn)行，采用插入式搗器振搗，一次澆筑成型。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各式各樣的橋梁出現(xiàn)在我們的視野里。橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工的方法有很多，本文結(jié)合近幾年一些施工項(xiàng)目有關(guān)資料的基礎(chǔ)上對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工方法進(jìn)行了粗略的探討。我們的設(shè)計(jì)與施工人員也應(yīng)綜合所有可利用的技術(shù)資料科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、可靠的進(jìn)行橋梁下部結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)與施工

參考文獻(xiàn)

[1]李國(guó)豪.橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與振動(dòng).中國(guó)鐵道出版社，1996.

[2]王有志等.橋梁的可靠性評(píng)估與加固. 2002.

[3]段練.橋梁工程下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).2008.