淺談橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工

姚愛(ài)平

摘 要：本文結(jié)合筆者多年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)，闡述了橋梁下部構(gòu)造的設(shè)計(jì)分類與組成，詳細(xì)分析了橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，以供同行參考與借鑒。

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

這幾年，我們國(guó)家的交通建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，不管是跨越較寬江河的鐵路橋梁或者是穿山越嶺的等級(jí)公路建設(shè)也隨之增加，大大滿足了人們出行生產(chǎn)的需要。因此，建造橋梁的質(zhì)量問(wèn)題已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。橋梁的下面的構(gòu)造則為整個(gè)橋梁的核心，是其最為主要的一個(gè)組成部分，橋梁下部構(gòu)造的質(zhì)量及設(shè)計(jì)都直接影響著工程的投資與工程周期，只有橋梁下部構(gòu)造設(shè)計(jì)上科學(xué)合理，才能確保橋梁的質(zhì)量，滿足交通安全的要求，提高規(guī)定車輛安全行車。

1橋梁下部構(gòu)造的分類和組成

1.1橋臺(tái)構(gòu)造的樣式和特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)

1.1.1橋臺(tái)構(gòu)造樣式

（1）輕型橋臺(tái)。輕型橋臺(tái)主要應(yīng)用在跨越度較小的橋梁，與小型的橋墩結(jié)合在一起應(yīng)用的時(shí)候其孔數(shù)不多于3個(gè)，還應(yīng)該使橋梁整個(gè)的長(zhǎng)度小于20m，單孔的跨度不能大于13m。橋臺(tái)的臺(tái)身是豎直的且墻面較薄，其特點(diǎn)主要是體積較小，兩邊可以建設(shè)擋土墻面。能夠通過(guò)鋼筋混凝土在橋臺(tái)的下邊支撐梁，上面的構(gòu)造可以把錨栓和橋臺(tái)連在一起，形成四鉸框架構(gòu)造體系，然后利用兩邊臺(tái)面的土壓力使系統(tǒng)維持恒定。

（2）埋置式橋臺(tái)。埋置式橋臺(tái)是利用把臺(tái)身埋到錐形護(hù)坡里面的原理建造的，其樁式分為單排和雙排兩種，這樣的橋臺(tái)的特點(diǎn)是使其能夠承受的土壓力相對(duì)會(huì)很小，并且其臺(tái)身的體積也隨之變小，然而它也有其不好的地方，表現(xiàn)在采取片石及混凝土等當(dāng)作臺(tái)身前面的一些保護(hù)措施，容易被洪水沖毀導(dǎo)致臺(tái)面暴露在外，因此設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該考慮坡面的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行精確的計(jì)算然后施工。埋置式橋臺(tái)主要用在路基填土的高度是5m或者大于5m的橋臺(tái)，能夠和跨度在20～16m范圍梁式上部構(gòu)造結(jié)合在一起。

（3）鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)。鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)的主要樣式分為撐墻式、扶壁式及箱式，其構(gòu)造組成是邊上有扶壁的墻、前墻和水平底板。臺(tái)面頂部通常的組成結(jié)構(gòu)是豎立墻以及支撐扶壁上的水平板，它的功能為支持橋跨構(gòu)造，擋土墻的構(gòu)造是前墻及間距是2.5～3.5m的扶壁。這樣的橋臺(tái)主要用在填土較低后者河床較窄的軟底地基，它的結(jié)構(gòu)很麻煩，工作的時(shí)候難以操作，還將用到很多的鋼筋。

1.1.2設(shè)計(jì)橋臺(tái)的構(gòu)造

進(jìn)行橋臺(tái)構(gòu)造的時(shí)候，橋梁大多采用重力式U型臺(tái)以及柱式臺(tái)或者肋板臺(tái)。設(shè)計(jì)重力式U型臺(tái)的時(shí)候需要將地理狀況等因素考慮在內(nèi)，其設(shè)計(jì)高度應(yīng)該維持在10m范圍，如果后面的臺(tái)面填土很多或者連接長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定的時(shí)候不應(yīng)該應(yīng)用，連接長(zhǎng)度需保持在150m范圍，后面臺(tái)面填土不應(yīng)該高過(guò)5m，雖然埋置式肋板臺(tái)的應(yīng)用較為廣泛，但是應(yīng)該低于12m。另外肋板式橋臺(tái)能夠承受的水平荷載很大，并且其水平可抗剛度也較強(qiáng)，因此在軟土以及山區(qū)建造橋梁時(shí)經(jīng)常被采用。

1.2橋墩部分的樣式特征以及設(shè)計(jì)

1.2.1橋墩部分的樣式

（1）重力式橋墩。重力式橋墩由石頭和混凝土混合在一塊建成的實(shí)心的物體，因?yàn)樗慕孛婧艽螅⑶铱梢岳盟郊按怪钡耐饬?，因此施工操作方便，且其較為牢固，然而它也有缺點(diǎn)，比如：圬工量大、易擋水，這樣的橋墩不適合放置在流水速度大或者泥沙多的地方。重力式橋墩通常是實(shí)心的，用到的鋼筋也較少，很多時(shí)候用到混凝土和石頭。

（2）輕型橋墩。輕型橋墩圬工量少，基礎(chǔ)的工作量輕，可以工作更快完成，加快了工作效率。輕型橋墩的分類有5種，有構(gòu)架式橋墩、空心式和樁柱式橋墩以及薄壁式橋墩。構(gòu)架式橋墩不需要很大的地基，應(yīng)用廣泛;空心橋墩的外表和重力式橋墩差不多，實(shí)際上里面是空的薄壁墩，主要用在高橋墩;樁柱式橋墩可以分成雙柱式，單柱式和樁式橋墩，通過(guò)把預(yù)定的零件接在一起建造，或者在工作地直接澆灌混凝土;薄壁式橋墩也叫做柔性橋墩，它主要經(jīng)過(guò)橋跨構(gòu)造用鉸把每一種柔性橋墩以及離得較近的剛性橋墩連在一塊，從而成為跨超靜定的構(gòu)造，剛性橋墩用來(lái)承受橋梁的縱向水平力，使柔性橋墩的受力狀況得到很好的改變。

1.2.2設(shè)計(jì)橋墩構(gòu)造

選取橋墩的時(shí)候通常要用到Y(jié)型薄壁墩以及柱式墩，柱式墩可以分成方柱及圓柱，圓柱的外表設(shè)計(jì)很容易，且其質(zhì)量很好保證，所以大多平原地區(qū)均用到，方柱具有棱角且其視線較好，且外表好看。從受力考慮，如果圓柱的截面積和方柱截面積一樣，圓柱的抗彎能力較之方柱小許多，方柱的受力又比圓柱好些。然而方柱的墩柱及樁基之間有帽連接，如果應(yīng)用在山區(qū)，橋梁地面橫坡很陡，因此加大了工作數(shù)量，使工作難度增大。設(shè)計(jì)橋墩的時(shí)候，應(yīng)將地理環(huán)境，墩的高度和上面的構(gòu)造樣式等均結(jié)合在一起。Y型薄壁墩外表好看。然而其工作難度大，要是橋墩高的話， Y型薄壁墩工作的時(shí)候只用到一套模板和一個(gè)支架，Y型薄壁墩主要用在地面橫坡陡峭卻需要很多模板的山區(qū)環(huán)境，要是橋墩很矮的話，橋墩將會(huì)較難看，并且工作很難進(jìn)行，所以較少用到。

2橋梁下部結(jié)構(gòu)施工

2.1臺(tái)身建造

臺(tái)身混凝土施工過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)圖上標(biāo)出的位置首先放樣臺(tái)身基線，然后由相關(guān)工作人員進(jìn)行檢查，如果達(dá)到要求便可以建造臺(tái)身模板。臺(tái)身模板一般用體積較大的鋼模，用的時(shí)候應(yīng)先清理模板內(nèi)表面并做好預(yù)防措施，使混凝土的外表品質(zhì)得到確保。模板之間通過(guò)雙面膠粘合，以防漏漿，外表通過(guò)鋼管架支持，然后建設(shè)工作平臺(tái)，內(nèi)部通過(guò)Φ8線材鋼筋和基礎(chǔ)埋設(shè)Φ20鋼筋焊起來(lái)，模板外面通過(guò)螺絲桿和Φ8線材鋼筋連起來(lái)，以致模板能夠穩(wěn)定可靠。臺(tái)身很高的情況下應(yīng)采取分段工作，分段工作的時(shí)候，必須考慮上下段之間的密合度，并且應(yīng)埋好拉桿錨固鋼筋以及臺(tái)身邊上的墻頂鋼筋?；炷翍?yīng)該集體攪拌，通過(guò)混凝土專用車運(yùn)到工作地點(diǎn)，澆灌時(shí)通過(guò)梭槽或吊車吊料斗進(jìn)行，其不應(yīng)該大于50㎝的厚度，澆灌混凝土澆筑的過(guò)程中應(yīng)合理調(diào)配，且應(yīng)振搗密實(shí)，澆灌成功適時(shí)鑿毛，從而為之后的工作提供便利，確保混凝土是一體的?；炷羷倓偰桃院笠Ｗo(hù)好，且應(yīng)超過(guò)7天。

2.2橋臺(tái)承臺(tái)的工作

承臺(tái)使用的是面積較大的鋼模板，螺栓連在一起與PVC內(nèi)穿拉桿對(duì)拉，穩(wěn)定好槽鋼。工作的時(shí)候按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣操作，然后檢查，沒(méi)有錯(cuò)誤則可安裝模版，承受臺(tái)鋼筋作業(yè)過(guò)程應(yīng)該和肋板鋼筋同時(shí)施工，肋板鋼筋所埋得地方應(yīng)該精確。混凝土應(yīng)該一塊攪拌，然后用專用車輛運(yùn)到工作地點(diǎn)，通過(guò)梭槽放入或者利用吊車放進(jìn)模里面?；炷翍?yīng)合理配制，工作時(shí)要注意塌落度，混凝土應(yīng)該牢實(shí)可靠，防止漏振?；炷帘韺右秸饣?/p>

2.3臺(tái)帽、耳墻、背墻、側(cè)墻墻頂?shù)墓ぷ?/p>

臺(tái)帽、耳墻、背墻、側(cè)墻墻頂工作用到的是面積較大的鋼模板，螺栓連在一起與PVC內(nèi)穿拉桿對(duì)拉，穩(wěn)定好槽鋼。工作的時(shí)候按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣操作，然后檢查，沒(méi)有錯(cuò)誤則可安裝模版，臺(tái)帽鋼筋操作過(guò)程應(yīng)該和耳墻、背墻、擋塊、支座墊石鋼筋同時(shí)工作，耳墻、背墻、支座墊石鋼筋所埋的地方應(yīng)該精準(zhǔn)?；炷翍?yīng)該一塊攪拌，然后用專用車輛運(yùn)到工作地點(diǎn)，通過(guò)梭槽放入或者利用吊車放進(jìn)模里面?；炷翍?yīng)合理配制，工作時(shí)要注意塌落度，混凝土應(yīng)該牢實(shí)可靠，防止漏振。確保混凝土表層平整光滑。

2.4墩柱的工作

橋墩都是圓柱墩，制定的工作計(jì)劃是：橋梁墩身針對(duì)≤15m選取3m各節(jié)鋼模板一起操作，針對(duì)≥15m選擇翻模法工作。墩臺(tái)身模板選擇廠制整體式鋼模，從而使其砼外表好看穩(wěn)固，盡最大能力使接縫的規(guī)定變小，按照墩柱的高低平均分層。整體式組合鋼模和較高墩柱（10m以上）模板應(yīng)該得到相關(guān)人員的同意。模板應(yīng)專門(mén)的地方制作，面板選擇δ=5mm精拋光鋼板，背帶選擇型鋼骨架，塊和塊間選取高強(qiáng)螺栓聯(lián)在一起。

2.5鋼筋加工、綁扎

鋼筋經(jīng)原材料檢查合格后，在專門(mén)房間進(jìn)行加工，然后人工進(jìn)行捆綁固定，其各項(xiàng)加工及綁扎指標(biāo)應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的施工規(guī)范控制于允許偏差之內(nèi)。鋼筋保護(hù)層使用鋼筋材質(zhì)的東西來(lái)保證保護(hù)層厚度。鋼筋綁扎前，應(yīng)對(duì)樁基頂部的混凝土進(jìn)行清洗，以保證墩身和樁基的整體性。墩身鋼筋在安裝時(shí)可臨時(shí)固定在施工腳手架上，主筋應(yīng)保證豎直，不能傾斜。

2.6模板制安

墩身模板選取廠里制作固定的體積較大鋼模（δ=5mm）立模進(jìn)行澆筑，模板在2.5-5m范圍內(nèi)，選取螺栓（φ=20）聯(lián)在一起。模板的加工和清洗混凝土的規(guī)定相同，板面高維持在1mm，平整度要在2mm范圍。墩身模板選取型鋼當(dāng)縱橫背枋，設(shè)0.3㎝公母楔，防止錯(cuò)誤。操作時(shí)弄干凈模版，拼接的時(shí)候選取雙面膠止?jié){墊避免漏漿。模板支立時(shí)確實(shí)外輪廓線，用水泥漿使基底平滑，使其后的達(dá)到規(guī)定。模板拼裝選取人工和吊車一起進(jìn)行，設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)考慮吊點(diǎn)以避免變形。每吊裝一節(jié)模板便應(yīng)查看一次，沒(méi)有問(wèn)題則可繼續(xù)。模板弄好之后使加固螺栓牢靠。安置模板的過(guò)程應(yīng)用垂球校準(zhǔn)。弄好之后按照高度設(shè)1～2道纜風(fēng)鋼繩，然后收緊，使模版更加垂直。

2.7混凝土澆筑

鋼筋綁扎和模板安裝經(jīng)自檢合格，報(bào)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后，方可澆注混凝土。砼U采用混凝土泵車輸送或吊車吊入模，施工時(shí)結(jié)合運(yùn)輸距離、天氣情況適當(dāng)調(diào)整塌落度，其塌落度應(yīng)在施工前充分考慮，混凝土直接送輸?shù)酱凉沧⒌亩罩恢?，出料口和澆注面間距不超過(guò)兩米，砼的塌落度以設(shè)計(jì)塌落度控制，以保證混凝土澆灌質(zhì)量，且在入模時(shí)需做外觀鑒定和塌落度試驗(yàn)，符合要求才能使用。砼按層厚不大于30cm均勻?qū)ΨQ下料，下料自落的高度大于2m時(shí)，于?？谠O(shè)減速串筒以降低砼下落高度和速度，防止砼發(fā)生離析現(xiàn)象。澆注砼時(shí)，避免單邊積料，保證模內(nèi)砼對(duì)四周側(cè)模壓力基本均勻、平衡，以避免單邊積料從而導(dǎo)致該邊砼側(cè)壓力偏大而導(dǎo)致模板變形、移位。砼采用插入式振搗器振搗，相鄰層間交接振搗10～20cm，振搗方向由中向邊循環(huán)，振搗均勻，最后一層采取二次振搗措施

3結(jié)語(yǔ)

總之，在整體橋梁施工工程中，下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案均有著較大的影響，且橋梁下部結(jié)構(gòu)的操作受到地理環(huán)境等因素的影響，施工時(shí)不僅要保證質(zhì)量還要考慮抗震等因素，施工難度較大，技術(shù)較為復(fù)雜，需要不斷結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行探索和總結(jié)，因此了解橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]南秋彩.橋梁下部結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2011，（15）.

[2]羅余良.討論橋梁下部結(jié)構(gòu)的選型及設(shè)計(jì)[J].河南建材.2010，（01）.

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