姜鵬（中國公路工程咨詢集團有限公司，廣州510000）

橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工

姜鵬
（中國公路工程咨詢集團有限公司，廣州510000）

橋梁是非常重要的基礎(chǔ)建筑，承擔著重要的交通作用。在整個橋梁結(jié)構(gòu)中，橋梁的下部結(jié)構(gòu)起著支撐、穩(wěn)固的作用，對于整個橋梁的質(zhì)量和安全性有著非常重要的影響，只有把握好橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工，才能夠提高橋梁整體的質(zhì)量。因此，論文詳細分析了橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案和施工要點，以提高橋梁下部結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

橋梁；下部結(jié)構(gòu)；設(shè)計；施工

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.026

1 引言

我國橋梁的建筑技術(shù)發(fā)展歷史悠久，在橋梁建筑的設(shè)計和施工方面有著非常深入的研究。在整個橋梁建筑中，橋梁的下部結(jié)構(gòu)非常重要，不僅僅是整個橋梁結(jié)構(gòu)的支撐，更是維持整個橋梁力學平衡的基礎(chǔ)。因此，如果橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工不合理，那很可能會直接影響到整個橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，橋梁建筑的承重能力會降低，極易受到外力破壞[1]。因此在進行橋梁建筑設(shè)計和施工時，首先就必須把握好對下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工。一般來說，橋梁的下部結(jié)構(gòu)主要分為橋臺和橋墩兩個部分，這兩個部分各有特點，在設(shè)計和施工時要符合各自的力學結(jié)構(gòu)，又要相互促進，共同承擔起整個橋梁的承重。通過對橋梁下部結(jié)構(gòu)橋臺和橋墩部分的合理設(shè)計和施工，能夠有效加強下部結(jié)構(gòu)的承受能力，進而提高橋梁的整體質(zhì)量。

2 橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2.1 橋臺的設(shè)計

2.1.1 橋臺的主要類型

橋臺是整個橋梁下部結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，并且根據(jù)橋梁建筑本身的跨度不同，橋臺的設(shè)計形狀也應(yīng)該不同?？偟膩碚f，橋臺有以下幾種常見的設(shè)計類型：第一是輕型橋臺，這種橋臺主要應(yīng)用在跨度較小的橋梁中，體積較小，一般與小型的橋墩配合使用，孔數(shù)不多于3個，單孔跨度不超過13m，整個橋梁的長度不超過20m，常見于一些小型的河道橋梁中；第二是埋置式橋臺，這種橋臺是由于在建筑時要將臺身埋置到錐形護坡里而得名，樁式又可以分為單排和雙排兩種類型，這種橋臺樣式主要應(yīng)用在路基填土的高度大于或等于5m的橋臺中，一般與跨度為16～20m的上部結(jié)構(gòu)配合使用，這種橋臺能夠減少橋臺體積，減少土壓力，但是容易受到洪水沖刷的侵蝕，在使用時要注意河道的水位變化情況；第三是鋼筋混凝土薄壁橋臺，這種橋臺根據(jù)組成結(jié)構(gòu)中扶壁的墻、前墻、和水平底板的不同又可以分為撐墻式、扶壁式和箱式，這種橋臺主要應(yīng)用在填土較低、河床較窄的軟底地基上，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在實際設(shè)計中并不經(jīng)常應(yīng)用[2]。

2.1.2 橋臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計

橋臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計類型雖然有多種，但是，在確定類型之后還要進行橋臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計，每一種類型都可以選擇不同的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的選擇不僅僅是要考察式樣本身的特點，更重要的是要與橋梁上部進行配合，尤其是與橋梁的跨度和受力結(jié)構(gòu)互相配合，同時也要考慮地基情況。一般橋臺的結(jié)構(gòu)類型有重力式U型臺、柱式臺和肋板臺幾種。U型臺在設(shè)計時應(yīng)該注意設(shè)計高度應(yīng)控制在10m的范圍以內(nèi)，連接長度保持在150m范圍之內(nèi)，注意如果臺面填土較多或者連接長度超過150m的范圍就不能使用這種設(shè)計方案；埋置式肋板臺比較常用，但是設(shè)計高度應(yīng)小于12m，這種設(shè)計方案可以增強水平荷載以及可抗剛度，在軟土地區(qū)和山區(qū)橋梁設(shè)計中經(jīng)常應(yīng)用[2]。

2.2 橋墩的設(shè)計

2.2.1 橋墩的設(shè)計類型

橋墩是橋梁下部結(jié)構(gòu)中另一個重要組成部分，起著支撐橋臺和上部結(jié)構(gòu)的作用。相比于橋臺來說，橋墩的類型較少，一般分為重力式橋墩和輕型橋墩兩種類型。重力式橋墩是由石頭和混凝土組成的實心式的橋墩，使用的鋼筋較少，這種橋墩非常穩(wěn)固，截面較大，并且施工過程比較方便，具有很好的承重能力。但是，這種橋墩圬工量大并且容易擋水，一般不在水流速度過大或者是河床泥沙過多的情況下使用。另一種輕型橋墩相比于重力式橋墩圬工量小，在實際施工時要更加簡單，常用的輕型橋墩主要有構(gòu)架式、空心式、樁柱式以及薄壁式橋墩5種類型，其中，構(gòu)架式橋墩所需的地基面積小，在實際的橋梁設(shè)計中應(yīng)用非常廣泛；空心式則與重力式結(jié)構(gòu)相似，但卻是空心結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)用在高橋墩。樁柱式是一種拼接結(jié)構(gòu)的橋墩，根據(jù)柱式的多少可以分為雙柱式、單柱式以及樁式；薄壁式是一種用橋跨結(jié)構(gòu)將柔性橋墩和剛性橋墩連接在一起形成的構(gòu)造。實際設(shè)計過程中可以結(jié)合地基情況和橋梁受力需要靈活選擇合適的橋墩式樣[3]。

2.2.2 橋墩結(jié)構(gòu)的設(shè)計

選擇好橋墩的類型之后，同樣還要選擇橋墩的結(jié)構(gòu)。橋墩結(jié)構(gòu)的選擇一般是Y型薄壁墩和柱式墩幾種類型。Y型薄壁墩外觀好看，但是工作較為復(fù)雜，一般使用在地面陡峭需要較多模板的山區(qū)環(huán)境下；柱式墩是一種應(yīng)用非常廣泛的橋墩結(jié)構(gòu)，一般可以分為圓柱和方柱，圓柱應(yīng)用非常廣泛，圓柱結(jié)構(gòu)較好進行設(shè)計，受力較好，在平原地區(qū)廣泛使用，而方柱結(jié)構(gòu)雖然與圓柱有相同的截面積，但是抗彎能力較強，承受力較高。但是，不宜應(yīng)用在山區(qū)環(huán)境中。設(shè)計橋墩時，應(yīng)該根據(jù)橋梁的具體情況要求，結(jié)合當?shù)氐牡乩憝h(huán)境特點，合理選擇樣式和結(jié)構(gòu)，制定科學合理、便于施工的設(shè)計方案。

3 橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工

3.1 橋臺的施工

在將橋臺的設(shè)計方案制定好之后，就可以按照設(shè)計方案對橋臺進行實際施工了。雖然設(shè)計的橋臺結(jié)構(gòu)各有不同，但實際施工時主要的施工步驟都是類似的，區(qū)別在于根據(jù)方案的不同，基坑的尺寸、澆筑的形狀和模板的形狀有所不同。橋臺的施工主要分為以下幾個步驟：第一，開挖橋臺基坑，首先按照設(shè)計方案中的橋臺結(jié)構(gòu)確定好基坑的具體坐標并做好標記，然后可以采用機械挖掘或者人工挖掘的方式進行開挖，一般是先用機器挖掘到距離目標位置約30cm時，就換用人工挖掘的方式，以免影響了基坑的結(jié)構(gòu)大小，挖掘完畢后要對基坑進行清理，并用輔助砂漿進行底模澆筑。第二，進行混凝土澆筑施工，按照設(shè)計結(jié)構(gòu)進行混凝土澆筑，在澆筑過程中要注意，澆筑要保持連續(xù)性，如果在該過程中發(fā)現(xiàn)混凝土的施工易性較差，則應(yīng)該加強振搗，避免長時間澆筑，在澆筑完成后應(yīng)該用塑料薄膜進行覆蓋保養(yǎng)，一般要保養(yǎng)12～18h。第三，安裝鋼筋骨架和模板，首先，在施工前要準備好符合質(zhì)量要求的鋼筋材料，先進行鋼筋接頭的布置，鋼筋接頭的位置應(yīng)該錯開，接頭的截面積一般應(yīng)該保持在總截面積的一半左右；然后是進行鋼筋的搭接，先將鋼筋進行搭接的一端折向一側(cè)以使進行結(jié)合的鋼筋軸線一致，再進行搭接，整個過程中要注意保持鋼筋綁扎均勻，主筋的位置以及尺寸要按照設(shè)計圖紙進行制作和布置；最后，是進行模板的安裝，安裝時首先要保證鋼筋的尺寸、結(jié)構(gòu)以及軸線位置都保持一致，并且預(yù)留一定程度的保護層厚度。在整個橋臺的施工中，都應(yīng)該注意按照設(shè)計圖紙進行，保證材料的質(zhì)量和施工的準確性，注意混凝土攪拌、鋼筋綁扎、軸線調(diào)整這種細節(jié)，從各個角度保證橋臺施工的質(zhì)量。

3.2 橋墩的施工

橋墩的施工也要按照設(shè)計圖紙來完成，按照圖紙的不同，施工的尺寸和制作的模板形狀也是有所區(qū)別的。一般來說，橋墩的施工可以分為三個步驟：第一，制作橋梁墩柱鋼筋骨架：首先要對選好的橋墩埋設(shè)位置進行測量，確定埋設(shè)方位以及實際尺寸，然后，按照設(shè)計圖紙進行鋼筋骨架的綁扎，主鋼筋注意要采用焊接的方式結(jié)合，制作完成后要先進行檢查，確認質(zhì)量后再將其運送至橋墩的位置；第二，安裝模板，骨架制作完成之后要進行模板的安裝，首先要保證模板的質(zhì)量，檢查其平整度、側(cè)板以及板面的撓度是否符合設(shè)計和施工要求，然后將模板進行立接，并用砂漿填補縫隙；第三，進行混凝土的澆筑：模板安裝并檢查完畢后，就要進行混凝土的澆筑工作了，澆筑過程應(yīng)該分層進行，并且不斷振搗；澆筑完成后要進行保養(yǎng)，在強度達到預(yù)定強度的85%之后才能夠拆掉模板，再用塑料薄膜保養(yǎng)一段時間才算是施工完畢。

4 結(jié)語

橋梁的下部結(jié)構(gòu)是橋梁建筑中的重要組成部分，橋臺和橋墩都承擔著重要的承重任務(wù)，因此在設(shè)計和施工階段必須保證其質(zhì)量，尤其是在施工過程中，要結(jié)合工程要求和環(huán)境情況合理進行設(shè)計，確保設(shè)計方案的正確性，再按照設(shè)計方案進行施工，提高橋梁下部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進而保證橋梁整體的質(zhì)量。

【1】李文業(yè).淺談橋梁下部結(jié)構(gòu)的選型和施工設(shè)計[J].新材料新裝飾, 2014(6):511.

【2】于鵬.探討橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工[J].黑龍江交通科技,2013 (6):139,141.

【3】任書仕.淺談橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）, 2014(17):1036-1037.

Design and Construction of Bridge Substructure

JIANGPeng
（ChinaHighwayEngineeringConsultingGroupCo.Ltd.，Guangzhou510000，China）

Bidge construction is a veryimportant infrastructure,which bears the important traffic function. In thewhole structure ofthe bridge, the lower part of the bridge structure plays a supporting and stabilizing role, has an important influence on the quality andsafety of the whole bridge, only a good grasp of the design and construction of the bridge substructure, can improve the quality of thewhole bridge, so the paper analyses the design scheme of the lower part of the bridge structure and key points of construction, help toimprove theoverall qualityof the lowerpartof the bridge structure.

bridge;substructure;design;construction

U443.2

B

1007-9467（2016）12-0098-02

2016-08-19

姜鵬（1982）,男,吉林通化人，工程師，從事路橋設(shè)計與研究。