浅谈桥梁下部结构的设计及施工

姚爱平

摘 要：本文结合笔者多年来的施工经验，阐述了桥梁下部构造的设计分类与组成，详细分析了桥梁下部结构施工技术，以供同行参考与借鉴。

关键词：桥梁;下部结构;设计;施工

这几年，我们国家的交通建设的规模不断扩大，不管是跨越较宽江河的铁路桥梁或者是穿山越岭的等级公路建设也随之增加，大大满足了人们出行生产的需要。因此，建造桥梁的质量问题已成为人们关注的焦点。桥梁的下面的构造则为整个桥梁的核心，是其最为主要的一个组成部分，桥梁下部构造的质量及设计都直接影响着工程的投资与工程周期，只有桥梁下部构造设计上科学合理，才能确保桥梁的质量，满足交通安全的要求，提高规定车辆安全行车。

1桥梁下部构造的分类和组成

1.1桥台构造的样式和特点以及设计

1.1.1桥台构造样式

（1）轻型桥台。轻型桥台主要应用在跨越度较小的桥梁，与小型的桥墩结合在一起应用的时候其孔数不多于3个，还应该使桥梁整个的长度小于20m，单孔的跨度不能大于13m。桥台的台身是竖直的且墙面较薄，其特点主要是体积较小，两边可以建设挡土墙面。能够通过钢筋混凝土在桥台的下边支撑梁，上面的构造可以把锚栓和桥台连在一起，形成四铰框架构造体系，然后利用两边台面的土压力使系统维持恒定。

（2）埋置式桥台。埋置式桥台是利用把台身埋到锥形护坡里面的原理建造的，其桩式分为单排和双排两种，这样的桥台的特点是使其能够承受的土压力相对会很小，并且其台身的体积也随之变小，然而它也有其不好的地方，表现在采取片石及混凝土等当作台身前面的一些保护措施，容易被洪水冲毁导致台面暴露在外，因此设计的时候应该考虑坡面的强度以及稳定性，应进行精确的计算然后施工。埋置式桥台主要用在路基填土的高度是5m或者大于5m的橋台，能够和跨度在20～16m范围梁式上部构造结合在一起。

（3）钢筋混凝土薄壁桥台。钢筋混凝土薄壁桥台的主要样式分为撑墙式、扶壁式及箱式，其构造组成是边上有扶壁的墙、前墙和水平底板。台面顶部通常的组成结构是竖立墙以及支撑扶壁上的水平板，它的功能为支持桥跨构造，挡土墙的构造是前墙及间距是2.5～3.5m的扶壁。这样的桥台主要用在填土较低后者河床较窄的软底地基，它的结构很麻烦，工作的时候难以操作，还将用到很多的钢筋。

1.1.2设计桥台的构造

进行桥台构造的时候，桥梁大多采用重力式U型台以及柱式台或者肋板台。设计重力式U型台的时候需要将地理状况等因素考虑在内，其设计高度应该维持在10m范围，如果后面的台面填土很多或者连接长度超过规定的时候不应该应用，连接长度需保持在150m范围，后面台面填土不应该高过5m，虽然埋置式肋板台的应用较为广泛，但是应该低于12m。另外肋板式桥台能够承受的水平荷载很大，并且其水平可抗刚度也较强，因此在软土以及山区建造桥梁时经常被采用。

1.2桥墩部分的样式特征以及设计

1.2.1桥墩部分的样式

（1）重力式桥墩。重力式桥墩由石头和混凝土混合在一块建成的实心的物体，因为它的截面很大，并且可以利用水平及垂直的外力，因此施工操作方便，且其较为牢固，然而它也有缺点，比如：圬工量大、易挡水，这样的桥墩不适合放置在流水速度大或者泥沙多的地方。重力式桥墩通常是实心的，用到的钢筋也较少，很多时候用到混凝土和石头。

（2）轻型桥墩。轻型桥墩圬工量少，基础的工作量轻，可以工作更快完成，加快了工作效率。轻型桥墩的分类有5种，有构架式桥墩、空心式和桩柱式桥墩以及薄壁式桥墩。构架式桥墩不需要很大的地基，应用广泛;空心桥墩的外表和重力式桥墩差不多，实际上里面是空的薄壁墩，主要用在高桥墩;桩柱式桥墩可以分成双柱式，单柱式和桩式桥墩，通过把预定的零件接在一起建造，或者在工作地直接浇灌混凝土;薄壁式桥墩也叫做柔性桥墩，它主要经过桥跨构造用铰把每一种柔性桥墩以及离得较近的刚性桥墩连在一块，从而成为跨超静定的构造，刚性桥墩用来承受桥梁的纵向水平力，使柔性桥墩的受力状况得到很好的改变。

1.2.2设计桥墩构造

选取桥墩的时候通常要用到Y型薄壁墩以及柱式墩，柱式墩可以分成方柱及圆柱，圆柱的外表设计很容易，且其质量很好保证，所以大多平原地区均用到，方柱具有棱角且其视线较好，且外表好看。从受力考虑，如果圆柱的截面积和方柱截面积一样，圆柱的抗弯能力较之方柱小许多，方柱的受力又比圆柱好些。然而方柱的墩柱及桩基之间有帽连接，如果应用在山区，桥梁地面横坡很陡，因此加大了工作数量，使工作难度增大。设计桥墩的时候，应将地理环境，墩的高度和上面的构造样式等均结合在一起。Y型薄壁墩外表好看。然而其工作难度大，要是桥墩高的话， Y型薄壁墩工作的时候只用到一套模板和一个支架，Y型薄壁墩主要用在地面横坡陡峭却需要很多模板的山区环境，要是桥墩很矮的话，桥墩将会较难看，并且工作很难进行，所以较少用到。

2桥梁下部结构施工

2.1台身建造

台身混凝土施工过程中，通过设计图上标出的位置首先放样台身基线，然后由相关工作人员进行检查，如果达到要求便可以建造台身模板。台身模板一般用体积较大的钢模，用的时候应先清理模板内表面并做好预防措施，使混凝土的外表品质得到确保。模板之间通过双面胶粘合，以防漏浆，外表通过钢管架支持，然后建设工作平台，内部通过Φ8线材钢筋和基础埋设Φ20钢筋焊起来，模板外面通过螺丝杆和Φ8线材钢筋连起来，以致模板能够稳定可靠。台身很高的情况下应采取分段工作，分段工作的时候，必须考虑上下段之间的密合度，并且应埋好拉杆锚固钢筋以及台身边上的墙顶钢筋。混凝土应该集体搅拌，通过混凝土专用车运到工作地点，浇灌时通过梭槽或吊车吊料斗进行，其不应该大于50㎝的厚度，浇灌混凝土浇筑的过程中应合理调配，且应振捣密实，浇灌成功适时凿毛，从而为之后的工作提供便利，确保混凝土是一体的。混凝土刚刚凝固以后要保护好，且应超过7天。

2.2桥台承台的工作

承台使用的是面积较大的钢模板，螺栓连在一起与PVC内穿拉杆对拉，稳定好槽钢。工作的时候按照设计图进行放样操作，然后检查，没有错误则可安装模版，承受台钢筋作业过程应该和肋板钢筋同时施工，肋板钢筋所埋得地方应该精确。混凝土应该一块搅拌，然后用专用车辆运到工作地点，通过梭槽放入或者利用吊车放进模里面。混凝土应合理配制，工作时要注意塌落度，混凝土应该牢实可靠，防止漏振。混凝土表层要平整光滑。

2.3台帽、耳墙、背墙、侧墙墙顶的工作

台帽、耳墙、背墙、侧墙墙顶工作用到的是面积较大的钢模板，螺栓连在一起与PVC内穿拉杆对拉，稳定好槽钢。工作的时候按照设计图进行放样操作，然后检查，没有错误则可安装模版，台帽钢筋操作过程应该和耳墙、背墙、挡块、支座垫石钢筋同时工作，耳墙、背墙、支座垫石钢筋所埋的地方应该精准。混凝土应该一块搅拌，然后用专用车辆运到工作地点，通过梭槽放入或者利用吊车放进模里面。混凝土应合理配制，工作时要注意塌落度，混凝土应该牢实可靠，防止漏振。确保混凝土表层平整光滑。

2.4墩柱的工作

桥墩都是圆柱墩，制定的工作计划是：桥梁墩身针对≤15m选取3m各节钢模板一起操作，针对≥15m选择翻模法工作。墩台身模板选择厂制整体式鋼模，从而使其砼外表好看稳固，尽最大能力使接缝的规定变小，按照墩柱的高低平均分层。整体式组合钢模和较高墩柱（10m以上）模板应该得到相关人员的同意。模板应专门的地方制作，面板选择δ=5mm精抛光钢板，背带选择型钢骨架，块和块间选取高强螺栓联在一起。

2.5钢筋加工、绑扎

钢筋经原材料检查合格后，在专门房间进行加工，然后人工进行捆绑固定，其各项加工及绑扎指标应严格根据相应的施工规范控制于允许偏差之内。钢筋保护层使用钢筋材质的东西来保证保护层厚度。钢筋绑扎前，应对桩基顶部的混凝土进行清洗，以保证墩身和桩基的整体性。墩身钢筋在安装时可临时固定在施工脚手架上，主筋应保证竖直，不能倾斜。

2.6模板制安

墩身模板选取厂里制作固定的体积较大钢模（δ=5mm）立模进行浇筑，模板在2.5-5m范围内，选取螺栓（φ=20）联在一起。模板的加工和清洗混凝土的规定相同，板面高维持在1mm，平整度要在2mm范围。墩身模板选取型钢当纵横背枋，设0.3㎝公母楔，防止错误。操作时弄干净模版，拼接的时候选取双面胶止浆垫避免漏浆。模板支立时确实外轮廓线，用水泥浆使基底平滑，使其后的达到规定。模板拼装选取人工和吊车一起进行，设计的时候应考虑吊点以避免变形。每吊装一节模板便应查看一次，没有问题则可继续。模板弄好之后使加固螺栓牢靠。安置模板的过程应用垂球校准。弄好之后按照高度设1～2道缆风钢绳，然后收紧，使模版更加垂直。

2.7混凝土浇筑

钢筋绑扎和模板安装经自检合格，报监理工程师检验合格后，方可浇注混凝土。砼U采用混凝土泵车输送或吊车吊入模，施工时结合运输距离、天气情况适当调整塌落度，其塌落度应在施工前充分考虑，混凝土直接送输到待浇注的墩柱位置，出料口和浇注面间距不超过两米，砼的塌落度以设计塌落度控制，以保证混凝土浇灌质量，且在入模时需做外观鉴定和塌落度试验，符合要求才能使用。砼按层厚不大于30cm均匀对称下料，下料自落的高度大于2m时，于模口设减速串筒以降低砼下落高度和速度，防止砼发生离析现象。浇注砼时，避免单边积料，保证模内砼对四周侧模压力基本均匀、平衡，以避免单边积料从而导致该边砼侧压力偏大而导致模板变形、移位。砼采用插入式振捣器振捣，相邻层间交接振捣10～20cm，振捣方向由中向边循环，振捣均匀，最后一层采取二次振捣措施

3结语

总之，在整体桥梁施工工程中，下部结构的设计和施工对整个设计方案均有着较大的影响，且桥梁下部结构的操作受到地理环境等因素的影响，施工时不仅要保证质量还要考虑抗震等因素，施工难度较大，技术较为复杂，需要不断结合工程实际进行探索和总结，因此了解桥梁下部结构的设计和施工技术尤为重要。

参考文献：

[1]南秋彩.桥梁下部结构施工要点[J].技术与市场，2011，（15）.

[2]罗余良.讨论桥梁下部结构的选型及设计[J].河南建材.2010，（01）.

（西安中交公路岩土工程有限责任公司   陕西 西安  710075）