橋梁設(shè)計職稱論文橋臺設(shè)計與施工方案

　　引言

　　隨著基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)的不斷完善，在接近施工中，采取什么樣的措施，與既有結(jié)構(gòu)物和新設(shè)結(jié)構(gòu)物的位置關(guān)系、影響程度、既有結(jié)構(gòu)物的種類和重要程度等有密切關(guān)系，在設(shè)計施工中必須慎重地加以研究。使橋臺受力合理,工程數(shù)量少，滿足各種地基承載力的要求,但是如何進行橋臺施工設(shè)計，其程序和方法均沒有統(tǒng)一定論，需要因地制宜，探討出最佳的施工方法。

　　1.橋臺設(shè)計的受力分析

　　1.1橋臺的作用

　　支承橋跨結(jié)構(gòu)，銜接兩岸路堤的構(gòu)造物，擋土護岸，承受臺被填土壓力及填土上車荷載所產(chǎn)生的附加土側(cè)壓力。

　　1.2橋臺的主要類型

　　(1)重力式U型橋臺，(2)鋼筋混凝土薄壁橋臺，(3)重力式埋置橋臺，(4)輕型橋臺，(5)枕梁式橋臺

　　1.3橋臺結(jié)構(gòu)型式選用

　　1.3.1輕型橋臺輕型橋臺的特點是：臺身體積較小，臺身為直立的薄壁墻，臺身兩側(cè)設(shè)有翼墻(用于擋土)，可以將側(cè)墻做成斜坡。在兩橋臺下部設(shè)置鋼筋混凝土支撐梁，上部結(jié)構(gòu)與橋臺通過錨栓連接，構(gòu)成四鉸框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并借助兩端臺后的土壓力來保持穩(wěn)定。

　　1.3.2鋼筋混凝土薄壁橋臺薄壁輕型橋臺常用的形式有懸臂式、扶壁式、撐墻式、及箱式等。如圖所示，這種橋臺是由帶扶壁的前墻和側(cè)墻以及水平底板構(gòu)成。擋土墻由前墻和間距為2.5～3.5m的扶壁組成。

　　1.3.3埋置式橋臺埋置式橋臺常用形式為肋板式橋臺、樁柱式橋臺和框架式橋臺。是將臺身埋在錐形護坡中,這樣橋臺所受的土壓力大為減小,橋臺的體積也就得到相應(yīng)減小。但是由于臺前護坡是用片石(或混凝土)作表面防護的一種永久性設(shè)施,存在著被洪水沖毀而使臺身裸露的可能,故設(shè)計時必須進行強度和穩(wěn)定性驗算。

　　2.墩臺的施工方法

　　橋墩一般系指多跨橋梁中的中間支承結(jié)構(gòu)物。橋梁的墩臺設(shè)計與結(jié)構(gòu)受力、土質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)條件、水文、流速及河床性質(zhì)有關(guān)。因此，橋梁墩臺要置于穩(wěn)定可靠的地基上，要通過設(shè)計和計算確定基礎(chǔ)型式和埋置深度。從橋梁破壞的實例分析，橋梁下部結(jié)構(gòu)要經(jīng)受洪水、地震、橋梁活載等的動力作用，要確保安全、耐久，必須充分考慮上述各種因素的組合。

　　墩臺的施工方法與結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，橋梁墩臺的施工主要有在橋位處就地施工與預(yù)制裝配兩種。就橋墩來說，目前較多的采用滑動模板連續(xù)澆筑施工，它對于高橋墩、薄壁直墩和無橫隔板的空心墩有較高的經(jīng)濟效益。而裝配式墩常在帶有橫隔板的空心墩，V型墩、Y型墩等型式中采用。在墩臺施工中，今后應(yīng)從實際情況出發(fā)，因地制宜地提高機械化程度，大力采用工業(yè)化、自動化和施加預(yù)應(yīng)力的施工工藝，提高工程質(zhì)量，加快施工速度。

　　3.施工工期

　　施工方案的制定是和工期要求緊密結(jié)合的，只有把工期和現(xiàn)場實際情況緊密結(jié)合起來，才能制定出既滿足工期要求，又要符合現(xiàn)場情況，最經(jīng)濟合理的施工方案。

　　4.施工方案的選定

　　4.1在按設(shè)計方案施工的過程中又有很多具體問題：

　　(1)豎井的施工。在豎井施工過程中，由于礫石的穩(wěn)定性較差，在工作平臺處施工支撐梁時就造成坍塌，最后采用在平臺上方支立模板，灌注第一道鋼筋混凝土支撐梁。第一道支撐梁完成后，在向下開挖豎井內(nèi)土石方時，由于礫石的自穩(wěn)性較差，下挖70cm后，豎井第一道支撐梁外側(cè)被掏空，又給既有線的行車及施工人員的安全構(gòu)成威脅。

　　(2)因措施不力，施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。如珠海南屏橋引道，雖然軟土采用砂并結(jié)合分級加裁預(yù)壓處理，路堤填土高度7m，南岸砂井施工完成后，僅填土到2.5m高時就發(fā)生破壞，北岸在第三級填土完成時發(fā)生破壞。填土完成也發(fā)生破壞。經(jīng)開挖分析，原因是地質(zhì)資料不準(zhǔn)確，填土速度過快，后加的反壓護道又阻塞了砂墊層的排水通道。最后采取了挖深邊溝排水(挖邊溝時，原路堤底有大量的水流出)，用袋裝砂并(原先的砂并是 無袋砂并)和捕土工布進行修復(fù)。

　　(3)堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，填土過快，碾壓不當(dāng)，造成路堤失穩(wěn)。新會虎坑、大洞橋的引道，原設(shè)計對軟基都作了袋裝砂并結(jié)合砂墊層加固處理，由于投資限制，大部分路段的處理被取消。在施工過程中，有幾處路堤發(fā)生滑塌現(xiàn)象，通車后整個路段不均勻沉降明顯。主要原因是堆料不當(dāng)，未按規(guī)定分層填筑，也未作施工觀測，填土過快，碾壓不當(dāng)。其填料采用開山石渣土，其中合有大塊石，運料沒有做到均勻卸土，合理分層，而是堆成厚層用強振碾壓，使強度很低、靈敏度很高的軟土地基受到破壞。末作加固處理但按規(guī)定施工的路段，雖然后來沉降較大，但沒有發(fā)生破壞。

　　(4)擾動“硬殼層”或填筑不當(dāng)，使“硬殼層”遭受破壞，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。 “硬殼層”可以起到承重和擴散應(yīng)力作用，利用好“硬殼層”對于減少工程投資是有意義的。有的地區(qū)甚至認為，有“硬殼層”存在的軟土地基，寧可不作軟土地基特殊處理，充分利用“硬殼層”的擴散應(yīng)力作用，采取預(yù)壓措施，以保持填筑路堤的穩(wěn)定。但若對“硬殼層” 的勘察、利用工作做得不好，則達不到頂預(yù)想的效果。

　　(5)由于臺背填土使地基對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生負摩阻力和縱向推擠作用，引起橋臺發(fā)生變位以至損壞。在軟土地基上的橋臺，基礎(chǔ)不論是用支承樁或是摩擦樁，由于臺背填土引起軟土層發(fā)生較大的沉降，對橋臺及樁基礎(chǔ)產(chǎn)生縱向推擠向河中方向和負摩擦力作用，輕則使橋臺發(fā)生位移或下沉，重則損壞橋臺危及橋墩，這種現(xiàn)象尤以輕型橋臺為甚。此類現(xiàn)象出現(xiàn)不少給工程的進展和完工后的使用帶來不利影響。主要問題是：臺背填土引起橋臺向橋跨方向發(fā)生水平變位;先做橋臺，后做錐坡及臺背填土;錐坡沒有按設(shè)計圖紙做足，臺背填土?xí)r把輕型橋臺推壞;由于負摩擦力作用，引起橋臺下沉。

　　4.2改進措施

　　(1)在豎井外側(cè)間隔30cm處打注漿管，呈梅花形布置，首先注漿隊松散的礫石進行凝結(jié)固定，以便在開挖豎井過程中防止礫石繼續(xù)坍塌。采用混凝土灌注井壁，這樣既減少了費用又加快了施工進度，還確保了工程質(zhì)量。

　　(2)臺腹填土應(yīng)避免采用易于吸水膨脹的粘性土壤，盡量采用修路時的開山石碴或水穩(wěn)性好的礫性土、火燒矸石風(fēng)化砂等，以減輕墻背的土壤側(cè)壓力。并采用分層填筑、砌石的方法施工。

　　(3)為了提高設(shè)計質(zhì)量，防止裙墻早期病害發(fā)生，首先應(yīng)把裙墻作為重要的承重結(jié)構(gòu)看待，計算其墻背土壓力，并驗算其抗傾、抗剪、抗滑的穩(wěn)定性，各項穩(wěn)定性必須符合規(guī)定要求，其次把基礎(chǔ)置于沖刷線以下，并盡量置于比較堅實的持力層上，確保基礎(chǔ)穩(wěn)定穩(wěn)固，如無特殊需要盡量避免涉及成高的裙墻，一般情況露出地面的高度最好不大于1.1m。

　　結(jié)語

　　隨著交通運輸業(yè)的高速發(fā)展，橋梁在高速公路中占有很重要作用。使橋臺的跨越能力較大，不受放坡限制,節(jié)約孔徑,能夠充分利用橋下凈跨是我們追求的目標(biāo)，另外還要做到橋型輕巧美觀，易于施工。在制定實施方案前，多加研究、探討，可擬定多套方案進行比選，或集多種施工方法、方案可取之處進行組合、優(yōu)化，最終選出最佳的一套施工方法。既節(jié)約了投資，又保證了既有線的行車安全，既保證了工程質(zhì)量又提高了效益，既保證了施工人員的安全又確保了工期。

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