一文看懂桥梁的施工方法

今天小编来和大家探讨一下桥梁的施工方法，让我们一起来了解一下吧。

1、计算伸缩缝的宽度。

在《公路桥梁伸缩装置》一书的第115-116页中，有一个简易的伸缩量计算公式。在东北地区，考虑到温度变化幅度为33.2至42.4度以及其他因素的影响，可以按照以下方式计算伸缩量：。

（1）1.089乘以普通钢筋混凝土桥的长度L（以毫米为单位）。

（2）预应力混凝土桥 1.353*L(mm)

在公式中，L表示桥梁的伸缩长度，以米为单位。

①此公式考虑了温度变化的范围为L(+33.2_-42.4度），占比达到了0.756。

②0.08倍长度L为混凝土收缩量。

③0.0165倍L是预应力的占比。

④梁端的转动由可变荷载引起，其占比为0.04*L。

⑤保留充裕空间，存储量为（0.215-0.312）*L。

假如不考虑富裕量，普通钢筋混凝土桥的长度应为0.838倍的L，但估算时可取0.8倍的L。预应力混凝土桥的长度应为1.041倍的L，但估算时可取1.0倍的L。

伸缩缝伸长量是升温引起的量。预留的闭口量为桥头预留缝宽度，该书建议乘1.3系数，即上述富裕量（0.215-0.312）*L。

2、涵洞设计的主要问题

涵洞设计的主要问题是：如何在保持排水畅通的同时，尽可能地减少对周围环境的影响。

（1）涵洞的基础深度需要确定。

根据“公路桥涵地基与基础设计规范”P18的公式计算，标准冻深大约是该规范的公式计算结果的1.1倍，即长春地区的标准冻深为1.6米。规范中规定，如果涵洞为超静定结构，则基础深度应增加0.25米。因此，在长春地区，涵洞的基础深度应为1.8米加上0.25米，即2.05米。不过，对于大多数涵洞来说，其静定结构形式，基础深度按最大冻深设计即可，不需要增加0.25米。

（2）截水墙的高度取决于涵洞的进出口。

目前，各单位的截水墙高度存在差异，其高度从1.00米到2.20米不等。为了保证涵洞的稳定性，建议按照涵洞底坡度来确定截水墙的高度。具体来说，如果底坡度小于2%，则截水墙高度应为1.4米；如果底坡度在2%到3%之间，则截水墙高度应为1.5米；如果底坡度大于3%，则截水墙高度应为1.6米。截水墙的重要性不容忽视，如果涵洞底部被掏空，涵洞就会发生塌陷，这在1999年延吉-图们高速公路的某些涵洞中就曾经发生过。

（3）涵洞的沟底铺砌

（4）从截水墙到进出口铺的地方，多出了一米，但是没有用，不能站立。使用浆砌片石来铺砌，厚度为0.4米。填土高度超过7.0米的涵洞，其涵墙和涵底板均需加固钢筋，但一般情况下，可按照结构设计要求施工。

（5）可采用整体式基础，以2-3米的砂砾作为人工持力层，当涵洞地基的承载力只有80-100kpa时。

3、小桥轻台的设计

（1）配筋要满足规范最低要求，偏心受压配筋率，单侧为0.25%。

（2）轻型墙体的设计要注意缝隙的设置，当墙长在12米左右时，应设假缝（混凝土断裂，钢筋未断）；当墙长在14米左右时，应设置真正的断缝。在假缝和断缝处都应使用沥青麻絮填充。如果需要防水，可以使用三层油毡覆盖在缝隙上，但正面效果较差，背面较为美观。轻型墙体的缝隙设计非常重要，需要引起足够的重视。

（3）轻型建筑的墙体厚度通常为0.6~0.8米，按照结构要求进行配筋。因此，墙体不应过于厚，过厚的墙体需要更多的配筋。

（4）设计轻型桥台时，应计算从支撑梁中心到台帽顶面的高度。应当避免轻型桥台高度超过8米，因为过高的台墙会产生过大的填土压力，从而对上部结构施加不利的力量。有些桥台的高度已经超过了11米，但这些桥台需要使用17.5吨的钢筋，既不经济也不安全。

（5）轻台(小桥)的基础设计需要充分重视。天然基础应该嵌于岩石内或置于岩面，不要在基底和岩面之间垫砂层，以降低桥台高度，这样做会将基础置于空中，存在安全隐患，一旦洪水来临，容易冲毁。如果基础不能低于岩面，应该向下移动，但支撑梁不应该下移，否则会增加轻台的高度。支撑梁可以采用现浇或预制，应该在台墙相应位置预埋钢筋并焊接，或者将基础襟边内侧提高设置支撑梁。河底铺砌可以对支撑梁起到保护作用。轻台墙的基础深度在支撑梁下适当加深也有好处，因为土压力可以抵减墙身的部分弯矩，地基土还可以对墙基础有一定的嵌固作用。轻台墙的配筋设计已经计算得出了不同墙高、跨径和墙厚的配筋表，供读者参考使用。

（6）考虑稳定时，若轻台的八字墙或围墙较高，需使用拉锚定板。每块1.0*1.0（米）的锚定板可抵抗水平力10.0至15吨左右。在设置锚定板时，需留意两点。

①建议每层锚定板不超过两块，总数不超过两层，以避免群锚受力不均，导致建筑墙体出现裂纹。例如，在长春-吉林高速公路进口附近的便道上就曾发生过这种情况。

②锚定板拉杆的长度，不能各层都一样，如7.0或9.0（米）。应该根据层位不同按公式计算，即L=B+3h（米），式中：L-拉杆的长度;B-拉杆位置处填土破坏棱体的宽度;h-3锚定板的边长，多采用一米，3米是拉杆在破坏棱体外预留长度。曾用有限元法分析，在破坏棱体外3米后，锚定板受力土不被搅动。

4、桥墩设计

在前面初步设计桥墩型式选择中、对桥墩的设计已讲得很多，这里只谈桥墩盖梁的设计，主要是盖梁宽度的确定，大致有三个原则：

①按墩柱直径决定，一般比墩柱直径（宽度）大（5-10）厘米，即盖梁襟边宽度。多数取10厘米，太宽了没有用，也可取5厘米，个别有用（15-20）厘米的。

②根据临时支座宽度要求确定，上部结构的简支结构变为连续结构。两个临时支座的中心距离均为1.0米。临时支座的宽度根据上部结构的跨径不同而改变，例如20米的跨径需要17.5厘米的临时支座宽度，而30米的跨径需要25厘米的临时支座宽度。临时支座距离盖梁边缘一般保留5-10厘米的距离。据此计算20米跨径的盖梁宽度为（127.5-137.5）厘米，取值范围为（130-140）厘米；30米跨径的盖梁宽度为（135-145）厘米，取值范围为（140-150）厘米。

③根据"公路工程抗震设计规范"所规定，盖梁的宽度计算公式为a=>2*(50+L)+4，其中L代表梁的计算跨径，以米为单位计算；4(厘米)则为两梁头的缝宽；a代表盖梁的宽度，单位为厘米。按照此公式计算得出，20米和30米上部简支梁的盖梁宽度分别为144厘米和164厘米。然而，该公式并不适用于上部结构由简支变连续的情况。

现在有一些桥梁，它们的跨度为30米，使用两个支架，并且它们的梁宽已经达到了200厘米。如果我们将跨度放宽到20米或30米，那么将梁宽分别减少到160厘米或180厘米就可以了。为了减少配筋的数量，增加梁的高度比增加梁的宽度更有效。

④盖梁的配筋

盖梁是受弯构件，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，一侧受拉钢筋的配筋率不应小于45*Fcd/Ffs，即45*1.38/280=0.22，同时不应小于0.2。由于盖梁的承载力计算和开裂验算都要考虑跨高比的影响，因此三柱盖梁(跨径较小)是正截面抗弯承载力控制设计，二柱盖梁多为裂缝验算控制配筋。盖梁的斜截面抗剪承载力，过去主要靠设置斜筋，新规范则以箍筋为主。为此盖梁的箍筋宜用(6-8)支，直径(10-12)毫米，间距(10-15)厘米。具体由计算确定。计算盖梁的斜筋面积时，一般不需要超出支点断面，但仍应按照构造要求配置。支点断面计算所需斜筋面积有时较多，但由于盖梁是支承在柱上，内柱的钢筋伸入很多，且支承不是一个点而是一个面，因此不用担心支点断附近的抗剪问题。为此，斜筋配置时不要在盖梁的中、上部向下弯，并增加一根箍筋吊着，应该将斜筋上升至顶面并与水平主筋焊上。

5、肋板式桥台的设计

当桥台高度（从桥面至地面）大于5米时，采用肋板式桥台。

①桥台肋板的尺寸通常为60-100厘米宽，详见前面提到的“中小跨径桥梁下部结构尺寸选用参考表”。由于肋板和承台都埋在土中，因此桥台的横向稳定性得到保障，可以采用较小尺寸的肋板，承受的压力较小，有利于桩的承载力。同时，在配筋率相同的情况下，肋板的配筋率也更高。

②当同一桥的两个承台的高度相差不大时（如不超过一米），可以调整承台标高，使两个承台的高度都按照同一高度进行设计，因为桥台的肋板和承台都被埋在土中，不会产生影响。如果要降低桥台的高度，可以提高承台底部的标高，因为承台通常都被埋在锥坡中。

③桩柱肋板式桥台都埋在土中，特别高的桥台埋在锥坡里很深，承台上填土很高很重，影响桩长。另外桥台高、肋板尺寸大，受水平土压力也大，肋板配筋多，总的讲不经济。可将承台标高上提减少台高，因为承台反正都是埋土中的。施工时可在地上先填土压实到所需的高度再钻孔，埋护筒不向下挖土，施工也方便..

④桥台盖梁的宽度，大约为中墩盖梁宽度的1/2加背墙厚度确定。但要注意上部结构的支承线应尽量对准肋板顶面中心，使恒载一般不产生偏心。桥台盖梁采用太宽，肋板的厚度（顺桥向）随之相应增大，有时会影响肋板的全断面配筋率，不满足规范要求的0.5%。

⑤肋板的配筋，原则是前、后和两侧面三者因受力不同，其钢筋直径，应从大至小，有所区别

还可以结合桥梁的跨径考虑，如跨径较大时，可以提高一挡采用。

前后面的钢筋间距一样，一般（10-15）厘米，但应核定一下配筋率，肋板是单向的偏压构件，后面单侧配筋率满足0.2%或0.25%。计算配筋率按肋板同盖梁接触处的断面尺寸，横向分布钢筋直径均用12毫米的;侧面和横向分布钢筋间距都用15厘米。

⑥承台的构造配筋，承台可挖空，横桥向仅起联系作用，基本上不受力。配筋可分为上、下两层，上层用直径16（顺桥向)和12毫米钢筋构成15*15方格，每根钢筋做成门形，并带直角弯钩。下层用直径20和12钢筋构成15*15方格，每根钢筋做成槽形，并带直角弯钩。两层钢筋网间用钩筋联接，承台周边配直径12毫米钢筋，间距（15～20）厘米。

⑦在同一个桥台上的两耳墙应做成高度一样，高速和一级公路在耳墙上要设置防撞护栏，因此耳墙的主筋是水平筋，过去钢筋直径用12厘米的，现在改用16厘米的。宜将主筋布置在竖向分布筋里侧，确保主筋保护层厚度不小于4厘米。

⑧耳墙的长度要满足伸入锥坡顶以外0.75米，以防锥坡沉陷后露出耳墙的底面，挡不住路基土，有的设计不注意这个要求。

6、桥头搭板长度的确定

(一)“公路桥涵设计通用规范”P13，3.4.4条规定，高速公路、一级和二级公路桥头宜设置搭板，厚度不宜小于0.25米，长度不宜小于5米;“公路圬工桥涵设计规范”P24，6.19条规定，搭板厚度不宜小于0.25米，长度不宜小于6米，二者不一致。

(二)桥头搭板设置目的，是为了防止跳车。桥头填土或路面是柔性的，桥台背墙是刚性的，可以认为背墙没有沉降，因此在通车后，两者之间必然产生一定高差，形成跳车。在城市中有铁路的地方常常可以看到这种现象，但其变形是局部的，在很短的距离内就消失了。为此不能单纯认为桥头跳车、是桥台后填土破坏棱体滑动(工程中没见过)或没压实沉陷而引起的。桥头填土沉降包含两部分：一是桥头填土施工后的沉降，二是桥头填土施工后地基的沉降，前者用设置桥头搭板的办法可以防止跳车，后者处理加固地基费事费钱，不好解决。武汉-宜昌高速公路上，桥头的W板很多都是呈曲线状，因为汉江平原软土较厚，东北软土浅没这么严重。

设计搭板长度，仅从桥头填土高度的角度，考虑桥台后填土破坏棱体滑动为根据是不全面和不充分的，为了避免跳车需要设置搭板，但应结合桥头填土高度、地基软土情况和桥梁孔径大小等因素来确定其长度。当大、小桥的填土高度一样时，考虑搭板与桥梁工程量的协调，小桥的搭板应该比大桥短是合理的。桥头搭板应有一定长度，可选择（5-10米）。搭板只能起到缓解桥头高差避免跳车的作用，过长的搭板也解决不了地基沉陷问题。

桥头搭板的长度、厚度及配筋，搭板长度（5～7）米，厚度（0.25～0.30）米;搭板长度 （8-10）米，厚度0.35米;底面配筋，主筋直径(顺桥向)（20-22）厘米，顶面主筋直径(顺桥向)16厘米，横向分布钢筋用直径12厘米的，钢筋间距都用15*20厘米方格。顶面与底面钢筋间的联结，过去用箍筋，应改为钩筋，方便施工。

更具体的讲：板长6米，厚0.25米，配筋直径20厘米，主筋间距15厘米，分布钢筋间距20厘米.板长8米，厚0.30米，配筋直径22厘米，主筋间距15厘米，分布钢筋间距20厘米.板长10米，厚0.35米，配筋直径25厘米，主筋间距15厘米，分布钢筋间距20厘米。

7、桥梁墩台基础的设计

天然基础的设计如果不用计算程序，一步一步用手算，需要半天一天。提供一个估算办法，即将基础底面积乘以地基容许承载力同结构重量(含上、下部及活载重)比较，如有1.25的安全系数，一般是可以的。多数人认为：地基容许承载力大于或等于350kPa，对于20米或30米桥梁，设计天然基础可以不用计算。但当桥墩高度达10米时，30跨径米的桥梁，要求地基容许承载力已接近400 kPa。天然基础的设计要注意几个问题：

①基础嵌岩深度要适当，强风化岩(400～500)kPa，可嵌入(1.0～1.5)米，弱风化岩600kPa以上，可嵌入(0.5～1.0)米，以上系指岩面无覆盖层时。

②注意水文计算的冲刷深度，一般将河床的覆盖层冲去（2～4）米，又冲去或冲进全风化层比较合理，如果再冲去部分强风化层，冲刷可能就算得太深了，因为"公路工程水文勘测设计规范"上没有计算冲刷岩石的公式。

③在最大冲刷线下到基底应该留多少深度？视河床的覆盖层厚度和岩石(地基)情况定，对土质和砂砾地基，必须照上述规范留足安全值，对岩石类地基可按前面所述基础嵌岩深度要求。

④要重视小桥的基础埋深，不能与通道同等对待，通道基础埋深满足冻深和地基容许承载力就行，小桥要过水，仅管河床作铺砌，但难保（50-100）年不被冲坏，我省每年水毁多是小桥基础被冲坏，因此宜参考大中桥基础设计。

⑤天然基础的厚度和襟边宽度

"公路圬工桥涵设计规范"P23，6.1.6条要求，混凝土基础的扩散角不应大于40度，但最小襟边宽没有规定。以前设计轻台，基础的厚度一般都用60厘米，近年都用75或100厘米，且为双层基础。但襟边没有按扩散角40度设置，显然是浪费，如地基承载力够，不需要扩大襟边宽度，则就没必要加厚基础，将墙身作高一点就行。

⑥天然基础有叫扩大基础，可分为条形基础和独立基础两种，如轻台为条形基础，基础上有立柱，基础受力只有立柱下一定范围起作用者为独立基础。

天然基础一般都应设置在岩层内，为了避免基础被冲毁，岩层太深，就采用深基础，安全第一。

⑦为了独立基础都能受力，所以基础配筋

首先要明确配筋目的，钢筋是防温度裂缝还是受力需要，基础在地面以下，防裂似没必要。但有时地基不均匀，可在基底配一层直径12厘米的钢筋，间距15*15厘米方格。受力钢筋直径要粗些，基础顶面(横桥向)用直径(22-25)厘米的，底面用直径16厘米的钢筋，基础顺桥向的分布钢筋，用直径(12-16)厘米的，受力主筋的间距，由计算决定，分布钢筋的间距用15厘米。基础受力计算的简化图式，将基础倒置，视为单跨双悬臂梁，其上作用均布荷载，采用圬工偏心受压公式验算混凝土的拉应力，一般上部跨径20米以下的桥都没问题。另外当基础的地基容许承载力等于或大于350kPa时，基础也可以不配钢筋。

涵洞的整体基础是一板体，一般不需要配筋，跨径较大时，可在侧墙内和底板间加两个三角形承托，基础板的厚度，可按下式计算：H=L-2*a式中：H--基础板的厚度;L—为涵洞的净跨径;a--三角形承托的边长。估算了下，跨径三米的涵洞，填土高度3-8米，基础板的厚度80厘米，可以不配筋。

8、桩基础的配筋

（1）单排桩桥台从地面至桥面高度，过去在4米以内都按构造要求配筋，现在桥台设有搭板可放宽到5米，桥台超过5米一般都作群桩基础（肋板式桥台），桥台上的搭板（下面将讲），它可产生约30吨的摩阻力平衡水平外力；冬天整个桥台和搭板都冻得死死的，因此桥台的桩基受力很小，完全可以按构要求造筋。桥墩的桩基（下面也要讲），当其上部结构的伸缩缝设置合理时，仍可按构造要求配筋。

（2）按“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”要求桩的配筋率为0.5%，放宽些可作到（0.5-0.8）%，不应超过1%，采用桩径较粗或根数较多时，配筋率就用小些。桥台群桩配筋，每根桩用20根直径（20-22）毫米的钢筋，单排桩可增加（4-8）根。桥墩基桩配筋直径一般采用（22-25）毫米的，按配筋率要求确定钢筋根数。

（3）桩的最大弯矩位置，桩顶自由时一般在地面下2米左右，桩顶嵌固时，最大弯矩就在桩顶，因此桩的配筋，沿桩长应分批截断。通常分二次，第一次在地面下7-8米，第二次全截断，位置距桩底宜不小于（3-5）米。当桩较短如（10-12）米以内，为施工方便，桩的钢筋可以直通到底。

（4）桩基础的配筋，除应满足规范要求的配筋率外，还要注意主筋间的距离，宜在（15-20）厘米，间距太密不利于水下混凝土从钢筋笼内向外流动，间距太稀桩的防裂性差，这个要求还可控制桩主筋的直径和根数。

（5）注意桩的主筋保护层厚度，不小于净7.5厘米，当桩直径大于2米时还应大一些。

（6)桩的配筋在立面、断面图和工程量表中，主筋的根数要一致，立面图中画不全，应加说明仅表示主筋的截断位置。

（7）箍筋的间距，可用（20-30）厘米，直径8毫米，加强钢筋直径（25-28）毫米，每隔（2-2.5）米一道。

（8）桩的横系梁按构造要求配筋，满足规范要求的最小配筋率，钢筋直径用（20-22）毫米的，侧面的钢筋用直径12毫米的，间距20-30厘米。

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