铁路桥梁基础及下部结构施工技术研究

铁路桥梁基础及下部结构施工技术研究

高广辉

中铁六局集团有限公司交通工程分公司北京100000

摘要：社会经济在不断发展，交通行业也随之发展，铁路桥梁基础以及下部结构施工技术对我国铁路施工质量与安全有一定的影响。桥梁下部结构在桥梁中主要承载了铁路桥梁上部结构中的承载力，对桥梁的稳定性做出巨大贡献。本文通过对铁路桥梁基础及下部结构施工现状分析，分析了铁路桥梁基础及下部结构施工中存在问题，并且探究了铁路桥梁基础及下部结构施工技术。

关键词：铁路桥梁基础；下部结构施工；技术研究

铁路桥梁基础及下部结构施工中新技术的不断涌现使我国桥梁的运行更加安全、稳定。随着生活质量的提高，人们对生产安全也十分关注，在铁路桥梁的建设中，由于新技术的应用，使施工与运行的环境更加稳定，人们也十分安心。铁路桥梁基础主要的作用是转移承载力，使铁路桥梁更加安全，相关单位需要通过对施工技术不断的研究，不断提高铁路桥梁建设的稳定性与安全性。

一、铁路桥梁基础及下部结构施工现状分析

当前铁路桥梁基础及下部结构施工中，主要技术应用在桩基、沉井以及承台中。在桩基的施工中，地质环境较好的情况下，大多会采用桩基的形式，铁路桥梁的建设需要注意承载力水平，通过桩基，上部结构中受到的承载力可以传递到桩基，使铁路桥梁的运行更加稳定。桩基在桥梁下部长时间受到雨水的冲击，会产生沉降的现象，因此桩基在建设比较长的同时，还需要考虑承载力问题，近几年我国铁路桥梁建设中，灌注桩基的应用比较多。其次是沉井技术的现状，在我国的铁路桥梁建设基础中，沉井技术有着悠久的历史，我国当前沉井技术中，只适用于软土、砂层等土质，在沉井的过程中，对周围土质的保护措施还不够。第三是承台施工的现状，在承台的施工中，需要注意承台的深浅需要使用不同的施工技术，目前我国使用较多的是钢板桩的施工方法。

二、铁路桥梁基础及下部结构施工问题

在铁路桥梁基础及下部结构施工中虽然涌现出很多新的技术，但是在施工的过程中，还是存在一定的问题，有待改善。首先是混凝土灌注问题，在铁路桥梁下部结构施工中，混凝土是使用率最高的施工材料。在混凝土灌注时，由于测绘人员的计算误差，会出现浇灌层较浅的问题，这就需要在施工中，严格控制工作人员的综合素质，规定施工标准，避免出现误差，确保工程质量。其次是坍塌问题，桥梁的施工，也存在坍塌的现象，这种现象的原因主要是建筑材料质量不过关引起的，因此在施工时，一定要严格控制施工材料的质量，对新采购的材料进行质量检测，检测合格后再投入到使用中。第三是卡管现象，在混凝土配比时，如果水分含量较高，在灌注时就会出现卡管的现象，针对这一问题，需要在施工的过程中，严格规范操作流程，在材料的混合、配比时，进行科学的计算，避免比例失调的情况发生。

三、铁路桥梁下部结构施工技术研究

（一）桥台施工技术

桥台，位于桥梁两端，支承桥梁上部结构并和路堤相衔接的建筑物。在铁路桥梁中，桥台的作用是将桥梁上部承载力传递给下部结构以及稳定桥头路基等。在桥台的施工中，主要施工材料是混凝土或者石头。桥台的施工要比墩柱的标高再高出一米，为了施工时的安全，施工现场应该利用现有的施工材料，比如剪刀撑、脚手架等达成稳定的结构再进行搭建，并且要在桥台施工的上方安装护栏，在我国施工生产过程中，应该严格遵守安全第一的理念，保障施工安全[2]。

（二）墩身施工技术

铁路桥梁在投入使用后，需要承受巨大的压力，在铁路桥梁的构成中，墩身的施工，主要起到承重的作用，因此在墩身设计时要根据要求，科学的建设，确保铁路桥梁的质量与安全。铁路桥梁的建设主要分为上部结构与下部结构两个部分，墩身的作用是将上部结构中承受的承载力传递给桥梁的下部结构，因此墩身的设计要求误差降到最低，不得超过五千分之一。墩身施工时，主要采用的是模板的拼接，通过钢型模板的一次性浇筑后，进行拼接，由于墩身具有承载力的作用，在铁路桥梁中起到了至关重要的作用，因此墩身拼接时，需要反复的测量，确保无缝拼接，防止模板中发生漏浆等状况。模板采用精加工的钢模板，表面平整光洁，刚度大，在装、拆、运过程中变形很小。模板间的接头采用钢面板对口，外垫止水胶条的办法来解决漏浆和接缝太宽影响美观的问题。墩帽使用整体钢模板，与墩身模板一样分段制作，采用螺栓连接成为一体。墩身绑扎钢筋时要搭设施工平台，施工用落地钢管脚手架和人行梯，排与排立杆间距1.2m，竖向横杆间距1.2～1.5m。10m以下脚手架可不使用剪力撑，但当搭设到10m以上高度时，须加设通长的剪力撑。人行梯“之”字形布置，脚手架上铺设脚手板用做钢筋的施工平台。

墩身钢筋在车间下料成型，运到现场就地绑扎，墩帽钢筋需在墩旁整体绑扎，整体吊装，墩（台）身钢筋现场绑扎；雨天不在现场进行钢筋焊接。钢筋的检验、下料、成型、绑扎施工按规范要求办理；钢筋连接采用搭接电弧焊或帮焊，焊缝长度满足规范要求，接头分散布置，且同一截面上钢筋接头的截面面积不得大于截面面积的25%，钢筋接头应避免在基顶以上3米范围内。钢筋与模板间保护层采用同标号混凝土垫块，以确保混凝土保护层厚度。

墩（台）身、帽混凝土施工采用混凝土搅拌运输车运输，泵送混凝土施工工艺；当混凝土下落的高差大于2m时，可以悬挂减速串筒，能够有效防止混凝土离析；混凝土要振捣密实，墩帽顶流水坡要一次浇筑成型，支承垫石顶面标高准确，误差控制在0～-15mm范围以内；墩顶的预埋件如支座锚栓孔，栏杆预留孔，防震落梁及检查梯预埋件按要求准确设置，误差要满足施工规范要求。

浇筑墩（台）身、帽混凝土施工保证措施：确保混凝土外加剂质量合格，事先进行试验确认，选择最佳掺入量；拌制好的混凝土尽快运至浇筑地点，混凝土失去流动性后，不得二次加水拌合使用。并控制混凝土拌合点与浇筑地点的距离；混凝土浇筑后，外露面及时压抹，以免出现微细裂缝，为了防止表面失水起砂，先覆盖一层塑料薄膜，然后加盖保温材料；墩身墩帽模板、支架养及护棚应设置可靠的防雷、抗风措施。

墩身施工技术主要是采用模型浇灌的方式，这个需要注意的是，在拆除模具时，还需要注意混凝土的养护工作，在表面进行洒水，洒水后覆盖塑料布等防止水分蒸发，在混凝土养生阶段，需要保证混凝土的湿润，在撤去塑料布等覆盖物后，还需对混凝土撒养护液。

（三）钻孔桩施工技术

在铁路桥梁的下部结构施工中，钻孔桩施工技术能够影响到铁路桥梁的稳定性。在钻孔桩施工的过程中，需要控制钻孔机、钻孔以及桩柱的稳定性，要保证孔与桩之间的误差小于二十毫米。在钻孔前需要对钻孔的土质进行勘察，如果土质承载力较弱，需要用钢板等设备对钻孔机进行固定处理，确保孔位置的精确。根据设计图纸的测量坐标及三角控制网，用GPS或全站仪精确测出桩位中心，并以所测中心从十字交叉方向作好桩位护桩，高程控制点。确定后埋设护筒，护筒采用钢板制作，应满足钻孔对护筒的刚度及强度要求。厚度一般为6mm～12mm厚，护筒内径应适当大于设计桩径，具体数值根据采用的钻机类型确定。在埋设前先依据护桩放出桩孔位再由人工挖坑至较密实的粘性土层，用吊机吊起安放护筒，同时在下放过程中经常校核护筒中心与桩位中心是否重合、护筒是否竖直，位置核对好后将护筒周边用粘土填实，旱地、浅水、护筒埋设深度为护筒直径的1.0～1.5倍，不少于1m，对于砂土和粉土等透水地层埋设深度为护筒直径的1.0～1.5倍，换填直径超出护筒直径0.5m～1m。护筒顶面一高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.5m，并满足孔内泥浆面高度要求。护筒埋设完毕后立即检查其中心位置及倾斜度，将中心偏差控制在50mm以内，倾斜度控制在1%以内，若超出规定，则拔出重埋。作业平台上铺设枕木以保证钻机底座和顶座平稳，在护筒外侧1m处设置4个护桩，护桩十字连接即为桩基中心，确保桩孔中心、钢丝绳中心、钻锤中心在同一铅垂线上。钻机就位后，钻孔中心与桩位偏差不得大于10mm。钻孔机准备就序后，需要对钻孔进行处理，通过护筒来处理地下水问题。当钻孔达到五米左右时，要考虑到地下水对钻机的影响，通过适当调节钻机的速度，控制钻机的稳定性。为了防止断桩情况发生，灌注前要保证导管下口距离孔底30～40cm，首批混凝土的储量必须充足，一旦拔球，混凝土必须连续灌注，保证整桩在混凝土初凝期内灌注完成。清除导管外一切阻碍物，避免提升时挂着钢筋笼。混凝土灌注到钢筋笼底部时，可适当减慢灌注速度，随着导管埋深加大可逐段拆除，防止钢筋笼上浮。在灌注过程中要保持水头差，控制导管在混凝土中的埋入深度，灌注时周围避免过大的振动。

（四）承台施工技术

承台施工技术主要与排水技术相结合，当承台在施工时，需要注意地下水位等因素，当地下水位比较低时，可以直接挖开施工，但是如果地下水位较高时，就需要先进行降低水位处理，再进行施工。当地下水位较高时，我们可以在施工位置附近进行挖坑，在坑四周的水都流向坑中后，将坑中的水排出。在挖坑排水技术中，要在施工现场分析地下水的渗透能力，根据地下水的渗透能力确定需要挖坑的数量，在正常情况下，坑与坑之间的间距保持在1.5米左右适中。在排水时可以利用集水箱，根据压力的原理将坑中的水抽到集水箱中再排出，需要注意的是在排水时控制好集水箱与坑中地下水之间的压力差。承台施工的主要建筑材料是混凝土，大量的混凝土具有特殊的特点，就是内部与外部的温差比较大，可采用水管冷却法进行降温处理。水管冷却法的排列方式可采用矩形方式排列，冷凝管的上下层间距为1.0m，水平的间距为1.5m。水管冷却的通水方式：必须安排专人负责冷凝管通水。混凝土浇筑完成表面初凝后即开始通冷却水，保证进水口进入的是冷水（常温水），进出水口每8小时进行交换一次，能够使得大体积混凝土内部温度比较均衡降低温度及裂缝出现的可能。在承台施工时，应该着重解决这个问题。未防止混凝土开裂还可以优化混凝土配合比设计。通过试验可合理选用低热水泥和用量，并掺入适量粉煤灰，“超量”取代部分水泥，降低水泥水化热；掺适量缓剂，并在浇筑的过程中控制混凝土浇筑速度，延迟水泥水化热释放，从而降低混凝土的温升值。由于承台施工需要下挖到承台的标高后再进行浇筑，因此在施工中需要对承台进行保护，当陆地上地质条件较差或开挖防护高度大于3m时可以采用钢板桩作为防护措施，但是需要做好防水措施，在钢板之间的接缝处需要涂抹具有防水作用的胶。在钢板桩的缝口可以使用布条、棉絮等物质进行填堵，然后再涂抹防水胶。在承台挖掘完工后，做好防水工作后就可以进行排水处理，排水后就可以进行浇筑承台，在底部先浇筑混凝土垫层，垫层完成后可进行承台浇筑。

（五）钢筋骨架安装技术

在铁路桥梁下部结构设计中，钢筋骨架是常用的材料，因此钢筋骨架安装技术也十分重要。在钢筋骨架安装时，主要应用的是加劲筋成型法。首先要做好加劲筋圈，然后与钢筋对齐后进行焊接。对预制的钢筋骨架应逐节丈量长度，计算合计的长度要符合设计要求，进行顺序编号，防止短笼情况发生。制作完成后，需要放置在干燥阴凉的环境中储存。当两节钢筋骨架对接时，要保持上下节中心线一致，不许出现偏斜、弯扭的钢筋笼。钢筋笼吊放时为了防止其吊装时变形，钢筋笼每道加劲箍内设置十字内撑，将要进入孔口时再将其拆除。吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，正反旋转和随起随落使其下放。若无效，停止下放，并检查原因，及时进行处理。钢筋笼吊装后不能与护筒连接固定，应在护筒上方设置横梁固定，不得高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否出现塌孔。

总结：经济发展的同时，铁路桥梁工程也在不断的发展，在铁路桥梁工程建设的过程，不断有新技术涌现，使我国铁路桥梁工程的建设水平不断提高。铁路桥梁的建设与我国发展息息相关，因此在桥梁建设中，施工安全与质量十分重要。本文研究了铁路桥梁施工中应用的一些技术，比如桥台施工技术、承台施工技术、墩身施工技术等，通过对铁路桥梁基础以及下部结构施工技术的研究，确保铁路桥梁的施工质量。

参考文献

[1]屈红伟.基于公路桥梁下部结构施工技术的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（35）：175-176.

[2]杨崇轩.公路桥梁下部结构的施工技术探究[J].工程技术：文摘版，2017（1）：00228-00228.

[3]林萍.公路桥梁下部结构施工技术要点分析[J].工程技术：引文版，2016（11）：00103-00103.