浅谈对我国高速公路桥梁下部构造施工技术的应用与研究

浅谈对我国 高速公路桥梁下部构造施工技术的应用与研究

李海龙

广东添虹交通工程有限公司

摘要：在对桥梁的下部构造进行施工时，施工人员首先要对施工区域的基础条件进行了解。同时设计人员也应该考虑到外界的所有影响因素，设计出针对性的方案，以此来保证施工可以顺利进行。社会的不断发展使得建筑工程的规模也越来越大，除了市政建设以外，国外也越来越看重对高速公路的建设，由于高速公路的结构较为复杂，因此也加大了施工的难度，尤其是对于道路工程的桥梁结构在进行施工时，其下部和桩基的构造直接决定着其建设完成之后的稳定性能，所以为了保证其在投入使用以后的安全性能，施工人员一定要应用科学合理的施工技术来进行施工。本文以俄罗斯大道分离式立交桥为例，着重讲述了在对高速公路的桥梁结构进行施工时，其下部构造的施工技术和测量技术。以此来供相关人士参考交流。

关键词：高速公路；高速公路；桥梁构造；施工技术

引言：

俄罗斯大道分离式立交桥全长611.04m。根据本工程实际作业情况，施工测量拟采用全站仪来进行，平面控制网联测、布设采用全站仪；高程控制网采用NA2水准仪进行三等水准测量；使用全站仪和水准仪进行施工测量放样。选用合理地施工技术可以有效地加快施工的效率，与此同时也能保证施工的质量，在对高速公路进行建设时，由于牵扯到一些桥梁结构，而对其底部的施工质量直接影响着整体建设完成后质量，尤其是对于高速公路而言，桥梁结构的安全性能一定要作为施工人员在施工过程中的首要考虑因素，为了保证其整体结构的安全性，就要利用科学合理地施工技术来对桥梁结构下部的构造进行施工。

一、下部构造的施工技术

1.1 桥墩

当桥梁的高度低于40米时，选用的桥墩通常情况下为柱式墩，其根据结构的样式主要分为方柱或者圆柱。圆柱的施工相比于方柱更加方便施工，主要适用于平原地区。但从抗弯刚度上来讲，方柱的抗弯刚度更大。可是方柱也存在有一定的缺点，就是在进行墩柱的施工时，需要增设桩帽，因此增加了工程量，从工程造价的角度讲，其存在着较大的缺点。除此之外，增设的结构容易影响到边坡的稳定性，所以在对具体的桥墩结构样式选择时，还应该根据地形以及其上部结构形式要求来选择出针对性的样式。

1.2 高墩

在对高墩进行施工时，首先需要保证在施工过程中桥梁墩的稳定性。因此在具体的施工过程中，需要按照设计规范的要求来进行施工。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）中的条文明确提出。“当10/h>30时，构件将变成失稳破坏”上述不等式之中的10代表的是受压柱的长度。其具体的取值与多种因素有关，包括有上部构造的重量以及施工状态等^[1]。

1.3 下部构造形式的选择

高速公路公路的路基形式主要分为两种，一种是整体式路基，另一种是分离式路基。为了提升对土地资源的利用率，减少施工过程中浪费，通常情况下均使用的是整体式路基，但对于一些中等或者更长的隧道形式在进行选择时，由于受到施工技术以及外界因素的限制，通常选择的是分离式路基。而对于绝大部分高速公路道路工程来讲，其均使用的是整体式路基。因此对于桥梁的下部构造形式，也就有两种形式，一种是整体式下构，另一种是分离式下构，在对其下部构造进行设计时，通常使用的分离式下构，即双幅四柱的形式。而对于高墩的长桥，设计人员在设计的过程中，为了有效落实环保政策，减少开挖量，此方式便不再适用，此时就需要选择整体式下构，即双幅两柱的形式，此不仅可以满足设计中对环保的要求，还可以节约施工的成本^[2]。其相较于双幅四柱的形式而言，在条件相同的情况下，有着诸多的优点，主要体现在下部构造中的横纵向刚度上，其均为双幅四柱模式的两倍。但运用整体式路基时，也应该考虑到在车辆行驶的过程中对扭矩的影响，因此在对梁进行设计时，应该注意帽梁的设置。在实际的桥梁建设过程中，无论是选择哪种方式，都应该结合所有的因素进行考虑，保证其能够在最大程度上满足施工的要求。

1. 4. 桥台

在对桥台进行设计时，通常选择的桥台有三种形式，一是重力式U型台，二是肋板台，三是桩柱式台。但是在实际的工程中最为常用的是重力式U型台。其也有相关的规定，如《墩台与基础》中已经明确指出，选用该结构时，填土的范围主要为4米以上，但不能超过十米。在高速公路中建设桥梁时，要根据其对地形进行设计，因此设计人员在设计过程中可以将其合理的分阶设置^[3]。而对于桩柱式桥台，因为其抗推刚度相对较小，因此为了保证其稳定性，应该设置在台背填土高度较低的地区。对于肋板台，其相较于桩柱式台适用范围更广泛，但是台背的填土高度也不能过高，通常情况下在设置时，对其高度控制在12米以内。高速公路通常情况下纵向地形均过于陡峭，所以在对边坡设计时，不会设置成锥坡，此就加大了设置桩柱式以及肋板台的难度。除此之外，对于有些地质条件过差的地区，在进行桥台建设时，还需要对其基础进行处理。

1.5 基础

在对高速公路桥梁基础进行处理时，通常情况下有两种结构方式，一种是扩大基础，一种是桩基础。其各自有着适用的范围，扩大基础主要应用于地质情况良好的高速公路，并且同时选用的是分离式扩大基础。而对于桩基础，主要适用于地质条件较差的地区，在对桩基础进行施工时，具体的施工方法也主要有两种，一种是为挖孔桩，一种为钻进桩。但是对施工方法在选择时，也要结合实际的施工条件选择针对性的方法进行施工。对于挖孔桩，该工艺可以有效节省施工的成本，但是其受地质因素的影响较大。钻孔桩可用于地质较差的施工环境当中，但是其在施工时，工艺相对较为复杂，所以设计人员在对方案进行设计时，应该结合具体的情况进行选择，尤其是对于一些较为恶劣的环境，其地下的水位较高，与此同时，在地层中还含有各种有害气体，在对这些地方进行方案的设计时，需要进行严格的分析，确保施工的安全。

二、测量技术

2.1 施工测量
桥梁工程施工测量：在桥梁施工前要根据施工图纸，计算所有结构的高程和位置，并将重要结构物的中心桩号及坐标值、高程数据等报请监理工程师验算认可后方可进行桥梁结构物的施工定位。

（1）桩基施工定位

俄罗斯大道立交桥桩基础均为PHC预应力管桩，首先要根据施工图计算出桩位坐标，使用全站仪放出管桩位置，放线人员之间利用对讲机进行沟通。

（2）周边建筑物及管线监控体系布设
桩基施工前，对周边建筑物及管线监控体系进行布设，同时对周边建筑物及管线留置原始影像资料，施工过程中定期进行复测检查。
2.2 基桩施工
该工程PHC预应力管桩总计474根，其中14#、15#主墩桩长原设计为25m，试桩后设计变更为22m，13#、16#过渡墩桩长原设计为20m,试桩后设计变更为18m，其余桥墩桩长原设计均为18米，试桩后设计变更为16m，桩径均为0.6m，管桩均分两段进行预制，22m桩按10m、12m配桩，18m桩按10m、8m配桩，16m桩按10m、6m配桩，基桩在越南太平洋管桩公司采购，水运到金边码头，到达金边码头后利用平板车转运堆放在项目部主基地，第一批桩预计6月中旬旬到达现场，桩长主要以10m和6m为主，后续管桩按施工进度及时采购运输堆放在主基地。施工区域处于闹市区，噪音控制要求非常高，晚上施工不得产生过高的噪音扰民,综合考虑采用静压PHC预应力管桩施工工艺进行施工。基桩正式施工前先进行试桩，试桩数量为两根，分别为18m与25m。

2.3 场地布置
按基桩施工顺序和现场实际条件，桩基施工现场利用铁马以三个桥墩为一个批次分段进行可移动围挡(两个批次桩基施工完成后，利用彩钢板进行全封闭围挡，后续施工同步跟进）,一个批次桩基施工围挡80m（桥台边桩施工围挡100m)，晚上施工时围挡宽度14m（边桩施工围挡16m），白天桩机停放在原有道路中间位置，围挡宽度为10m。同时，合理安排每个桥墩边桩施工作业时间，尽量安排在晚上12点后进行施工，在保证桩机所需施工作业面的同时，确保现有道路正常通车，并在俄罗斯大道围挡两端设置四块砼块，由内向外侧依次安装道路施工、禁止通行、限速及导向四块标志牌，施工过程中在标志牌前安排专人24小时进行交通疏导。桩机施工时间安排在晚上22:00至次日凌晨6:00。基桩施工场地布置图（以施工桥墩27-29#一批次纵向中间排基桩施工为例）。

三、施工测量

3.1 对工程质量的跟踪检查

通过对施工现场的跟踪检查，我们可以发现许多施工中工程质量问题。负责现场检查的质量监督管理人员要勤勤恳恳，步步紧跟，在检查过程中要多跑工地，针对每一个施工步骤都详细观察，并做好检查记录。在检查过程发现问题要现场解决，不能坐视不管，任由事态发展，而要将质量安全隐患消除在萌芽状态，尽量减少返工，减少资源浪费，节省施工时间。对于施工现场的施工人员，质量监督管理人员要督促其按章办事，按要求施工，对混凝土的砂石料、水质水量的准确度，钢筋的施工规范与质量，模板的搭建等项目随时抽查。同时，质量管理人员还要熟悉每一个施工步骤，对这些项目都能亲身示范，以求达到规范要求。施工中遇到突发的难题，管理人员要积极参与解决，而不是将施工质量问题一味推卸给施工人员。质量管理人员只有将调研工作做细致，做扎实，才能保证工程质量。

3.2 设计质量对于施工质量至关重要

在目前的高速公路施工中，血多施工单位及监理单位都对提高设计质量提出了严格要求。设计质量对施工质量的好换至关重要。例如，高速公路的互通立交施工，就要求在设计中对实际地质资料进行详细考察，避免出现根桩长度与设计数据不吻合的状况，这样就可以避免人力、物力、财力的浪费，也给施工减少了很多麻烦，大大节省了施工时间。在设计时要对地基承载力等因素详细考察，避免出现不必要的麻烦和损失。如果在设计中对加固基础等因素考虑不周，不采用碎石、砂砾等垫层进行补强处理，就会出现盖板涵基础的地基承载力不足，致使整体结构出现部分沉降，导致工程出现裂缝的状况。迫不得已只能进行返工，对基础重新加固处理。这样不仅不能保证工程质量，还会延误工期，造成不必要的损失，所以，在设计基础时必须要严格谨慎。因为返工处理的工程绝对不如一次性浇筑的质量好。提高设计质量可以为施工单位，监理单位以及建设单位省下许多不必要的麻烦。但是，就目前国内高速公路的设计状况而言，情况着实令人担忧，由于上马工程较多，设计单位的工作量非常大，许多工程设计很难做到精心勘测，高标准设计。再加上相应的监管体制又相对欠缺，造成了许多设计问题在施工过程中才逐渐显露出来。而让施工单位把握质量安全的最后一道关卡，是一件让人担忧的事情。如果施工单位的水平很高，可以提前发现质量问题，能及时解决，相对还好一些，但是许多施工单位水平一般，设计问题只有在工程完工后才能发现，这就比较棘手和头疼了。有些工程设计在实际施工中，从桥墩的基础、整体构造等都发生设计变更，不断的变更和复杂的变更图纸给施工单位造成了许多麻烦，实际施工中很难做到按图施工。许多问题都是要施工单位来拿出解决方案再上报审批，这是将设计单位的工作强加到施工单位的头上。无形中给施工单位增加了许多精力花费与资金损失。

四、结束语

在对桥梁的下部构造进行施工时，施工人员首先要对施工区域的基础条件进行了解。同时设计人员也应该考虑到外界的所有影响因素，设计出针对性的方案，以此来保证施工可以顺利进行。而施工人员也不能就此止步，还应该在未来的社会发展过程中不断地摸索更加先进的施工技术，不仅能够加快施工的效率，还可以保证施工的质量，为企业创造出更大的效益，以此来实现自身的长足发展。

参考文献：

[1]李亚卓,陈文俊.高速公路桥梁的设计方法与实践思考[J].交通世界:工程技术,2020.

[2]魏平,孙金,葛梦澜.高速公路标准化跨径桥梁设计要点[J].筑路机械与施工机械化,2020,33(10).