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公路桥梁基础

周敏

公路桥梁基础正文

把公路桥梁自重以及作用于公路桥梁上的各种荷载传至地基的建筑物。

桥梁基础有多种分类方法。例如,按埋置深度可分为深基础和浅基础;按所在位置可分为旱地基础和水中基础;按施工方法可分为明挖基础、桩基础沉井基础、管柱基础、气压沉箱基础等。

明挖基础在基坑中用石料混凝土直接在天然地基上或人工地基上砌筑成的基础,又称直接基础。这种基础的埋置深度至少应低于天然地面或河床底面1米,在有洪水冲刷处或在冻胀土中应埋置在洪水冲刷线和冻结线以下的规定深度。明挖基础的施工方法简单,一般是先开挖基坑,而后砌筑基础。较深的基坑应分层挖成阶梯形。有地面水时则采用围堰或采取改河等办法施工。基坑内的水一般用水排出,特殊情况可用井点法降低水位,或用冻结法阻止水渗入基坑。在地基坚实处,在整平地基后即可进行基础砌筑;在地基软弱处,可用砂垫层、砂桩、纤维排水带等方法加固地基;在岩石地基处,应清除风化岩;在基岩裸露受到冲刷处,可将基础嵌入基岩中或采用锚固措施稳定基础。较厚的基础应分层砌筑,每层缩进的距离应满足基础对刚性角的规定要求。

桩基础由设在地基中的长柱形杆件(桩)组成的基础。桩基础可在土质差、洪水冲刷严重、持力层较深的地基上修筑。这种基础修筑工程开挖土方少,施工进度快,用料省,成为常用的一种深基础类型。

桩基础由桩和承台组成。单排的桩在桩顶用盖梁联结的称为单排桩基础。在多根桩的顶部用刚性承台板联结的称为群桩基础或多排桩基础。大直径桩也可单根作成基础,称为墩式基础。承台高出地面时称为高承台桩基础,低于地面的则称为低承台桩基础。

桩基础主要应用钢筋混凝土桩、桩(管形、 H形等)和木桩。钢筋混凝土桩按施工方法的不同,可有打入桩与钻孔灌注桩两种。此外,在打入的钢管桩中灌注混凝土,并加夯实的弗兰基桩应用也较广泛。近年来,日本还用由锁口相联接的钢管作成单墙式或双墙式钢管桩基础。不用钢管,用泥浆护壁钻孔,成孔后插入钢筋笼,灌注水下混凝土,也可筑成钢筋混凝土桩。这种钻孔灌注桩施工法在中国应用很普遍。

沉井基础运用挖除无底的箱形结构物(沉井)内部土、石的方法,使沉井逐渐沉达持力层而建成的桥梁基础。沉井基础可在各类土质的地基上修筑。但如地基中含有较多漂石或有老桥基础等障碍物时,沉井下沉较难。遇有倾斜岩面时,要整平沉井基底也是十分困难的。沉井到达一定标高后,从其底面向下钻孔设钻孔灌注桩所建的基础称为混合式沉井。

沉井由井壁、刃脚、隔墙、封底、填心和顶盖等组成。此外,为了射水下沉,有的沉井在井壁中预设射水管道和射水嘴。当沉井顶面沉至水面以下时,在沉井顶部还需设置临时防水墙,以便进行墩台的砌筑工作。井壁是沉井的本体,它有一定的厚度和重量,以便沉井在重力作用下下沉。刃脚是井壁的底部,一般比井壁稍薄,常用角钢镶面加强,以利沉井切入土、石中。在中国,曾用四周刃脚高程不同的沉井,以适应倾斜的基岩表面。隔墙设在沉井内部,以加强沉井的刚度,并可将沉井划分为若干个取土井孔。通过在不同的井孔中挖土可调节沉井在不同方向的下沉,从而避免发生沉井的倾斜。在沉井到达设计标高后,对沉井底部灌注水下混凝土进行封底,然后将水抽干并浇注贫混凝土填心,再在沉井上部安置顶盖。

沉井的平面形状有矩形、圆形和圆端形等几种;内部有单孔、单排孔和多排孔之分。竖直剖面一般为竖直柱形,有的为阶梯形。沉井一般用钢筋混凝土制作,也可用混凝土或浆砌块石制作。近十余年来,用水泥钢丝网制作的沉井发展起来,其井壁较薄,便于制造浮运。此外,用钢木制作的沉井,在特殊情况下也可使用。

沉井的施工有筑岛法和浮运法两种。筑岛法是在基础的设计位置用围堰方法筑成岛,在岛上预制沉井的底节,然后就地下沉,并逐节砌筑接高,最后拆除土岛。这个方法适用于水深小于 5米而且流速不大的地方。浮运法是在岸上制成带有浮运底板的沉井,由滑道溜放下水后,用拖船浮运就位下沉,并逐节接高。这种方法适用于流速不大而水深超过 5~10米或潮水涨落大的地方。用浮运法施工的沉井也可制成双层的中空井壁,以获得必要的浮力,下沉时可在中空井壁内注水。还可在沉井内设置钢质气筒,利用打入气筒内的压缩空气提供浮力。设底板的沉井在沉达河底时须拆除底板。

管柱基础用大直径的钢筋混凝土管桩(管柱)修建的基础。管柱最下一节带有坚强的管靴,可以切入基岩,用机具凿岩成孔后插入钢筋骨架和灌注混凝土,能使管柱同基岩联在一起。

中国常用的管柱直径有 1.55、3.0、3.6和5.8米等四种,每节长度视运输机具、起吊能力和结构上的要求确定。各节管柱之间用法兰盘连接。预制方法有立式和卧式两种,也可制成预应力的。

管柱采用振动方法下沉,也可用振动-吸泥、振动-射水等方法。管柱下沉时应有导向围囹,以保证下沉位置和方向的正确。钢质围囹在岸边拼装后浮运到墩位处下沉。管柱施工完成后,应在围囹外面插打钢板桩作成围堰,然后吸除围堰内的土,并浇灌混凝土封底。在抽干围堰内的水后建筑承台座板将多根管柱在顶部联成一体,就形成管柱基础。大直径管柱可直接承托桥墩,不用承台座板和围堰。

振动下沉管柱所需的振动力和管柱直径、沉入深度、施工方法和地质条件等有关。一般要求振动力大于被振沉系统(振动机、管柱、管柱帽)重量1.3~1.5倍。

气压沉箱基础有密闭顶盖的沉井称为沉箱。应用沉箱,并助高压空气将箱内(沉箱工作室)的水排出箱外,以便工人进入工作室内挖土,使沉箱逐渐下沉到设计标高,用这种方法修建的基础称为沉箱基础。这种方法最早应用于1851年,它的应用促进了当时深水桥墩的建设。

沉箱内的气压应保持在进入箱内挖土的工人所能耐受的水平上。然而,沉箱内的气压是需要随着沉箱下沉深度的增加而增加的,所以沉箱下沉深度应有一定的限制,一般下沉的最大深度为水下35米。这种方法的施工设备复杂,费用高,劳动条件差,工人易发生高压病、氮气麻醉病和减压病等沉箱病,已很少应用。

参考书目

交通部科学研究院等合编:《公路桥梁钻孔桩》上、下册,人民交通出版社,北京,1978。

公路桥梁基础造价信息

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公路桥梁基础常见问题

请问国内大型公路桥梁与特大型公路桥梁的标准是什么

这个用语言描述较为繁琐,还是图表更清晰直观。下图是现行交通运输行业标准JTG B01-2014《公路工程技术标准》6.0.2的规定:下图是现行交通运输行业标准JTG D60-2015 《公路桥涵设计通...

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一建《公路》:公路桥梁和隧道工程(5.8)

公路桥梁和隧道工程安全风险的评估步骤有:①开展总体分析评估,②确定专项风险评估范围,③开展专项风险评估,④确定风险控制措施。正确的顺序为()。

A、①②③④

B、①③④②

C、③①②④

D、①③②④

【正确答案】A

【答案解析】本题考查的是公路桥梁和隧道工程安全风险评估相关要求。评估步骤:开展总体分析评估,确定专项风险评估范围,开展专项风险评估,确定风险控制措施。参见教材P474。

公路桥梁施工系列手册:拱桥内容简介

《公路桥梁施工系列手册:拱桥》主要作为桥梁施工、设计等技术人员的参考用书,也可供大专院校相关专业的师生参考使用。

桥梁标准设计公路桥梁设计

公路桥桥面较宽,故将桥的上部结构按多片预制,再进行安装。 为了因地制宜,就地取材,节约钢材、水泥,拱桥在中小跨度公路桥梁标准设计中仍有其重要性。

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公路桥梁工程(highway bridge engineering)公路跨越水域、山谷及一切交通通道的构造物的规划、设计、施工、养护、维修等全部工作。

公路线路穿过江河、港湾、湖泊、水库、灌渠等水域,或跨过高差大的深谷地带,或跨过其他交通线路,为了保持交通畅通需要架设桥梁。繁华的市区有时需设由高架桥组成的高架路。旁山路线或因开凿路基工程浩大,或因地质构造不稳定,或因保护景观,有时也修建高架桥,而不修筑路基。

跨越江河的桥梁,一般设置能安全宣泄预期最大洪水的高水位桥。在季节性水流的河溪,如交通量小,为节省投资有时设置低水位桥(又称漫水桥)或过水路面。在宽阔水深的湖面和一时不易建桥的河面可架设浮桥。在通航河道上架桥,如两岸平坦,桥面不易抬高时,常采用可以移动或升高的活动式桥梁。当公路和铁路或公路相互交叉时,为了避免平面交叉可修建立体交叉桥。主要公路穿过次要道路时立交桥可以是上跨式的或是下穿式的。跨越高速公路、交通繁忙的公路以及街道时,为了行人的安全通行,可修建行人桥,从公路上方横跨公路。

公路桥梁也可同其他工程建筑物合建。有的公路桥同铁路桥合建,如武汉长江桥和南京长江桥就是铁路公路两用桥,公路在上层,铁路在下层。有的公路桥在闸坝顶上架设,成为桥闸两用桥。有的公路桥上架设输油管道或输气管道,成为兼供油气管道用的公路桥。

公路桥梁工程包括桥梁主体(即桥梁上部结构和桥梁下部结构)工程和桥位总体中附属的工程设施。附属的工程设施很多,如为了保持桥位处河道稳定的护岸、导流堤等调治水流的构造物,桥头与公路连接的引道引桥,桥面上防车轮冲撞的栏杆,保证行人安全的人行道栏杆,以及桥上号志、桥下导航标志和桥面照明设备等。此外,位于地震区的桥梁还设有防震装置,斜拉桥吊索牵索上设有防风动谐振的附加装置,活动桥设有机械装置,流冰河上的桥设有破冰装置等。因此桥梁工程同结构工程、基础工程、水利工程和交通工程有关,并同气象、水文、工程地质、建筑材料、测试技术、工程机械、美学、环境保护等学科有关,是一门综合性很强的工程技术。

桥梁的规划设计

公路桥梁的建造,首先要根据公路线路的性质和要求,以及勘察测量的资料,并结合技术经济分析进行可行性研究;然后进行技术设计,并绘出施工图纸和编制文件。这个过程即为桥梁的规划设计。

桥梁规划设计应进行的勘察测量有:

①桥址地形测量,以确定桥位;

②桥址处地层的地质调查(包括地震情况调查),以确定桥墩、桥台的位置和深度;

③河流水位、流速、流量等水文调查(包括流冰和漂浮物的情况调查),以确定桥长、跨径、桥高、基础深度、适宜施工期;

④河道通航情况调查,以确定通航桥孔大小及其桥下净空高度;

⑤交通量的调查,以确定桥的宽度和荷载等级;

⑥经济调查,以确定建筑材料的来源和运输。

公路桥梁设计的基本要求是根据所在公路的使用任务、性质和将来发展的需要,按照适用、经济及美观的原则进行设计。在技术上,一般应保证所建设的桥梁能承受施加的荷载,并能抗御自然因素的破坏作用。此外,应尽可能采用先进技术,并力求保护和美化环境。在使用上,应保证桥上能安全通行车辆,桥下能安全宣泄洪水和流冰。在流放木排的河流上木排能安全通过,在通航河流上船只能安全航行。在桥梁设计时,既要考虑桥梁的正常使用,又要考虑施工和养护的方便。

桥梁设计工作包括桥位选择,桥孔确定,桥型布置,桥长、桥高、桥宽确定,桥型结构选定,结构计算,详细尺寸和细部详图绘。

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一、专业基础知识

道路与桥梁工程技术为高职高专专业目录下设的一门专业,普通高等学校专科层次,学制3年,主要在传统工土建类专业特色突出院校开设(如,山西水利职业技术学院、安徽水利水电职业技术学院、福建船政交通职业学院(原福建交通职业技术学院)、浙江交通职业技术学院、南京交通职业技术学院、石家庄工程职业学院、安徽交通职业技术学院、湖南交通职业技术学院、四川交通职业技术学院、四川建筑职业技术学院、绵阳职业技术学院、济南工程职业技术学院、四川水利职业技术学院、贵州交通职业技术学院等)。

该专业是培养掌握道路与桥梁工程基本理论和知识,具备道路与桥梁工程现场的施工技术和工程管理能力,从事道路与桥梁工程生产一线技术与管理工作的高级技术应用性专门人才的专业人员可从事道路与桥梁工程施工技术与管理、质量管理、安全管理、资料管理、工程造价计算、以及施工监理等专业工作。

二、行业知识要求:

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