关于桥梁建筑施工技术

摘要：桥梁建筑在国民经济生活中发挥着重要的交通功能，在防洪、抢险与救灾的紧要关头也显示出强大的支撑作用。笔者依据多年实践经验对桥梁建筑与洪水之间的相互影响以及建桥对河流洲边滩的影响进行了阐述。
关键词：桥梁；防洪；影响；桥墩
桥梁作为交通建设的重要组成部分，伴随着国民经济的发展桥梁建筑的数量也在急剧增加。大型桥梁是连接河流两岸陆域的重要通道，因此桥梁在生活中，商业中，交通运输中都发挥着重要的功能。另外独特而又关键的一点是在防洪、抢险与救灾的紧要关头更是显示出强大的支撑作用。由此可见，必须正确认识到桥梁建设中的各个方面的问题，妥善处理否则有可能造成桥毁人亡，给国家和人民生命财产带来严重危害。

1 桥梁建筑布置及施工注意事项

1.1 桥墩不能布置在堤顶与迎水坡上

在防汛期间必须保证防洪堤顶畅通无阻、堤身安全稳定。否则前者将导致防洪行动迟缓，贻误抢险战机；后者有可能发生土体滑动或渗透破坏造成溃堤决口。根据《堤防工程设计规范》的要求桥墩不应布置在堤顶或迎水坡上。如果不能避开堤身，需要将桥墩布置在背水坡时，要满足抗滑和渗流稳定的要求，同时要特别注意堤身与刚性构筑物接触面发生接触冲刷的危害。

1.2 河道施工不能影响行洪安全

由于大型桥梁桥身长，穿越的滩地河道宽阔，工程量较大，施工设备、物料器材较多等因素会影响到河道滩地的行洪能力，各种施工工序与施工机械对堤防也会有一定的伤害，甚至为了方便，局部地段破堤施工，这些影响因素都会降低堤防的防洪功能。因此，必须事先制订详细周密的防洪方案和计划，才能临汛不乱、减免损失，否则洪水会给堤防两岸和施工现场带来巨大灾难。
2桥梁建筑对河流洲边滩的影响
近年来，在桥梁设计中大多采用大跨度桥型，且桥墩在河床横向断面上呈不均匀分布，主跨跨度大对水流影响较小；边跨墩多且密时，阻流的作用较强。因此，建桥后桥址河段的水流泥沙运动呈不均匀性。这时，河床中洲滩的演变及其对水流泥沙运动的影响更为复杂。

2.1 桥址上游水位变化

建桥后，由于桥墩减少部分河槽过水面积而产生阻水作用，使桥址上游一定距离内发生壅水。对于同一桥型而言，桥前壅水随来流量的增大而增加，且流量越大，比降越陡，壅水的影响范围就越小；不同的桥型在相同流量下，桥墩阻水面积比越大，水位变化就越大；阻水面积比相同时，不同桥梁的壅水高度也会不同。即使桥梁阻水面积比相同，桥型不同，其上游壅水也不尽相同。这是因为不同桥梁的桥墩在河床断面上的横向分布不同，对水流在横向上的约束不同。建桥后，随着河床的局部冲刷，桥梁上游的壅水有可能降低，但在建桥初期或桥址位于抗冲能力强的河段时，壅水影响有时会较大。 我国实际观测到的桥前最大壅水高度可达

1.5~

2.0 m。

2 建桥后桥址及上下游河段流速、流向变化 2.2.1 桥址及上下游河段流速变化，由于桥墩的束水作用桥墩之间的流速因建桥而增大。枯水时，桥址断面的平均流速增大0.07~0.17 m/s，变幅为13%~31.5%，最大垂线平均流速增加幅度为13%~19%。由于受到桥墩的阻水、引堤和桥台的挤压干扰作用，河道中的垂线平均流速在横向上的分布发生局部变化。建桥后的桥位上游流速有所减小，且流速在河道横断面上的变化幅度不同，在桥墩较密的地方变化较大。在桥址下游一定范围内，因桥墩、桥台压缩水流，过水面积减小，流速增加，且距桥址越近的地方影响越大。白沙洲大桥模型试验结果表明，桥址主跨下游流速的增大值为0.01~0.18 m / s，变幅为 5%~10%。
2.2.2 桥址附近表面流向变化，建桥后由于来流量和水流流向不同，从而导致桥墩与水流流向的夹角也随之改变。如果桥梁位于河道的弯道段，在大水取直和枯水主流贴凹岸而行的情况下，水流表面流向与桥轴线的法线方向夹角变化很大，流向变化也会较大。不同桥型设计主跨或通航孔的范围不尽相同，在相同的流量下，水流流向与桥轴线法线方向之间的夹角也会不同，从而流向的变化亦不同。

2.3 不同桥型对洲滩演变的影响

1）当桥址设在洲滩上时， 建桥对桥址处洲滩的影响将会很大，且不同桥型的影响不同。主跨面的主跨区越易冲刷，主流区宽度

摘自：毕业论文 格式www.udooo.com

变化越大，洲滩范围缩小一般设在主流区。主跨的宽度越小，桥墩个数越多。边跨多设在岸边或洲滩上，边跨的跨度愈小、桥墩数愈多，阻水面积就越大，边跨断面处及其上游一定范围越易淤积。滩高增加，洲头淤高扩大，过水量减小，边跨下游的洲滩淤积量也会增加。
2）当桥址未设在洲滩上时，桥主跨河床易冲刷，桥址下游的洲滩也会发生冲刷，滩头会缩小。如果边跨较密，边跨上游易淤积，可能会形成边滩，边跨的下游靠近桥址附近也会有淤积，其冲淤幅度随主、边跨的宽度及桥墩疏密程度的变化而变化。目前，桥梁设计多采用主跨大桥墩少、边跨墩数多的桥型。若桥址处无洲滩，建桥后很可能产生边滩；若桥址处有边滩，则边滩淤积范围会上延扩大，滩高增加， 桥址断面附近靠边跨一侧的边滩会淤积扩大。位于武汉长江大桥下游
6.8 km 的武汉长江二桥，是主跨为400 m 的斜拉桥。大桥建成后，其左侧（边跨）流速减小，右侧（主跨）流速增加，从而改变了水流在河道横向断面上的分布，对大桥下游天兴洲北汊有一定的促淤作用。

3 洪水对桥梁建筑的不利影响

3.1 冲刷造成桥墩深陷和倾覆

1）在河水、泥沙及河流所经河段断面形态的综合影响下，天然河流会产生自然演变冲刷。对于河床的自然演变冲刷，目前尚无可靠的计算方法。在设计桥位时，一般按河床50 a 的稳定程度，通过调查或利用桥位上、下游水文站历年实测断面资料分析确定。
2）建桥后，由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小，从而引起桥速的增大，水流挟沙能力也随之增大，造成整个桥下断面的河床冲刷。一般冲刷用hp表示，表示当一般冲刷完成后从设计水位算起的垂线处水深（即计算垂线处天然水深与一般冲刷完成后河底被冲刷深度之和）。
3）流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，水流结构发生急剧变化，形成复杂的旋涡体系，剧烈淘刷桥墩迎水端和周围的泥沙，形成局部冲刷坑。当趋于平衡时，冲刷坑外缘与桥墩前端坑底的最大高差，即桥墩最大局部冲刷深度。在没有导流堤时，桥台突出于洪水中，在河滩流量较大时的冲刷十分严重。建桥时，一般规定桥梁的明挖、沉井、沉箱等基础基底，按其重要性和维修加固难易程度，埋置在河床最低冲刷线以下2~5 m。

3.2 洪水飘浮物对桥梁的冲撞

在有流冰（凌汛）、漂木、泥石流等飘浮物的河流中，会增加桥墩额外的负担，对桥梁产生不利影响。在设计桥孔和布置桥墩时应特别慎重，在桥墩上游端设破冰凌或其他防护设施，有时还应考虑小型水库溃决造成的影响。
4 结语
在河流上兴建桥梁，会破坏建桥河段原有的平衡状态，使桥址附近上、下游的水位、流速、流向、单宽流量等发生变化，从而引起建桥河段的泥沙冲淤变化，并对河道中洲边滩产生明显影响。不同桥型对洲边滩的影响不同，其冲淤幅度随桥梁的主、边跨宽度及桥墩的疏密而改变。目前主跨宽度大、边跨墩数多的桥型，建桥后桥址处易形成边滩，且桥址附近靠边跨一侧的边滩也会淤积。河道桥梁壅水在流量小时并不明显，在洪水期较为显著，对沿河两岸堤防造成影响，使防洪安全受到相应的威胁。如果流量过大，使洪水漫过桥梁，则有可能冲毁桥梁，造成更大的灾害。所以本人结合了洪水对桥梁施工的几个阶段造成的不同影响而浅谈了施工过程中需要注意的细节。个人认为桥梁的施工具有其特殊性，稍有不慎必将酿成大祸，所以科学的严谨性不容小视，广大施工人员一定要重视起来，技术的精通固然重要，职业的道德的塑造更应该作为我们这一行业的首条提出来的。以上是个人见解的阐述和展望，大家一起学习共勉！