桥梁下部结构施工质量（精选8篇）
伴随我国国民经济的发展，桥梁工程的数量也逐渐增多，作为一项大型的工程项目，其所需资金是巨大的，一旦在施工的某一环节出现问题，就很可能导致停工或返工，最终造成人力、物力和财力的浪费，给企业带来巨大的经济损失，桥梁下部结构的施工是极易出现问题的环节，因此，在桥梁工程施工过程中必须加强对该环节的施工质量控制，明确施工要点，从而提高施工质量。
1桥梁工程下部结构概况
1. 工程概况
该路桥工程全长908.34km, 其中L省内555.3km, J省内270.1km, H省内有82.94km, 工程全线中有中型桥梁165座, 桥梁长度占全线总长的72.5%左右, 还包含103座特大桥, 该路桥工程中经常使用跨度小于40m的桥梁, 而桥墩整体高度小于26m时, 旱桥则要使用矩形桥墩, 河桥就要使用圆形桥墩进行建设, 因此想要保证桥梁整体建设质量, 就需要对其质量进行管控, 但是现阶段对工程质量管控方面还存在一定的问题, 需要进一步探究和解决。
2. 桥梁整体中下部结构的施工以及质量控制
2.1 桩基施工
2.1.1 对桩位进行有效控制
在桥梁桩基施工过程中, 要先保证桩位的精准性, 而在测量过程中不光是要对孔桩中心进行放样, 还要在远离桩身1m左右的位置上进行定点, 进而有效对护筒埋设的位置进行有效管控, 然后在相应施工完成以后, 将该点埋设在锁扣上。
2.1.2 对垂直度进行相应控制
在对桩基进行施工期间, 一定要保证桩基自身垂直度的实际偏差要小于1%, 然后随时对整个开挖期间进行有效的监督和检查。而对于人工挖孔桩进行检查的主要方式, 就是使用叉点掉垂线的方式来完成孔桩的检查, 并且在对护壁模板进行安装过程中, 一定要使用吊线的手段进行有效控制。
钻孔桩因为受到诸多因素的影响, 因此不能使用吊垂线的方式来对桩身自身实际垂直度进行有效检查, 因此在实际施工过程中就要保证机械的平稳性以及稳定性, 保证吊杆钩和转盘中心以及桩位中心保证在同一直线内, 同时钻杆自身垂直度不能大于1%, 并且还要随时对垂直度进行检查, 确保钻进能够保证垂直进行。如果在钻进过程中遇到基岩等情况时, 一定要降低实际钻进速度, 还要用钢丝绳进行开进, 使用吊钻的方式知道钻出一定的凹槽后, 再让钻头进行有效钻进。一旦这种方式不能进行钻进时, 就需要更换相应的钻头在进行钻进。
2.1.3 对护壁质量进行相应管控
护壁质量会直接对工程施工安全以及桩基质量造成一定影响, 如果护壁质量达不到预期标准, 就会导致孔内出现渗漏、涌泥、砼结构质量不达标以及塌孔等现象发生。所以应用人工方式进行跨空过程中, 第一节护壁要比下一个护壁要厚, 并且还要比施工现场的表面高出15cm~20cm左右;并且还要保证两个孔圈的实际中心相差小于5cm左右, 然后使用叉线对其垂直度进行检查, 以免出现护壁错位、偏差的积累, 从而导致护壁施工质量达不到工程设计标准。同时还要保证护壁更方面水平都符合设计标准, 并且要保证每节护壁要在同时时间内进行浇筑, 而两护壁之间的搭接长度要在5cm以内, 插筋时也要保证插入到护壁内部而不能插进土层中。
护壁施工时所使用的混凝提要掺加一定量的速凝剂, 不能再模板浸湿的情况下进行护壁混凝土施工。此外在拆除护壁模板时其中如果出现蜂窝状现象, 而一旦蜂窝面积大于护壁整体的10%时就需要对其进行凿除以后进行再次浇筑。
而对钻桩孔进行施工过程中, 一定要保证孔内泥浆量的充足, 同时还要充分利用其压力实现护壁作用, 有效预防塌孔现象发生, 这样一来就可以降低地下水或者是土层等方面的实际影响。然而因为使用这种方式进行相应施工, 就不能像人工方式那样可以随时对其内部的情况进行管控, 进而达到提升护壁质量的目标, 因为对泥浆各项指标进行管控能够确保护壁的质量。而泥浆中的各项性能指标见表1。
2.1.4 桩头凿除以及优化
在灌注桩施工完成以后一定要按照相应的设计标准对多出的砼结构进行凿除, 一般情况下, 会先沿着相应的设计标高的方向使用切割设备对灌注桩进行相应地切割, 然后在利用相关设备将混凝土打碎, 确保混凝土与其结构中的钢筋进行分离, 再使用相应手段扶正钢筋, 然而这种情况还会造成桩头中的预埋钢筋出现扭曲、折断等现象。因此根据实际情况可以先对其中的钢筋进行剔出, 而其他部分则是混凝土。此外, 还可以充分利用混泥土自身具有的良好抗压性, 但是其抗拉强度非常低, 因此想要拆除其中的预埋钢筋, 只需要在桩顶上方打几个孔, 并将楔子放在其中, 再施加相应的外力, 使用相应的设备对其进行敲击, 就可以使其有效分离, 最后在使用吊车把桩头进行吊走, 图1就是在剔出钢筋以后的桩头。
2.2 承台施工的质量控制
在对承台进行施工过程中, 在其基坑挖掘完成以后就要先浇筑厚度为10cm~15cm的素砼垫层, 再对垫层抹平以后将其作为承台的底模, 并且还要按照施工设计图纸的实际要求, 在垫层上弹画出相应的轴线以及钢筋的位置线。而钢筋在绑扎过程中, 要对外侧两行钢筋的相交点进行绑扎, 中间部分使用交错式绑扎方式进行, 同时还要注意的就是双向受力的钢筋一定要对其交叉区域进行完全绑扎, 同时还要设置一定的混凝土块, 进而保证垫层的实际厚度, 满足桥梁工程的设计标准。
2.3 桥梁墩身的质量控制
在墩身施工过程中的关键就是保证钢筋绑扎的合格, 预防地面中心偏位情况的发生以及防止模板连接处发生漏浆等方面。其有效的防控措施主要表现在以下几个方面上:首先, 要在墩身施工进行立模之前, 就要在承台上放样出墩身的十字线, 同时还要保证相应弹线的清晰水平, 并且还要对模面进行有效调整, 确保其能够始终保持在水平情况下。其次, 在对模板没有安装之前, 就一定要对模板进行认真且细致地检查, 如果发现出现变形的模板要经过修整以后才能进行施工使用, 而两块模板的接头处要使用海绵或者是教条封堵。再次, 模板定位以后, 周围所有拉杆松紧度要保持一致, 并且在进行混凝土浇筑以前要进行1~2次复测, 确保桥墩的位置满足施工图纸要求。第四, 模板的最低不要使用砂浆封堵, 并且要在砂浆达到相应的强度以后才能进行混凝土浇筑施工。最后, 在对钢筋进行绑扎时, 一定要按照从下到上、先长后短、一端到另一端的的顺序进行绑扎施工。只有这样才能保证钢筋绑扎符合工程施工标准。
此外, 在对桥梁的下部结构进行施工时要严格按照工程施工工艺以及相应的标准来进行, 做好工程质检工作, 同时还要将每一环节、工序的等情况进行记录, 为工程施工结束后的质检提供数据参考。一旦在施工过程中设计到高空作业就要做好相应的防护措施, 保证施工人员自身安全。只有这样才能保证桥梁整体质量得到提升。
结论
总而言之, 在对桥梁下部施工时, 一定要按照相应的施工工艺及标准进行施工, 不仅能够有效控制工程投资成本, 还能对其结构质量进行有效地控制, 确保工程整体质量水平得到提升, 进而更好地为社会和人民进行服务。
参考文献
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[2]邵淑红.桥梁下部结构的施工工艺及质量控制[J].黑龙江科技信息, 2013 (22) :56.
[3]周龙, 南雄.桥梁下部结构施工及质量控制[J].建筑工程技术与设计, 2015 (7) :89.
【摘 要】桥梁的下部结构属于市政桥梁建设中的重要结构，其施工质量不仅会影响到桥梁的整体质量，还会给桥梁的正常通行产生一定的影响。本文主要分析了桥梁下部结构的设计、施工技术和保养措施，并重点讨论了其质量控制的要点，希望对提高桥梁的下部结构施工质量能起到一定的积极作用。
【关键词】市政桥梁；下部结构；施工技术
0.前言
市政桥梁工程的下部，由于其位置、受力的重要性，更要对其加以重视。下部结构直接影响市政桥梁的安全性、实用性和耐久性。
桥梁的下部结构包括桥台、桥墩和基础等。它们各自都起着重要的作用。桥台的主要作用就是支承桥跨结构的结构物，。桥墩通常是指位于多跨或者大跨越桥梁的中间的支承物。它承受着较多的载荷，除了上部结构传递下来的载荷之外，还包括风力、流水的压力以及某些地区冬天由于天气冷而可能出现的冰载荷，再有就是由于突发事件的撞击力等。基础的作用就是承受由上部结构传来的载荷，并将载荷连同自重一起传给地基。
桥梁下部结构除了受以上的载荷之外，还会受到雨水的侵袭或者洪水的冲刷，在地震带，还极有可能受到常年地震的影响；还有一个重要的影响因素就是过桥车辆自身的逐渐加重，必然会带来桥梁下部结构负荷的增加。基于此，桥梁下部结构的质量控制就显得极其关键。
1.市政桥梁下部结构质量管理控制
要想从根本上控制质量，那么就要从桥梁的设计阶段、施工阶段以及后期的养护阶段这三方面考虑，采取相应的措施，保证桥梁的结构安全。要在整个工程施工阶段对工程质量进行监督，这样才能保质保量的顺利完成工程，而这其中最主要的环节当属施工阶段。
1.1设计阶段
由于不同桥梁所处的地理位置也不尽相同，因此在不同的地理位置条件下，要拟定不同的设计及施工方案。这就要求工程设计单位在设计阶段就要对桥梁工程所处的地理位置进行考察，在确定桥梁下部结构的设计方案前还要经过专业的论证及专家的研究，这样才可以尽可能的确保设计方案的可行性及工程的安全性等。
1.2施工阶段
由于需要修建桥梁的地方大都是地理位置比较特殊、交通不是很方便的地方，因此施工环境大都比较复杂。这也就形成了桥梁施工的施工时间长、施工难度大以及投资费用大等特点。这些特点当然也就需要较高的施工技术及施工工艺。因此在工程投标时要选择有资格认证的施工单位；从施工开始到结束，整个施工过程都要做好监理工作，确保工程的质量；待工程结束进入验收阶段，还要严格审查质量问题，不能够“差不多”应对。具体说来要从以下几方面进行质量控制：
1.2.1钢筋质量控制措施
采购阶段的控制，采购的钢筋一定要经过检验而且一定有出厂质量保证书，坚决不能采购没有保证书或者检测不合格的钢筋；对采购回来的钢筋也要再次进行随机抽样，并由专门部门进行试验，待试验合格后才能够使用。
钢筋焊接环节。焊接效果的好坏直接影响桥梁的力学性能，对于焊接头也要经过严格的试验，试验合格后才能够正式作业。对于焊件也要进行随进的抽样检查，不合适的焊件坚决不能使用。焊接过程中还要对一些长度和面积有所控制，比如截面的焊接面积不得超过50%。
钢筋配料卡要通过技术主管的审核后才能开料；开料成型的钢筋要堆放整齐，并对钢筋进行编号；为了防止钢筋生锈，堆放场地还要采取一定的防锈措施；垫块的制作也要安排专人来负责，不仅要保证数量充足、规格准确，而且还要达到足够的强度；安放垫块而且要均匀。
钢筋浇筑混凝土之前一定要确保钢筋捆绑的牢固程度以及尺寸、方位等。并且由监理工程师进行验收，待监理工程师同意并且验收合格之后才能进行浇注；在浇筑过程中还要派有经验的钢筋工轮流值班，以便处理在施工过程中发生的一些问题。
1.2.2混凝土的质量控制措施
混凝土的配比要根据混凝土的强度要求，并且结合实验配合比和现场砂石料的含水量来准确计算，并经得监理工程师的同意后才能够使用。在配比过程中，要派专人监督执行情况并随机检查。
1.2.3承台、墩柱及帽梁的质量控制措施
承台施工时，桩头要严格按设计要求和规范要求处理，且严禁桩头积水或有松散混凝土块。承台封底混凝土要求密实，不漏水，并采取相应预防措施。 承台大体积混凝土庆采取温控防裂措施，防止承台混凝土因水化热过大而出现裂缝，影响质量。模板安装前，应进行试拼，并编好号，以保证模板间接缝的严密，安装时按编号顺序进行。模板要严格除锈，以免锈斑粘在混凝土表面，影响混凝土外观质量。采用落地支架施工时，要进行预压，消除沉降及非弹性变形，采用万能杆件作支架时，要计算挠度，安装模板时要预拼。加强混凝土外观质量的控制。所有混凝土外露面均不得进行装修。
1.2.4施工管理的措施
工程项目实施工队长负责制，质量控制执行网络管理，层层把关，分层落实，做到各负各其责，责任到人。质检工程师实行一票否决制，各道工序设立专职质检员，班组投质量检查员，确保整个施工过程的质量监控。严把材料质量关，所有原材料须有质保书（合格证）并及时取样送项目部中心试验室检测，经监理认可后方能使用。施工前组织员工进行质量教育，加强质量意识，分层技术交底，学习施工组织设计的有关规定内容，熟悉图纸，了解设计意图，自觉按施工规范施工。加强设备机具保养维护工作，使之能始终保持良好的运行状态。做好现场施工调度，合理安排工程进度，协调各工种、工序间的衔接，解决生产中出现的疑难问题。
1.3保养阶段
做好桥梁工程的维护和修理工作也十分重要。后期保养一旦出现问题，不仅会要求工程返工、大修，而且还会导致大修期间桥梁无法正常投入使用。因此，在养护期间，有关部门要加强桥梁的养护作用，派专人进行定期定时的各项参数的采集和论证，及时发现安全隐患的存在，防患于未然。
2.市政桥梁下部结构施工注意事项
派专人到搅拌站监督检查配合比执行情况以及原材料、坍落度、试件取样、称量衡器检查校准以及拌合时间是否相符。
混凝土运抵现场后还要经过坍落度试验，达到试验规定的要求后才能进行浇筑。如果出现坍落度损失过大的情况，试验人员要采取一定的补救措施，比如在征得监理工程师同意后根据实际情况适量加入水泥浆，并且进行搅拌，在搅拌均匀后才能够浇注。混凝土的运输采用人工手推车的方式，并且保证车底密封。
混凝土采用人工手推车输送，要保证车底密封不漏浆。
在混凝土浇筑前，要保证全部支架、模板、钢筋和钢筋预埋件的干净.对于有缝隙的要进行填塞，避免出现漏洞。待一切准备完成后，并且征得监理工程师检查批准后开始进行浇注。浇筑过程中要使砂浆紧贴模板，使混凝土表面光滑。
混凝土浇注作业应连续进行，如因故发生中断，其中断时间应小于前次混凝土的初凝时间或能重塑时间，超过中断时间，应采取相应措施处理，并立即向监理工程师报告。
混凝土振捣时，振捣器的插入或拔出时的速度要慢，振捣点均匀，在振捣器不能达到的地方应辅以插铲式振捣，以免发生漏振现象。
混凝土终凝以后采取适当措施按要求保质保期进行养护，并注明养护起止日期，以免遗漏。
3.结语
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公路桥梁下部构造的施工探究
公路桥梁下部构造的施工探究
摘要：桥梁下部构造是桥梁结构的重要组成部分，本文分别就桥梁下部结构中桥台、桥墩、桩基在设计阶段、施工阶段及保养阶段的质量控制进行了探讨。
关键词：桥梁下部；质量；措施
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
引言
桥梁的下部结构包括桥台、桥墩和基础。桥台主要承受台背填土的侧压力和车辆荷载；桥墩承受上部荷载、风力和流水的压力；基础承受上部结构传递下来的荷载。桥梁下部结构在使用过程中除了受以上的载荷之外，还会受到雨水的侵袭或者洪水的冲刷，在地震带，还极有可能受到常年地震的影响；还有一个重要的影响因素就是过桥车辆自身的逐渐加重，必然会带来桥梁下部结构负荷的增加。所以，桥梁下部结构在经过多年的使用后肯定会受到不同程度上的损坏，出现各式各样的缺陷，从而影响桥梁的寿命。基于此，桥梁下部结构的质量控制就显得极其重要。
一、公路桥梁下部构造质量问题的防治措施
要想从根本上控制质量，那么就要从桥梁的设计阶段、施工阶段以及后期的养护阶段这三方面考虑，采取相应的措施，保证桥梁的结构安全。要在整个工程施工阶段对工程质量进行监督，这样才能保质保量的顺利完成工程，而这其中最主要的环节当属施工阶段。
1.设计阶段
由于不同桥梁所处的地理位置也不尽相同，因此在不同的地理位置条件下，要拟定不同的设计及施工方案。这就要求工程设计单位在设计阶段就要对桥梁工程所处的地理位置进行考察，在确定桥梁下部结构的设计方案前还要经过专业的论证及专家的研究，这样才可以尽可能的确保设计方案的可行性及工程的安全性等。
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2.施工阶段
由于需要修建桥梁的地方大都是地理位置比较特殊、交通不是很方便的地方，因此施工环境大都比较复杂。这也就形成了桥梁施工的施工时间长、施工难度大以及投资费用大等特点。这些特点当然也就需要较高的施工技术及施工工艺。因此在工程投标时要选择有资格认证的施工单位；从施工开始到结束，整个施工过程都要做好监理工作，确保工程的质量；待工程结束进入验收阶段，还要严格审查质量问题，不能够“差不多”应对。具体说来要从以下几方面进行质量控制：
（1）钢筋质量控制措施
第一，钢筋的质量控制要从采购就开始进行控制，采购的钢筋一定要经过检验而且一定有出厂质量保证书，坚决不能采购没有保证书或者检测不合格的钢筋；对采购回来的钢筋也要再次进行随机抽样，并由专门部门进行试验，待试验合格后才能够使用。第二，钢筋质量控制的一个重要环节就是钢筋焊接环节，焊接效果的好坏直接影响桥梁的力学性能，对于焊接头也要经过严格的试验，试验合格后才能够正式作业。对于焊件也要进行随进的抽样检查，不合适的焊件坚决不能使用。焊接过程中还要对一些长度和面积有所控制，比如截面的焊接面积不得超过50%。第三，钢筋配料卡要通过技术主管的审核后才能开料；开料成型的钢筋要堆放整齐，并对钢筋进行编号；为了防止钢筋生锈，堆放场地还要采取一定的防锈措施；垫块的制作也要安排专人来负责，不仅要保证数量充足、规格准确，而且还要达到足够的强度；安放垫块而且要均匀。第四，钢筋浇筑混凝土之前一定要确保钢筋捆绑的牢固程度以及尺寸、方位等。并且由监理工程师进行验收，待监理工程师同意并且验收合格之后才能进行浇注；在浇筑过程中还要派有经验的钢筋工轮流值班，以便处理在施工过程中发生的一些问题。
（2）混凝土的质量控制措施
第一，混凝土的配比要根据混凝土的强度要求，并且结合实验配合比和现场砂石料的含水量来准确计算，并经得监理工程师的同意后才能够使用。在配比过程中，要派专人监督执行情况并随机检查。第二，混凝土运抵现场后还要经过坍落度试验，达到试验规定的要求后
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才能进行浇筑。如果出现坍落度损失过大的情况，试验人员要采取一定的补救措施，比如在征得监理工程师同意后根据实际情况适量加入水泥浆，并且进行搅拌，在搅拌均匀后才能够浇注。混凝土的运输采用人工手推车的方式，并且保证车底密封。（建议采用砼搅拌车或且泵送运送方式，请老师看是否改在这样比较合理些）。第三，在混凝土浇筑前，要保证全部支架、模板、钢筋和钢筋预埋件的干净.对于有缝隙的要进行填塞，避免出现漏洞。待一切准备完成后，并且征得监理工程师检查批准后开始进行浇注。浇筑过程中要使砂浆紧贴模板，使混凝土表面光滑。
（3）其它结构质量控制措施
在承台施工过程中，桩头要严格按要求进行处理，而且要保持桩头的清洁，严禁积水或者松散混凝土块等杂物。承台的封底混凝土要密实，不能够漏水。大体积混凝土应采取温控防裂措施。在模板安装前要进行试拼、编号，从而保证模板间能够有严密的接缝，安装过程中要按编号顺序进行。模板还要进行严格的除锈，避免混凝土表面粘有锈斑，影响外观质量。采用落地支架进行施工时，为了消除沉降及非弹性变形，要进行预压处理；如果是采用万能杆件作支架时，要对挠度进行计算；所有的混凝土外露面不能够进行装修。
（4）施工管理的措施
第一，建立和完善施工的质量保证体系。建立健全的管理制度、落实各相关主体的责任制使桩基施工管理在有序、有效的控制之中,监理方面配备与工程相适应的总监或总监代表、一定数量相应的注册监理工程师、监理员。合理分配工作任务、明确职责、管理制度,落实见证取样人,旁站人员,资料整理人员,指挥调度人员。第二，加强管理、责任到位,提高操作队伍素质。保证桩基施工质量从根本上说就是要求加强管理,落实责任制,提高操作作业队伍素质。要狠抓责任制的落实,把各项要求贯彻落实到操作层中,落实到工人作业中去。第（5）严把材料质量关。
①评审供货方的质量，寻求可靠稳定的供货商，使其能供应质量达标的施工材料，随时能将所需的规格、种类、型号的材料足量送到。杜绝以次充好、以假乱真的现象发生。
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②对施工现场的材料做好记录，统计各类材料的数量和型号的使用情况。
③检查验收材料的质量，特别是钢筋、水泥、沙石等材料。在验收的过程中要对现场材料按照验收准则和既定的时间频率进行验收，贯彻落实先验收再使用的方针。例如：钢筋的检验，需要仔细的检测其连接能力和承重能力，观察钢筋的色泽和平整度。
3.保养阶段
桥梁工程的建设投入很大，因此做好桥梁工程的维护和修理工作就显得尤其重要。一旦后期保养出现问题，不仅会要求工程返工、进行大修，而且还会导致大修期间桥梁无法正常投入使用，可谓劳民伤财。因此，在养护期间，有关部门要加强桥梁的养护作用，派专人进行定期定时的各项参数的采集和论证，及时发现安全隐患的存在，避免更严重的问题出现，防患于未然。
结束语
综上所述，公路桥梁下部构造的质量好坏直接关系到整个桥梁质量的好坏，因此其施工质量控制也就显得非常重要。施工质量控制的好，那么整个桥梁才能有质量保证，一旦施工质量上出现了问题，那么很容易造成很多不必要的麻烦，不仅浪费大量的资金，而且还会浪费好多时间，劳民伤财。所以施工过程中一定要做好桥梁的下部构造的细步质量控制，这样才能为后面的施工打下坚实的基础，才能保障整个工程的质量。
参考文献：
[1]俞清.桥梁工程施工质量监理[J].城市道桥与防洪,2011(08).[2]韩冰．桥梁下部结构施工[M]．人民交通出版社，2009.[3]裴国忠．浅析建筑工程施工质量管理[J]．山西建筑，2007，（33）．
[2]陈敏航.探讨公路桥梁施工中的质量控制[J].中国新技术新产品,2011(16).最新【精品】范文 参考文献
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本次拟验收黑石子大桥基础部分，下部结构0号桥台采用重力式U台，明挖扩大基础，要求基础嵌入中风化岩石不小于0.5m，基地承载力不小于600KPa；6号桥台采用桩柱式桥台，1-5号桥墩采用矩形墩，截面尺寸为2.0×2.2m,承台采用C30钢筋混凝土承台，桩基采用钻（冲）孔桩基础，桩径1.5m，桩长采用嵌岩深度和桩底岩石饱和单轴抗压强度双控，其中桩基嵌入新鲜中风化岩层不小于3.0倍桩径，且桩底岩层天然湿度单轴抗压强度≥8.0MPa。具体设计参数如下：
0号桥台基坑尺寸8.3mx16.5m，平均深度7.66m，崁岩深度≥0.5m，基底承载力大于等于600KPa，基底标高243.30，角点坐标Z0-1:78052.498、71036.844，Z0-2:78036.530、71032.687，Z0-3:78034.439,、71040.719，Z0-478050.407、71044.876。
1号桥墩桩基桩截面D150cm圆形桩基，成孔桩长8.1m，桩顶高程226.454m,桩底高程218.354m，桩心坐标分别为Z1-1：X=78038.536,Y=71073.612，Z1-2：X=78030.793,Y=71070.597，Z1-3：X=78029.836,Y=71075.274，Z1-4：X=78037.578,Y=71077.289。
2号桥墩桩基桩截面D150cm圆形桩基，成孔桩长16.1m，桩顶高程222.089m,桩底高程205.989m，桩心坐标分别为Z2-1：X=78029.719、Y=71107.483, Z2-2：X=78021.977、Y=71105.468, Z2-3： X=78021.02、Y=71109.146，Z2-4：X=78028.762,Y=71111.161。
3号桥墩桩基桩截面D150cm圆形桩基，成孔桩长8.1m，桩顶高程215.924m,桩底高程207.824m，桩心坐标分别为Z3-1:78020.903、71141.355, Z3-1:78013.161、71139.340, Z3-1:78012.204、71143.017, Z3-1:78019.946、71145.032。4号桥墩桩基桩截面D150cm圆形桩基，成孔桩长9.1m，桩顶高程210.318m,桩底高程201.218 m，桩心坐标分别为Z4-1：X=78012.329、Y=71175.289，Z4-2：X=78007.007、Y=71173.904，Z4-3：X=78001.684、Y=71172.519，Z4-4：X=78000.727、Y=71176.196，Z4-5：X=78006.049、Y=71177.581，Z4-6：X=78011.372,Y=71178.967。5号桥墩桩基截面D150cm圆形桩基，成孔桩长8.1m，桩顶高程214.938m,桩底高程206.838 m，桩心坐标分别为Z5-1：78003.513、71209.161，Z5-2：77997.707、71207.650, Z5-3：77991.900、71206.138, Z5-4：77990.943、71209.816，Z5-5：77996.749、Z5-6：71211.327,78002.556、71212.838。
6号桥台桩基截面D150cm圆形桩基，成孔桩长31m，Z6-1：桩顶高程239.611m,桩底高程208.611 m，桩心坐标77996.154、71245.375 ；Z6-2：桩顶高程239.551m,桩底高程208.551 m，桩心坐标77992.283、71244.367 ；Z6-3：桩顶高程239.491m,桩底高程208.491 m，桩心坐标77988.412、71243.360 ；Z6-4：桩顶高程239.431m,桩底高程208.431m，桩心坐标 77984.541、71242.352；Z6-5：桩顶高程239.371m,桩底高程208.371 m，桩心坐标 77980.670,71241.345。
实际成桩时，除5号桥墩桩基加深外，各个桩的桩位、桩径、垂直度、崁岩深度、桩底沉渣及标高和承载力等均满足设计及规范要求，基底岩石最小单轴抗压强度为Z1-4:8.3MPa,5号桥墩加深数据如下： Z5-1:16.6m，加深8.5m Z5-2:17.5m，加深9.4m Z5-3:16.1m，加深8m Z5-4:17.3m，加深9.2m Z5-5:15.5m，加深7.4m Z5-6:16.2m，加深8.1m 实验检测情况；桩岩芯强度检测均达到设计及规范要求。桩基材料及设备准备情况： 砼采用中建二局商品砼(已报验)钢筋原材料及直螺纹连接送检均符合GB1449.2-2001规范要求，制作、安装等均严格按照设计图及相关规范执行 桩声测结果全为一类桩。
桥梁建设过程中工程量较大，施工过程非常复杂，桥梁上部结构的施工对桥梁影响非常大，也是桥梁建造的关键步骤，技术人员在实际工作中应该总结经验，施工过程中严格按照施工工序进行，同时必须要按照设计人员制定的施工工艺进行施工，这样才能保证桥梁的整体质量，从而提高桥梁的安全性能。
1工程概况
铁石口大型桥梁的上部结构设计形式采用的是59m+85m+48.5m变截面预应力连续箱梁，引梁使用的是30m专供预应力连续箱梁。主梁使用的是59m+85m+48.5m连续箱梁，使用挂篮悬臂浇筑施工。在开始施工前，应该在桥梁主墩承台位置上搭设支架，对墩顶进行浇筑时，使用0#、1#块，0#、1#块完成后在拼装制作而成挂篮，T构悬臂浇筑2#块～12#块，边跨13#块～15#块，使用满堂式支架，然后浇筑形成边跨合拢，再中跨合拢以完成体系的转换。
2引桥上部结构施工
引桥上部结构的施工是整个桥梁上部结构中的关键部分，也是提高桥梁质量的关键因素。引桥上部结构设计为30m先简后支连续装配式的预应力箱梁，同时将在本次工程的k25+600处，设置预制场地进行预制，施工过程中使用龙门吊，提升箱梁，采用双吊梁架设的方法进行施工。
3三跨连续变截面箱梁施工方案
3.1临时支撑设置
临时支撑对工程的整体影响比较大，由于其施工工序复杂，所以必须引起高度重视。一个T构需要设置6个临时锚固垫块，对箱梁悬臂进行浇筑时，首先要锁定上部结构的墩顶盆式橡胶支座，可以暂时将其作为固定支座。桥梁主墩通常要使用比较粗的钢筋进行临时墩梁固定措施，以避免施工中可能存在不平衡弯矩。作为临时锚固垫块地面的墩顶以及与箱梁接触的垫块顶面，施工中要使用抹浆刮平，在进行垫块与箱梁浇筑前，需要在墩顶和垫块顶部涂抹一定剂量的隔离剂以方便拆除临时锚固垫块。临时锚固垫块的上下面不能有任何填充物，同时还应该保证所有的接触面平整和光滑。
3.20#、1#块施工
0#、1#块施工工艺非常复杂，所包含的层面比较广，在施工过程中需要注意以下几方面:0#、1#块施工时使用落地托架，经一次浇筑即完成施工。0#、1#块模板外侧需要设置定型钢模板，底部需要使用竹胶板，内模结构中使用组合钢模板和部分木模板。工程中使用的所有混凝土都要在第一和第二拌和站进行生产，然后统一由指定的混凝土罐车进行运输，混凝土抵达施工现场后，使用混凝土输送泵将所有混凝土注入到预先制作的模板内。
3.3T构梁段的悬臂施工
T构梁的悬臂施工过程是一个技术性非常强的工作，对工程质量的影响也比较大，因此，在施工过程中对施工人员的素质要求相对较高。每个T构梁从2#块开始进行悬臂的浇筑施工，每个梁段在施工时需要对两侧均匀浇筑，使得所有位置都相对稳定。挂篮的结构形式主要有菱形结构，其主要是由菱形主桁架、悬挂系统、固定组织、底模结构拼接而成。挂篮完成了固定之后，将钢模板安装或者进行混凝土浇筑时，使用锚固组织将挂篮固定在已经浇筑完成的箱梁上，使整个结构都非常稳定。施工开始前，相关技术人员应该对挂篮运行状态的稳定性以及受力情况进行分析和计算，在所有梁段完成浇筑接缝的12h或者其组织结构强度已经保持在1.2MPa时，应该立即拆除端模的堵头板，同时将所有接触表面进行凿毛处理，同时在其结构外侧使用彩条布覆盖，然后喷洒适量的水分对混凝土进行养护，在下一个梁段开始浇筑之前，使用高压水枪对混凝土表层进行冲刷，让所有混凝土表层组织充分吸收水分，并且消除表层杂物。在进行新混凝土浇筑时，要加强表层结构的振捣作用，避免接头部分出现较为严重的蜂窝现象。
3.4边跨直线段及边跨合龙段施工
这个阶段的施工工艺也较为复杂，在进行施工时需要注意的问题较多，概括来说，主要有以下几个方面:支撑系统结构使用的是钢管支架，此时首先应该将支架基础安装好。支架搭设后，首先使用压砂法预压处理，以避免支架在施工时出现较大的变形量。在已经完成的地基结构上设置枕木，纵向距离控制在1.0m左右，立杆间距控制在1.0m左右，纵相间距按1.0m设置，立杆与枕木间设置可以调节的支座。体系转换时，当梁段已经达到了设计强度的90%以上时，可以设置张拉钢束，其施工过程需要依据设计要求进行，上下两个层面必须要同时进行，以保持平衡。张拉结束后拆除支架，此时桥体的箱梁由T梁变为单跨带悬臂的结构，由此实现了体系的转变。
3.5中跨合龙段施工
合龙段施工的步骤应该按照先边跨合龙后中跨合龙的方式来进行。模板安装过程中，当浇筑完成后11#两段之后，将挂篮一侧的底模支架拆掉，另一侧的底模支架应该悬挂在对面的11#悬臂端处，并且将其作为中跨合龙的吊架开始合龙施工。合龙过程中应该采取锁定设置，同时应该按照撑拉结合、低温浇筑的原则，在施工过程中应该使用刚性支撑梁来锁定合龙结构的两侧，以保证施工的安全性。
4特大桥梁施工时注意事项
4.1安装模板、支座
按照施工规范要求进行箱梁侧模、封头模以及盆式橡胶支座的安装。如表1为模板制作的质量标准.
4.2安装钢筋和预应力材料
钢筋的安装工程量比较大，且工艺比较复杂，要想提高其质量水平，需要从以下几个方面入手:安装底模、侧模并且调试完成后，捆绑牢固底部钢筋，然后根据设计图纸的要求弹出骨架钢筋所处位置的`墨线，根据弹线来捆绑钢筋，保证所有钢筋的位置以及距离均与图纸要求的相同。然后再进行腹板钢筋的捆绑。如果在捆绑钢筋时，有钢筋与波纹管干涉，那么可以将干涉钢筋切除、扳弯或者将其移位，保证波纹管的位置精确，位置误差范围控制与设计图纸要求相符。将底部所有钢筋与管道安装完成后，再进行内模的安装，
4.3悬臂施工技术
悬臂施工开始时，通常情况下是从桥墩部分开始施工，其施工方式主要有两种形式:拼装与浇筑。拼装的方式是在预制过程进行安装，而浇筑在是桥墩两侧的现浇段开始施工，而大部分的施工过程中，这两种形式是交互使用的。该施工技术的主要特点是施工过程中，桥梁结构会出现一定程度的负弯矩，桥墩则必须要承受这些弯矩，所以，该施工方式通常使用在一些施工过程以及使用过程中受力情况变化不大时，比如，在预应力混凝土的T型钢桥梁、斜拉桥等工程中应用较为广泛。如果必须要在非桥墩固结的预应力桥梁上使用该项技术，那么在施工过程中则必须要使用合理的措施，保证桥梁所有结构与桥墩都要固结完成。此时，施工阶段要完成结构体系的转换工作。此外，在应用该项技术进行桥梁施工时，会大量使用比较多的工程机械，这些设备会对工程质量造成一定影响，所以必须要加强所有施工机械设备的选取与配合使用，才能保证施工效率达到标准要求。这项技术的主要优势在于能够保证工程最终结果的整体效果，同时在施工过程中可以进行适当的调整，而更关键的是其施工速度非常快，且上下层面可以同时开展，一般来说主要使用在一些跨径大于100m的桥梁工程中。但是在桥梁施工时，需要严格控制其结构和位置的精度，并且要严格控制施工质量，确保施工的安全性。基于上述原因，悬臂施工技术才能得到很好的应用，也实现了较为严格的质量管理与控制。
4.4就地浇筑施工技术
就地施工技术则是事先在桥梁位置设置支撑架，然后在支架上浇筑混凝土，待混凝土浇筑完成后，强度达到设计规范要求后，拆除所有支架和模板。此项技术之所以使用广泛，主要是因为不用设置预制场地，也不需要大型的运输设备和起吊设备来配合施工，同时在施工过程中，还能保障桥梁主体的连续性，进而提高桥梁稳定效果。当然，该技术也有一定缺陷，如，质量问题出现频繁，且难以解决;施工时间较长;应力损失较大;施工开始前，需要准备大量模板，无形中增加了资金了投入;模板搭设过程中，支架比较容易受到洪水以及大型漂浮物的冲击，不仅影响工程质量，还会对通航产生不良后果等。
5结语
通过对铁石口特大桥上部结构施工技术进行分析可知，桥梁上部结构部分的施工会直接影响整个桥梁质量，同时对桥梁的功能、安全性以及美观产生一定的影响，其也是桥梁工程中非常关键的工序。桥梁上部施工过程中，可运用比较多的施工技术，施工过程中，要根据施工的具体要求进行，可以选择成本较低且施工效率高的方式，从而保证工程的顺利开展，同时还能提高工程质量，进而提高施工企业的经济效益以及整个社会的总体效益。
参考文献
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[4]李钊.浅谈剑河清水江大桥上部结构施工方法[J].黑龙江交通科技.2013，6:254.
(1) 在整体准备桥梁下部结构的施工图纸和施工方案的同时, 应该对于当地的地质进行勘探, 绘制相应的图纸, 制定相关文件, 同时, 也应该适合当地的相关法律法规, 根据建筑规划的桥梁的具体内容和特点, 不但要积极对于工程的施工人员和场地进行一定的布置, 也要对于施工项目进行陷阱的科学管理, 引进先进的施工工艺和技术。对于施工方案的制定, 在整体方案中, 应该更加注重对于工程质量的监管和总体进度的把控, 同时, 也应该注重成本监管等也要注意。
(2) 对于施工现场, 也应该提前进行整理和布置, 对于桥梁下部的施工规划和布置主要包括, 对于施工道路的清理, 修整, 对于现场的水电情况进行提前试行等等, 道路应该呈现一种平整的路况, 应该提前进行规划, 这种路况才能够满足施工现场大型开挖或者混凝土搅拌等大型机械进入施工现场, 施工的水应该提前兴建蓄水池进行储水工作, 对于施工中的用电情况, 也应该从旁边的电力系统中配备接应出相应的电力, 并且在旁边配用发电机。测量放样工作中, 也应该根据设计的相关内容和图纸等进行反复的测试和检测, 在整体的桥梁施工之前, 应该对于线桩以及水准点的设置进行设计, 对于精确度也应该把控, 争取做到准确无误。
2 桥梁下部基础施工
2.1 桥梁基础形式分为
桥梁的基础形式主要分为, 扩大基础, 桩基础和沉井基础等几种形式。
(1) 扩大基础施工。
扩大基础施工是作为施工基础中的一个重要部分, 其中最大的特点在于把基础底板直接放置于地基上面, 上部的重量直接通过这种底板传递到地下, 对于一些水位较低的土质或者一些持力层较浅的地质有一定的帮助。对于扩大基础的施工工艺中, 一般会使用明挖的方式来进行, 在整体的开挖之前, 根据当地的具体情况, 寻找到更加适合当地的地质的排水方法和排水情况, 设置一定的集水沟, 集水坑, 防止进水。对于基坑支护的时候, 应该在涉及到基坑支护和开挖之前进行深度设计, 对于混凝土垫底的浇筑之后才能够进行基础施工。
(2) 沉井基础。
沉井基础就是把沉井作为整体桥梁的最基本结构, 把上部结构的总体重量完全传递到地基的一种类型, 沉井的主要部分是由没有底及盖的井筒、井壁、隔墙以及刃脚等多部分组成, 沉井的主要工艺是沉井下沉, 地基清理等几部分组成的, 沉井的承载能力较好, 对于桥梁的承载力也比较好, 抗震性能也较比之前有比较好的效果, 整体来说, 一旦遇见那种对于河床冲刷比较强的地层, 可以运用沉井基础来进行下部结构建设。
(3) 桩基础施工。
总体而言, 桥梁桩基础的类型丰富, 桩基可以分为几种方式, 比如说类钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩以及钢桩, 就地灌注桩, 钻孔灌注 (埋置) 桩等多种类型桩在桥梁施工中, 只有简单的几种桩基础施工就是钻孔灌注桩。钻孔灌注桩因为被长时间的运用, 所以技术的成熟度较好, 并且因为挤土效应也比较弱, 多种土质效果也比较好, 适合多种土层, 对于机械的要求也比较简单, 所以总体而言, 对于桥梁施工中的应用特别广泛, 文章中主要是运用钻孔灌注桩为主要叙述方式来研讨桥梁技术。
2.2 钻孔灌注桩施工工艺
(1) 钻孔灌注桩就是对于钻机作业安装的时候, 应该保证对于钻机的吊点, 中心竖直等进行调试, 保证钻孔的效果准确无误。安装完毕之后, 应该就开始进行钻孔, 应该控制速度和进度, 保证护筒安全, 在整个过程中, 一旦发生钻进受阻的情况, 那么就应该及时停止对于钻孔进度, 并且分析受阻的原因, 或者改变冲钻方法来修改钻孔方式, 对于钻进施工时候的水压差的保证, 能够提高成功率, 避免造成涌沙的情况发生。对于施工完成之后, 应该对于钻孔的深度和倾斜度等进行监督, 保证钻孔效果和准确性, 只有在所有指标符合标准的时候, 对于钻孔内部进行清洁, 为后期混凝土灌装提供帮助。灌装方式也分为几种, 只有钻孔灌注桩的方式, 在清洁完成之后, 应该对于孔内的具体情况进行监督检测, 只有符合标准才能够进行下一步活动。
(2) 钢筋骨架的制定和安装。
在钢筋骨架的焊接中, 应该采用一定的保护措施, 对于焊接好的钢筋骨架应该做好保护措施, 避免变形, 在运输过程中, 应该先检查有没有形变, 把没有形变的钢筋骨架通过蒸笼吊装的办法, 放置到钻孔旁边, 在吊装中, 应该注意避免碰撞孔壁, 根据资料对于钢筋骨架放置, 并且检查标高的质量。
钢筋检测项目如下:
(3) 水泥混凝土浇筑。
钻孔灌注桩对于水泥混凝土浇筑的施工中分为下面两种阶段, 导管应该提前进行测试, 符合要求才能运用, 经过测试的导管能够避免渗水和漏浆现象的发生。在导管安装中, 应该在一定位置进行预留, 避免因为空隙过大而无法封底的现象发生。安装完成之后应该再次进行清理孔道, 保证效果和厚度等指标合格。在罐装之前, 计算更加适合罐装的数量, 保证罐装成功, 在混凝土灌注中, 连续性和持续性, 在灌注的时候, 在接近钢筋骨架底部的时候, 放慢灌注速度, 避免溢出, 完成整个浇筑过程。
举例说明如下:
某大桥桥梁全长931米。桥梁桥面铺装采用改性沥青混凝土, 厚度10厘米。引道路面结构采用水泥混凝土路面, 路面总厚度69厘米, 24厘米 (C35水泥混凝土面板, 抗折强度为5.0MPa) +15厘米 (5%水泥稳定砂砾层) +15厘米 (3%水泥稳定碎石层) +15厘米 (5%填隙碎石层) 。
在这个桥梁建设中, 就采用了水泥罐装的方式进行灌注, 但是根据当地的环境, 水泥混凝土的方式提高了整体的强度和刚度, 增加了下部结构的总体强度。
3 桥墩施工
桥墩施工的时候, 也分为两种, 钢筋混凝土薄壁墩台对于填土低或者河床窄的桥梁较好, 在墩台下面应该设置支撑梁, 把桥梁整体构建出来。柱式桥墩则比较大范围的适用于各种地质, 效果也比较好, 文章中主要是以后种施工方式为主要介绍工艺。
(1) 桥梁墩柱钢筋的安装中, 应该注意钢筋位置的准确确定和测量, 根据相关资料和图纸, 进行绑扎, 柱钢筋应该运用搭接焊接的方法进行固定, 完成之后也应该全民的进行质量检测, 运用吊起等方式把钢筋焊接, 完成桥墩钢筋安装。
(2) 模板支立安装, 在桥墩钢筋安装的同时, 应该对于模板进行安装, 第一步就是检测模板的质量, 平整度, 翘度, 尺寸大小等都符合相关要求, 才能够进行焊接安装, 把模板缝对齐进行砂浆填埋, 设计之后进行接桩末班和吊装。在安装完成之后进行混凝土垫块, 保证厚度能够达到预期效果。
(3) 混凝土浇筑, 对于混凝土浇筑, 应该在前几步完成并且检查合格之后进行混凝土浇筑, 桥梁墩柱混凝土浇筑的时候, 应该对于混凝土中增加一定的外加剂, 增加混凝土的指标, 减少其中的气泡, 混凝土在运输过程中, 应该对于坍落度等进行监控和检测, 只有符合标准的混凝土才能够参与到墩柱的较注重。对于混凝土较注重, 应该采用分层浇筑的方式, 李云振捣器进行震动, 减少气泡发生, 混凝土浇筑之后, 保湿养生也离不开, 只有在强度达到要求的百分之八十五左右的时候, 才能够运用塑料薄膜覆盖进行保护。
4 桥台施工
(1) 开挖桥台基坑。对于测量过的桥台基坑位置之后, 运用一定的方式对于基坑位置进行开挖, 在开挖之后, 根据具体情况, 达到离基土三十公分之后, 应该运用人工开挖的方式, 避免对于基土造成伤害, 形成松动, 影响总体效果。对于桥台下面的桩基础, 应该对于桩顶进行凿除, 在开挖完成之后, 应该保证基地凭证, 清楚垃圾和杂物, 矿浆来作为最后的浇筑底模, 完成基坑开挖的整个过程。
(2) 骨架和模板安装。对于骨架的安装, 应该更加注重质量, 接头也应该错开来设计, 接头面积不能够过大, 造成浪费。小于总截面的百分之五十, 钢筋绑扎应该整齐平整, 尺寸和位置等应该符合要求, 位置的设定和尺寸的大小, 应该注意控制, 预留保护层厚度的尺寸, 避免造成保护层无法安装的情况。
(3) 混凝土浇筑, 桥台混凝土浇筑和其他浇筑差不多, 但是应该注意, 一旦异性较差, 振捣方式也应该增强, 时间也不能太长, 在完成之后的十二到十八小时之内, 运用塑料薄膜来保护混凝土。
5 结语
桥梁下部结构, 是一个桥梁的最重要的, 对于重量的负荷和传递, 也起着最关重要的作用, 对于桥梁的安全和工程质量也起着很大作用。因为不同的形式和桥梁下部结构的不同, 更加根据自身的情况和当地的土层来制定适合的施工方式, 施工单位也不断提高整体的施工工艺水平, 提高施工质量和施工水平, 保证桥梁下部结构的整体安全, 对于企业和施工单位对于桥梁下部结构的施工技巧也有一定的作用, 对于施工水平发展具有重要意义。
摘要：桥梁下部施工, 是能够对于整体桥梁进行支撑, 把桥梁上部和地面连接起来, 可以说, 不管多么华丽的桥梁, 如果没有优秀的, 支撑能力强的下部结构作为主要支撑, 在优秀的桥梁也经不起车辆通行的折腾, 所以可见, 在整体桥梁建设中, 桥梁下部具有多么重要的作用。对于桥梁建设中, 桥梁下部结构就成了桥梁的重心, 也是关系到整体桥梁安全的重要结果, 对于在桥梁建设中的过程分析, 对于准备和施工的监督, 分别介绍了多种桥梁下部施工工艺, 对于相关施工人员给出了一定帮助。
关键词：桥梁工程,下部结构,施工
参考文献
摘要：为研究城市道路桥梁结构在重型车辆撞击下的抗撞性能，建立了车桥碰撞的精细化有限元模型。桥梁模型具有两跨上部结构和双柱墩支撑的下部结构，上部结构采用梁和壳单元，下部结构采用实体单元模型。同时构建了具有不同吨位和长度的重型车辆模型。通过考察碰撞过程的能量平衡曲线以及与碰撞事故后的桥墩破坏形式的对比，验证了车桥碰撞有限元模型的合理性。计算给出了不同吨位车辆的碰撞力时变曲线，讨论了碰撞力作用位置和幅值的变化规律，探讨了车桥碰撞中桥梁损伤等级的划分。模拟结果表明，车速不变情况下，碰撞力峰值随车重增加而增加，重车碰撞力峰值发生的时刻有后延的趋势、碰撞力作用中心也以车辆前部首次接触区域为主，而车身较短的重车有可能出现后部车厢对桥墩的二次碰撞。
关键词：车桥碰撞；损伤；碰撞力；数值模拟
中图分类号：U441 文献标识码：A
随着现代交通运输的高速发展，城市桥梁基础设施建设不断增长，城市桥梁遭受车辆撞击事故屡见报端，造成的经济损失和人员伤害不容忽视，因而提高桥梁抗撞性能是亟待解决的问题。我国桥梁规范仅采用静力设计方法，对于无法设置防护工程的桥梁，汽车对墩柱的撞击力顺行车方向取1 000kN，横向车行方向取500 kN，没有考虑桥梁结构形式的差异，也没有区别车辆撞击时的行驶状态，如车重、车速的影响。美国规范也采用类似的静力设计方法。欧洲规范，除了静力方法之外，还给出了以阶跃荷载为撞击力的动力设计方法，但建议的碰撞力幅值和碰撞持续时间公式是基于碰撞为硬碰撞（撞击物吸收全部撞击动能）或软碰撞（被撞击物吸收全部碰撞动能）假定，因而得出的碰撞力或者高于实际情况（硬碰撞），或者低于实际情况（软碰撞）。现行桥梁规范有关车桥碰撞的简单规定已经难以满足实际工程的需要。
由于车桥碰撞足尺实验代价较大，这方面的实验研究并不多见。Buth等用36.3 t重的汽车以80 km/h的速度撞击直径0.9 m的实心钢柱，目的在于获得峰值碰撞力结果，研究建议采用2 669 kN作为设计碰撞力。由于该实验属于硬碰撞，因而所建议的碰撞力偏于保守。汽车碰撞桥梁上部结构以及防撞柱的试验研究对于车撞桥墩具有一定参考价值。张炎圣、何水涛、陆新征等在实验室进行过缩尺的上部桥梁构件受罐体冲击的碰撞试验，由于试验条件限制，碰撞速度设定为10 km/h，遠远低于一般车辆行驶速度40～80 km/h。肖岩等用6.8 t重的卡车以42.3 km/h的速度撞击钢管混凝土防撞柱，获得了车身加速度时程曲线和防撞柱柱顶位移曲线，并对碰撞试验的能量转换进行了分析，提出了防撞柱的简化设计方法。
在车桥碰撞数值模拟研究方面，EI-Tawil等采用了精细化车辆模型对单柱墩支撑的桥梁下部结构进行了撞击过程模拟，给出了碰撞力峰值与对应的等效静力幅值，但采用的材料模型为弹性材料，无法反映桥墩在碰撞过程中的真实破坏形态。Thilakarathna等以简化的三角形脉冲碰撞力代替车辆撞击荷载对建筑物底层柱子进行了动力分析。Sharma等采用精细化的汽车模型对桥墩进行了碰撞数值模拟，给出了对于桥墩不同抗撞性能水平的动态抗剪承载力和动态剪力需求能力的分析方法。黄红武等仿真模拟了车辆与公路护栏的碰撞过程，指出碰撞分析中，车辆轮胎模型对碰撞计算结果有一定影响。邓露等分析了车辆行驶中的制动状态对车桥耦合动力响应的影响效应。上述车桥碰撞数值模拟研究均只是针对单柱墩桥型，也没有对碰撞过程中桥梁的破坏规律进行详细探讨。
为了深入研究城市桥梁下部结构遭受重型车辆撞击的破坏模式和破坏机理，本文基于LS-DYNA显示动力分析软件建立了精细化重型车辆和具有上部结构及双柱墩支撑的整体桥梁模型，对车桥碰撞有限元模型进行了验证，对桥梁下部结构的破坏模式进行了探讨，并着重对碰撞力作用位置和幅值变化规律进行了分析。
1车桥碰撞有限元模型的建立
1.1桥梁模型的建立
选择某典型的城市桥梁结构作为研究对象，上部结构由桥面板、护栏、支撑桥面的工字型主梁和连接两跨上部结构的隔梁组成，桥梁下部结构由盖梁和双柱墩组成（如图1所示）。由于桥梁上部结构并非连续浇筑，因而只模拟下部结构和其上的两跨上部结构。
上部结构的桥面板宽度为14.15 m，厚度为0.2m，由6根间距2.4 m的工字型大梁支撑，护栏高度0.83 m，工字型大梁高度1.14 m。桥梁上部结构模型根据文献建立。桥面板采用分层壳单元，区分钢筋层和混凝土层。混凝土护栏、工字型大梁和隔梁采用梁单元，橡胶支座采用离散梁单元。由于研究的桥梁碰撞构件为桥墩，而桥梁受车辆碰撞的破坏模式具有典型的局部效应，即直接接触车辆的构件破坏严重而其他构件相对完好的特点，因而本文不考虑上部结构的破坏和掉落的极端情况。上部结构均采用线弹性材料（MAT001），橡胶支座采用非线性弹性材料（MATS04），这种材料允许在支座竖直方向定义抗压刚度，受拉刚度为零，水平方向同时定义拉压刚度，并且可以定义单元失效，能够实现桥梁下部结构破坏失效时上部结构和下部结构脱离连接。桥梁上部结构有限元模型如图2所示。
桥梁的下部结构由双柱墩及盖梁组成。桥墩为圆形截面，直径1.07 m，钢筋保护层厚度100 mm，纵向钢筋共10根，直径35.7 mm，箍筋直径16mm，间距300 mm。盖梁长度13.5 m，高度1.22 m，宽度1.32 m。盖梁纵筋直径为19.5 mm和29.9mm，箍筋直径16 mm。桥墩混凝土圆柱体轴心抗压强度为28 MPa，盖梁混凝土圆柱体轴心抗压强度为23 MPa，钢筋屈服强度为414 MPa。
桥墩和盖梁有限元模型全部采用六面体实体单元，有限元模型的尺寸最小为52 mm，最大尺寸为118 mm，盖梁和桥墩的混凝土和钢筋有限元模型如图3所示。实体单元采用单点积分公式，为了避免沙漏模式的出现，采用沙漏选项控制沙漏能。在节点上施加抵抗沙漏的力fkiα，
（1）其中Гαk和hiα分别由节点速度和节点坐标确定，
（2）式中：ve为单元体积；ρ为密度；c是材料声速；Qhg是用户定义的常数，一般取值0.05～0.15，本文根据文献的建议，采用0.05。
规则区域钢筋与混凝土单元之间通过共节点的方式满足变形协调。由于混凝土全部采用六面体单元，造成位于桥墩上部的部分盖梁和盖梁两端的部分混凝土网格不均匀，因而这部分混凝土中包含的纵筋和箍筋难以与混凝土实体单元的节点完全重合，故改为LAGRANGE约束方式，放松了钢筋与混凝土节点之间的变形协调关系。盖梁和桥墩的纵筋以及与车辆直接碰撞的桥墩的箍筋采用HUGHES_LIU梁单元类型，其他钢筋采用TRUSS单元类型。钢筋采用随动硬化材料模型（MAT003），屈服准则为Von-Mises屈服准则，并同时考虑应变率效应。钢筋材料常数如表1所示，表中C和q为应变率参数。
混凝土本构模型为MAT_CSCM，采用简单参数输入方式，同时考虑了应变率效应并采用单元侵蚀算法。
桥墩的静态抗剪承载力设计值根据美国规范计算出的结果为1 518 kN，根据我国设计规范计算出的结果为1 324 kN。整体桥梁模型如图4所示。桥墩的底部节点约束3个方向的位移，上部桥面板两端的边界条件为：一端简支，一端滚轴支撑。
1.2车辆有限元模型的选择和建立
车辆模型的原型取自NCAC官网公布的精细化车辆有限元模型库，为福特卡车Ford 800（如图5（a）所示），与文献用于碰撞数值模拟的车型相同。车辆总长度8.58 m，高度3.32 m，宽度2.44m，前轴和后轴的轴距为5.29 m。载货后总质量分别为10 t和20 t。
为了研究更大吨位的车辆对桥梁碰撞冲击破坏的影响，在Ford 800车辆模型的基础上，通过增加车辆长度和增加后轴的轮胎并调整车辆载重获得30 t，40 t和50 t系列車辆模型（如图5（b）所示）。新开发的车辆模型总长度为13.3 m。车辆前排车轮所在的竖向轴线为A轴，从前往后依次为B轴、C轴和D轴。不同车型的车辆轴重和质心高度列于表2中。
2车桥碰撞有限元模型的验证
车桥碰撞过程接触算法的参数取值参考文献，通过与三点弯曲梁构件落锤冲击试验结果的模拟对比，对本文材料模型的选择和碰撞参数的设置合理性进行了验证。由于车桥碰撞实测数据比较稀缺，车桥碰撞过程的验证采用以下间接的方式进行：1）考察碰撞过程中的能量平衡曲线；2）与碰撞事故的桥梁破坏形态定性对比。以此对计算结果的合理性进行判定。
如果没有外力对系统做功，系统的总能量就是守恒的。图6显示了66 kN重的车辆以110 km/h的速度撞击6 m高桥墩的桥梁的能量时程曲线。在车辆与桥墩碰撞接触之前，系统总动能最大。在车辆与桥墩碰撞接触的过程中由于车辆前端的大变形和桥墩的塑性变形吸能作用，系统总动能不断下降，总内能不断增加，车辆的速度下降到零之后内能与动能逐渐达到平稳状态。在碰撞过程中总能量曲线是守恒的，沙漏能占内能的比例非常小，说明沙漏控制良好，数值模拟结果是可靠的。
为了验证车桥碰撞过程中桥梁的破坏形式，选择文献的事故工况进行数值模拟。由于文献中的事故工况数据不全面，只能定性地判定碰撞破坏形态的合理性，文献也是采用类似的方式进行验证。事故中的肇事车辆重36.29 t。被撞的桥梁是多跨桥梁，每跨的桥梁下部结构均由3个并排的双柱墩和盖梁组成，最外缘的柱墩被车辆撞坏。从事故图片（图7（a））可明显看出柱墩底部钢筋裸露，部分混凝土剥落，其他柱墩、盖梁及桥梁上部结构未见明显破坏。桥墩直径762 mm，纵筋共8根，直径28.65mm，箍筋直径为9.5 mm，间距为152 mm。根据这些数据，按照前述的方法建立整体桥梁模型，忽略相邻跨桥梁的影响。文献中并未说明混凝土强度，本文计算采用文献中常见高架桥桥墩的混凝土等级（圆柱体抗压强度28 MPa）。由于事故车辆是带拖车的卡车，长度较长，因而选择改进后的重型车辆模型，调整车辆质量与肇事车辆质量相同。由于事故报告中并未报道车辆的碰撞速度，只提及车辆以很高的速度碰撞，假设数值模拟的车辆速度为80 km/h，并从碰撞事故图片判断车辆碰撞方向为横桥向。车桥碰撞数值模拟的结果如图7（b）（c）所示，可以看出：数值模拟结果与事故桥梁的破坏形态一致：桥墩下部发生弯剪破坏，混凝土块剥落，钢筋裸露。从而验证了本文计算模型可以合理地模拟车桥碰撞全过程。
3车桥碰撞数值仿真结果的分析
3.1车桥碰撞中桥梁和车辆的破坏形态
Sharma等对车辆撞击桥墩划分了3个损伤等级，本文根据Sharma等的方法，把桥梁的下部结构遭遇车辆碰撞的损伤从外观上分成3个等级。
1）完好无损或轻度损伤：表现为桥墩从外观上看起来完好无损，没有明显的裂缝和大变形，只在碰撞的局部区域混凝土材料进入塑性状态。结构整体性能良好，可以不必加固或经简单加固即可继续使用（如图8（a）所示）。
2）中度损伤：表现为直接碰撞的桥墩出现明显的大变形，绝大部分桥墩混凝土进入塑性状态，桥墩出现明显裂缝，塑性区域扩展至桥墩上面的盖梁，甚至未受碰撞的桥墩的底部和顶部混凝土进入塑性状态。桥墩由于车辆前端的局部接触碰撞表现为剪切破坏形式为主。但结构没有倒塌，仍然具有残余承载力，还可以承重，但桥梁下部结构已不能继续使用，可以为桥墩构件的更换保留一定时间和空间（如图8（b）所示）。
3）严重损伤和倒塌：表现为桥梁下部结构的部分混凝土出现严重的剥落甚至粉碎现象，盖梁出现大变形，开始倾斜，下部结构有倒塌趋势，引起桥梁上部结构有掉落趋势。桥墩由于车辆前端的完全挤压变形，造成车厢与桥墩进一步接触，车辆对桥梁的作用高度变大，由初期的剪切破坏和后续的压弯破坏造成桥梁整体结构已经丧失承载力，桥梁只能进行整体更换和重建（如图8（c）所示）。
与Sharma等不同的是，本文除了给出定性的判断方法，也给出定量的考察方法。从大量的数值模拟分析结果观察到：直接接触车辆的桥墩的最大水平位移和桥梁下部结构的混凝土塑性应变能是比较容易实施的衡量指标。从碰撞点最大位移方面衡量：对于完好无损和轻度损伤等级，桥墩碰撞点的最大水平位移为0～5 mm，碰撞结束后能基本恢復原位，桥梁下部结构的混凝土塑性应变能为0～2×107J；对于中度损伤等级，桥墩碰撞点的最大水平位移为5～250 mm，并出现不可恢复永久变形，桥梁下部结构的混凝土塑性应变能为2×107～9×108J；对于严重损伤和倒塌等级，桥墩碰撞点的最大水平位移在250 mm以上，桥梁下部结构的混凝土塑性应变能达到9×108J以上。桥墩损伤等级的划分，可以为基于性能的桥梁抗撞设计提供参考。
对应桥墩的3种破坏形态，车辆的变形破坏也不同。对于轻度损伤等级，车辆与桥墩接触的部位集中在车辆前端，车辆的初始动能大部分转化为前端钢板的塑性变形能，车辆前端最大位移为0～80mm。对于中度损伤等级，车辆的动能较大，车辆前端被严重压扁，导致车厢与桥墩的二次碰撞，桥墩产生更大变形，车辆前端最大位移为80～300 mm。对于严重损伤等级，车辆前端完全被压溃，车厢变形更大，车辆前端最大位移在300 mm以上。需要指出的是，车辆的变形规律是针对本文研究的车辆类型，对于其他类型的车辆，比如小汽车，车辆的变形破坏规律会有所不同。
3.2碰撞力作用高度和幅值的变化
碰撞力作用的高度和幅值的确定对桥梁的抗撞设计具有重要参考价值，本节分析了10～50 t车辆在80 km/h的速度撞击下碰撞力的幅值和高度的变化规律以及碰撞过程的特征。图9显示了桥墩高度为4 m的桥梁在20 t和40 t车辆以80 km/h的速度碰撞的破坏形态。在20 t以下车辆碰撞下，桥墩并没有明显的大变形，30 t以上车辆撞击下，直接碰撞的桥墩位移较大，产生不可恢复变形。10～50 t车辆撞击下的直接接触车辆的桥墩最大水平位移分别为2，5，294，358，530 mm。
碰撞力的作用高度与车辆和桥墩的接触面积有关，接触面积的大小与车辆的速度和质量有关。相同质量的车辆，初速度越大，车辆前端变形越大，与桥墩接触面积越大，碰撞力也越大。图10显示了桥墩高度为4 m的桥梁遭受车速为80 km/h的不同质量汽车碰撞的碰撞力时程曲线。碰撞力峰值分别为3.33，6.22，7.81，7.85，10.57 MN。由于车辆惯性作用的不同，碰撞过程有所差别，最大峰值发生的时间也不同，质量小的车辆峰值发生较早，质量大的车辆碰撞力峰值发生较晚。对于10 t重的车辆，只有车辆的前端与桥墩接触，峰值发生较早（0.03 s左右），碰撞力合力作用点分布于600～1100 mm的高度范围。20 t以上车辆，除了前端与桥墩接触外，车厢也会与桥墩发生二次碰撞，造成峰值发生较晚（0.2 s左右）。20 t车辆的碰撞合力作用点分布于300～1 100 mm的高度及1600～1900 mm的高度2个区域，后者是由于车厢与桥墩的二次碰撞所致。
由于20 t车型的车身比30 t以上车型的车身短，碰撞点比车辆重心位置低，在车厢水平冲击的作用下，产生较大的以碰撞点为中心的动量矩，车辆运动的平动模式和竖直面内的转动模式都很明显，因而车厢与桥墩的二次碰撞作用明显。对于30 t，40 t和50 t车辆的碰撞，由于车身较长，以水平方向冲量作用为主，转动力矩的作用并不显著，车辆的运动形式以平动为主，竖直面内的转动较小，碰撞造成车辆前端变形较大，车厢与桥墩充分接触，碰撞力分布区域可达到3 400～3 500 mm的高度范围。30 t车的碰撞合力中心集中在500～1 200 mm的高度范围，40 t和50 t车的碰撞力合力中心集中在400～1300 mm的高度范围。
4结论
为了分析车桥碰撞的复杂动力过程，本文建立了整体桥梁和重型车辆模型，通过与实验室梁构件落锤试验对比以及考察碰撞过程能量曲线及碰撞破坏形态，验证了车桥碰撞有限元模型的合理性，并根据大量数值分析结果定性地划分了桥墩碰撞破坏的损伤等级，分析了不同质量车辆撞击的碰撞力作用高度和幅值的变化规律，主要结论如下：
1）国内外研究桥梁下部结构抗撞性的文献中大多以单柱墩构件为研究对象，本文建立的包含上部结构的整体桥梁模型能够考虑碰撞过程中桥梁整体结构的耦合作用，能更加真实地体现碰撞全过程，得出合理的碰撞力结果。对比验证表明：桥梁上部结构采用简单建模而下部受撞部位结构采用精细化建模的方式是可行的，既提高了计算效率，又能保证计算精度。
2）对于桥梁下部结构在车辆作用下的损伤等级进行了分类，给出了以碰撞点最大位移和混凝土塑性应变能的定量判定标准，可以为桥梁抗撞性能水平的界定提供参考。
3）对4 m桥墩在80 km/h下不同车辆碰撞作用下的碰撞力位置和幅值进行了分析，结果表明：随着车辆质量的增大，车辆与桥梁的碰撞接触面积将增大，并伴随发生车厢与桥墩的二次碰撞。碰撞力的分布特征及时变特征与车桥耦合作用有密切关系，恒定的碰撞力设计方法显然过于粗糙，无法正确反映重型车辆车桥碰撞的基本特点。
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