成功完成园桥工程施工的关键要点与技巧

知识点:了解园桥施工的基础知识,掌握园桥施工的工艺流程和验收标准。

能力点:能根据施工图进行园桥工程的施工、管理与验收。

任务描述

园林中的桥,可以联系风景点的水陆交通,组织游览线路,变换观赏视线,点缀水景,增加水面层次,兼有交通和艺术欣赏的双重作用。园桥在造园艺术上的价值,往往超过交通功能。

某湿地公园,为满足游人游园需求,拟在新挖小河上建钢筋混凝土小桥(图3.29)及湿地边缘建栈道。根据钢筋混凝土小桥和栈道施工技术要求,正确进行施工。

图3.29　小桥立面图

任务分析

园桥的位置和体型要和景观相协调。大水面架桥,又位于主要建筑附近的,宜宏伟壮丽,重视桥的体型和细部的表现;小水面架桥,则宜轻盈质朴,简化其体型和细部。水面宽广或水势湍急者,桥宜较高并加栏杆;水面狭窄或水流平缓者,桥宜低并可不设栏杆。水陆高差相近处,平桥贴水,过桥有凌波信步亲切之感;沟壑断崖上危桥高架,能显示山势的险峻。水体清澈明净,桥的轮廓需考虑倒影;地形平坦,桥的轮廓宜有起伏,以增加景观的变化。此外,还要考虑人、车和水上交通的要求。

要想成功完成园桥工程施工,就要明确园桥的不同类型,了解园桥所处环境及桥址的位置,掌握园桥的结构形式,正确进行园桥工程施工。具体应解决好以下几个问题:

①正确认识园桥工程施工图,准确把握设计人员的设计意图。

②能够利用园桥的知识编制切实可行的园桥工程施工组织方案。

③能够根据园桥工程的特点,进行有效的施工现场管理、指导工作。

④做好园桥工程的成品修整和保护工作。

⑤做好园桥工程竣工验收的准备工作。

任务咨询

一、园桥的类型

园林中的桥,可以联系风景点的水陆交通,组织游览线路,转换观赏视线,点缀水景,增加水面层次,兼有交通和艺术欣赏的双重作用。

(1)平桥 平桥有木质桥、石质桥、钢筋混凝土桥等。其特点是桥面平整,为一字形,结构简单,桥身不设栏杆或只做矮护栏,桥主体结构是木梁、石梁、钢筋混凝土直梁。

平桥造型简朴雅致,其紧贴水面设置,或增加风景层次,或便于观赏水中倒影,池里游鱼,或平中有险,别有一番乐趣。

(2)平曲桥 平曲桥的构造同平桥,其桥面形状不为一字形,而是左右转折的折线形。根据转折数可分为三曲桥、五曲桥、七曲桥、九曲桥等。转折角多为90°和120°,有时也采用150°转角。其桥面为低而平的构造形式,景观效果好。

平曲桥的作用不在于便利交通,而是要延长游览行程的时间,以扩大空间感,在曲折中变换游览者的视线方向,做到“步移景异”;也有的用来陪衬水上亭、榭等建筑物,如上海城隍庙九曲桥。

(3)拱桥 拱桥是园林造景用桥的主要形式,多置于大水面,桥面抬高,做成玉带状。其特点为筑桥材料易得、施工简单且造价低,多应用于园林工程造园之中。拱桥分为石拱桥和砖拱桥,也有钢筋混凝土拱桥。

(4)亭桥与廊桥 在桥面较高的平桥或拱桥上建造亭、廊的桥,称为亭桥或廊桥。其可供游人遮阳避雨,又可增加桥的形体变化。亭桥如杭州西湖三潭印月,廊桥如苏州拙政园“小飞虹”。

(5)栈桥与栈道 栈桥与栈道没有本质上的区别,架设长桥作为道路是它们的基本特点。栈桥多独立设置在水面或地面上,而栈道则更多地依傍于山壁或岸崖处。

(6)吊桥 吊桥是利用钢索、铁索为结构材料,把桥面悬吊在水面上的一种园桥形式。其主要用于风景区河面或山沟上。

(7)汀步 汀步是没有桥面只有桥墩的特殊造型的桥,即特殊的路。它是采用线状排列的块石、混凝土墩或预制汀步构件布置在浅水区域、沼泽区等形成的步行通道。

二、园桥的位置选择

桥位选址与景区总体规划、园路系统、水面的分隔或聚合、水体面积大小密切相关。

在大水面上建桥,最好采用曲桥、廊桥、栈桥等比较长的园桥,桥址应选在水面相对狭窄的地方。当桥下不通游船时,桥面可设计低平一些,使人更接近水面;桥下需要通过游船时,则可把部分桥面抬高,做成拱桥样式。另外,在大水面沿边与其他水道相交接的水口处,设置拱桥或其他园桥,可以增添岸边景色。

庭院水池或面积较小的人工湖,适宜布置体量较小、造型简洁的园桥。若是用桥来分隔水面,则小曲桥、拱桥、汀步等都可选用。

在园路与河流、溪流交接处,桥址应选在两岸之间水面最窄处或靠近较窄的地方。跨越带状水体的园桥,造型可以比较简单,有时甚至只搭上一个混凝土平板,就可作为小桥,但是桥虽简单,其造型还是应有所讲究,要做得小巧别致,富于情趣。

在园林内的水生及沼泽植物景区(如湿地公园),可采用栈桥形式,将人们引入沼泽地游览观景。

三、园桥的结构形式

园桥的结构形式随其主要建筑材料而有所不同,如钢筋混凝土桥与木桥的结构常用板梁柱式,石桥常用拱券式或悬壁梁式,铁桥常采用桁架式,吊桥常用悬索式。

(1)板梁柱式 它以桥柱或桥墩支承桥体重量,以直梁柱简支梁方式两端搭在桥柱上,梁上铺设桥板作桥面。在桥孔跨度不太大的情况下,也可不用桥梁,直接将桥板两端搭在桥墩上,铺成桥面。桥梁、桥板一般用钢筋混凝土预制或混凝土现浇。如果跨度较小,也可用石梁或石板。

(2)悬壁梁式 桥梁从桥孔两端向中间悬挑伸出,在悬挑的梁头再盖上短梁或桥板,连成完整的桥孔。这种方式可以增大桥孔的跨度,以方便桥下行船。石桥和钢筋混凝土桥都可以采用悬壁梁式结构。

(3)拱券式 桥由砖、石材料拱券而成,桥体重量通过圆拱传递到桥墩。单孔桥的桥面一般也是拱形,所以它基本上都属于拱桥。三孔以上的拱券式桥,其桥面多数做成平整的路面形式,但也有把桥顶做成半径很大的微拱形桥面。

(4)桁架式 它用铁制桁架作为桥体。桥体杆件多为受拉或受压的轴力构件,这种杆件取代了弯矩产生的条件,使构件的受力特性得到充分发挥。杆件的结点多为铰接。

(5)悬索式 它是一般索桥的结构形式。以粗长悬索固定在桥的两头,底面有若干根钢索排成一个平面,其上铺设桥板作为桥面;两侧各有一至数根钢索从上到下竖向排列,并由许多下垂的钢绳相互串联在一起,下垂钢绳的下端,则吊起桥板。

任务实施

一、钢筋混凝土小桥施工

(1)木桩基础 根据施工设计图要求放样,划出小桥桩基区域。将区域内土挖深到桩顶设计标高下50～60 cm,填入10 cm厚填塘渣,形成一个可放样施工的作业平台。在作业平台上再放样划出桩位图,然后开始木桩的打桩施工,桩顶控制到设计标高。

要求桩位偏差必须控制在小于等于D/6～D/4 范围内,桩的垂直度允差1%。

(2)毛石嵌桩 桩区外边抛直径不大于50 cm毛石,桩间抛直径不大于40 cm毛石,对称均衡分层抛,每层先抛中间,后抛外侧,使桩成组并保持正确位置,另外一边抛毛石,一边适当填入塘渣,使桩顶区嵌石密实。这样分层抛毛石到桩顶标高,然后在此基础上可以做10 cm厚混凝土垫层。

(3)承台施工

①垫层施工:施工前先破碎桩头至设计标高,并外用破碎混凝土;垫层结构采用10 cm厚碎石垫层;垫层混凝土尺寸每边比承台尺寸加宽10 cm;碎石垫层表面用平板振捣密实。

②承台钢筋:选用16 mm 以上的钢筋,连接均用焊接;钢筋绑扎先绑底部的钢筋,然后再绑扎侧面钢筋及顶部钢筋。

③承台模板:安装时,确保模板接缝紧密,并用封口胶纸将缝隙封贴,防止漏浆。

④承台混凝土:承台混凝土可采用C20 混凝土浇筑。由于承台混凝土体积大,易产生由各类不利因素引发的裂缝。因此,施工时确保严格控制温度及水灰比,振捣密实,养护及时,以保证混凝土质量。

⑤基坑回填:清除淤泥、杂物,坑内积水抽干;分层夹土进行回填,每层30～40 cm,并夯实,确保密实度≥85%。

(4)桥台施工

实施施工应考虑如下问题:

①选择较规则平整、规格为300 mm×400 mm×200 mm 的梅雨石经过加工凿平后,作为镶面块石。(www.xing528.com)

②砌筑砂浆采用M10 水泥砂浆。

③镶面石砌筑采用三顺一丁,做到横平竖直,砂浆饱满,叠砌得当。

④墙身浆砌块石采取分层砌筑时必须错开,交接处咬扣紧密,同一行内不能有贯通的直缝。

⑤砌筑时每隔50～100 cm必须找平一次,作为一水平面。做到各水平层内垂直缝错开,错开距离不得小于8 cm,各砌块内的垂直缝错开5 cm,灰缝宽度最大2 cm,不得有干缝及瞎缝现象。

⑥在挡墙砌筑时,泄水孔与沉降缝必须同时施工,位置及质量必须符合设计要求。

(5)板梁安装 对于单跨小桥,考虑施工进度起见,直接采用吊机安装;对于连续3 跨以上(包括3 跨)的桥梁,考虑采用简易架梁机安装。

(6)铺装桥面 采用水泥混凝土铺装6～8 cm,混凝土强度不低于行车道板混凝土强度,水泥混凝土铺装表面应坚实、平整、无裂纹,并有足够的粗糙度。

(7)栏杆安装 栏杆的安装自一端柱开始,向另一端顺序安装。安装高度为1.0～1.2 m。杆间距为1.6～2.7 m。栏杆的垂直度用自制的“双十字”靠尺控制。

二、栈道施工

(1)定点放线 根据给定的坐标点和高程控制点进行工程定位,建立轴线控制网。场地经初平后,按施工图纸测设放线,撒好基槽灰线。

(2)基槽开挖 沿灰线直边切出槽边的轮廓线,然后自上而下分层开挖。栈道基础土方量较小,采用人工开挖,挖至槽底标高后,由两端轴线引桩拉通线,检查距槽边尺寸,然后修槽、清底。将基础回填所用土方量置于基坑周边,以备回填。基坑开挖时应用一台水准仪进行标高的监控跟踪。

雨季开挖必须搞好坑内排水和地面截水工作。简易截水方法是利用挖出之土沿基坑四周或迎水面筑高500～800 mm 土堤截水,同时将地面水通过场地排水沟排泄。

(3)碎石垫层 用于基层填筑的碎石,要求大小适中,无风化现象,以确保基层的强度。石块之间要求密实,无松动。并预先控制好标高、坡向、厚度。垫层满足设计要求,碎石摊铺应均匀、平整。

(4)钢筋绑扎 钢筋在钢筋作业场内加工制作,现场绑扎。现场绑扎时应注意钢筋摆放顺序,钢筋接头相互错开,同一截面处钢筋接头数量应符合规范要求,按图纸施工。

木栈道基础较简单,从基础底板开始,钢筋可一次性加工绑扎到位,然后浇筑基础混凝土。

(5)浇筑混凝土 支模前将基础表面杂物全部清理干净。钢筋绑扎完以后,模板上口宽度进行校正,并用木撑进行定位,用铁钉临时固定。模板支好后检查模板内尺寸及高程,达到设计标高后方可浇筑混凝土。

采用流态混凝土。混凝土每30 cm厚振捣一次,振捣以插入式振捣器为主,要求快插慢拔,既不能漏振也不能过振。混凝土须连续浇筑,以保证结构整体性。

(6)钢梁安装 木栈道采用100 ×70 工字钢通过16 ﹟膨胀螺钉与基础连接。

(7)木构件安装 100 ×70 工字钢上每420 mm 布置一道50 ×50 木龙骨,木龙骨两侧通过60 ×30“L”型镀锌钢及镀锌十字螺丝与工字钢固定夹紧。140 ×25 防腐木地板与木龙骨通过ϕ5 下沉式十字平头镀锌钢螺钉牢固。

任务考核

一、钢筋混凝土小桥施工

二、栈道施工

巩固训练

在某大学游园,选择适当位置建造一处木栈道,要求如下:柱与横梁采用方木;方木柱与方木梁之间采用榫接;混凝土做基础垫层。让学生参加木栈道的全部施工过程并完成任务。

一、材料及用具

木栈道施工图、经纬仪、水准仪、水准尺、方木柱、方木梁、木板、碎石、水泥、中砂、防腐剂、木工锯、手锤、斧头、镐、铁锹、钢卷尺等。

二、组织实施

①将学生分成5 个小组,以小组为单位进行木栈道施工;

②按下列施工步骤完成施工任务:

定位放线→基槽开挖→混凝土基础(木柱安装)→木梁安装→木板安装。

三、训练成果

①每人交一份训练报告,并参照上述任务考核进行评分;

②根据木栈道设计要求,完成施工任务。

拓展提高

拱桥中拱圈施工技术

拱圈是拱桥的主要承重结构,是整个拱桥施工的关键环节,施工中必须予以重视。拱圈施工方法有两种:一种为有支架施工方法,另一种为无支架施工方法。

一、拱架搭设

①拱架采用钢管脚手架满布式搭设于排架之上(排架采用6 m 长,间距为1 000 mm×1 000 mm 的松木桩打设而成),立杆间距为600 mm×800 mm,步距根据桥拱实际尺寸灵活布置,但不得少于两步。

②为使拱架具有准确的外形和外部尺寸,在拱架搭设前,先在桥台上放出拱架大样,根据大样制作加工杆件,待杆件加工完毕后,再进行试拼,然后在桥孔中安装。

二、拱圈砌筑(或浇筑)

修建拱圈时,为保证整个施工过程中拱架受力均匀,变形最小,必须选择适当的砌筑方法和顺序。一般根据跨径大小、构造形式等分别采用不同繁简程度的施工方法。

通常跨径在10 m 以下的拱圈,可按拱的全宽和全厚,由两侧拱脚同时对称地向拱顶砌筑,但应争取尽快的速度,使在拱顶合拢时,拱脚处的混凝土未初凝或石拱桥拱石砌缝中的砂浆尚未凝结。跨径为10～15 m 的拱圈,最好在拱脚预留空缝,由拱脚向拱顶按全宽、全厚进行砌筑(浇筑混凝土)。待拱圈砌浆达到设计强度70%后(或混凝土达到设计强度),再将拱脚预留空缝用砂浆(或混凝土)填塞。

三、拱架的卸落

拱圈砌筑(或现浇混凝土)完毕,待达到一定强度后即可拆除拱架。如果施工情况正常,在拱圈合拢后,拱架应保留的最短时间与跨径大小、施工期间的气温、养护的方式等因素有关。对于石拱桥,一般当跨径在20 m 以内时为20 昼夜;跨径大于20 m 时为30 昼夜。对于混凝土拱桥,按设计强度要求,视混凝土试压强度的具体情况确定。因施工要求必须提早拆除拱架时,应适当提高砂浆(或混凝土)标号或采取其他措施。

四、拱上建筑施工

拱上建筑的施工,应在拱圈合拢,混凝土或砂浆达到设计强度30%后进行。对于石拱桥,一般不少于合拢后三昼夜。

拱上建筑的施工,应避免使主拱圈产生过大的不均匀变形。实腹式拱上建筑,应由拱脚向拱顶对称地砌筑。当侧墙砌筑好以后,再填筑拱腹填料及修建桥面结构等。空腹式拱桥一般是在腹孔墩砌完后就卸落拱架,然后再对称均衡地砌筑腹拱圈,以免由于主拱圈的不均匀下沉而使腹拱圈开裂。

五、拱桥施工中注意事项

(1)保证桥台的施工质量 拱桥是一种有推力的结构。桥台的质量对整个拱桥的安全影响很大,对于地质条件较差的拱桥墩台更应注意。施工中也要注意及时进行台后填土并分层夯实。拱桥造好后,若台后无填土,土压力起不到作用,是十分危险的。当拱桥的桥台后设有挡土墙时,需注意挡土墙的基础不要落在桥台上,否则将会引起挡土墙的不均匀沉降,造成在桥台与挡土墙接缝处的上端拉开。

(2)拱桥必须对称均衡施工 拱桥的各阶段施工均注意对称均衡施工,以免拱轴线发生不正常变形,导致安全和质量事故。不但在砌筑时要对称均衡,卸落拱架时也要对称均衡。