城市规划论文：浅谈土牛胎在桥梁施工中的应用技术

　　浅谈土牛胎在桥梁施工中的应用技术
　　张德豪（贵州顶效开发区南下建设有限公司贵州黔西南州562400）
　　摘要:本文作者对在土牛胎法桥梁施工中的应用技术、及预拱度计算进行了简要的分析。并对土牛胎施工工艺流程进行详细的组织设计和实施，结果是安全、经济、环保的。
　　关键词:土牛胎法；过程控制；主拱圈；
　　1引言
　　土牛胎这项施工工艺,其实就利用土石方来作桥梁支架,是很原始、很古老的施工工艺,在科技发达的今天,很多人把它淡忘了,然而它在偏远的农村山区中、小型石拱桥施工中的灵活应用,可以降低施工成本,节约木材资源,保护生态。
　　于2008年1月1日我公司承建晴雨公路新民桥改线工程，其中有两座石拱桥，K2+878净跨20米，设计荷载公路Ⅱ级，桥面净宽7+2×0.75，矢跨比为1/5,主拱圈厚度1米,采用等截面圆弧拱,双层拱石砌筑即2环砌筑。K2+405处净跨10米，设计荷载公路Ⅱ级，桥面净宽7+2×0.75米,矢跨比为1/3,主拱圈厚度0.65米,采用等截面圆弧拱,双层拱石砌筑即2环砌筑。施工工期为6个月(抢在洪水来临前完成桥梁施工任务)，主拱圈设计为木支架施工；当时正是枯水季节，K2+405处河流是干枯的，无水；K2+878处河流水流量不大。
　　在基础开挖砌筑的同时，对支架进行施工预算，对采用木支架和钢管支架进行比较：工地离县城96公里，采用钢管支架不理想，运距远，进工地有两公里路采用人工搬运，不理想；采用木支架，破坏生态环境，而工地附近木材稀少，要到林业局办手续，到林场伐运，进工地有两公里路同样采用人工搬运，耽误工期，也很不理想。
　　于是想到了土牛胎这个比较原始的施工工艺，通过计算两座桥梁四岸的弃方，能满足筑土牛胎的需要，然后将施工方案报监理工程师和设计院审核，得到批复后,就对土牛胎施工工艺流程进行详细的组织设计和实施，结果是安全、经济、环保的。
　　2施工过程控制
　　2．1首先是对施工环境作详细调查,是很必要的;必须季节性河流或枯水季节河水较小,能采取管涵或板涵泄流的桥址,才能考虑采用土牛胎施工;其次是计算河流两岸的弃方,是否满足土牛胎施工的方量,如果借方较大,开挖和运输费用相应增加,就要进行施工成本核算,如果施工成本小于支架施工,就可以考虑采用土牛胎,如果施工成本大于支架施工,就要认真、反复比较。要作好实施性施工组织设计，要在洪水来临前完成施工任务，否则洪水到来，将使整个土牛胎下沉，将造成经济和工期上的损失，后果不堪想象。
　　2．2土牛胎泄水涵长的控制，要从主拱圈底部反算，拱圈底部河流上下游方向（横向）各预留1m作为施工时人行便道，然后按1：1.5的填方边坡进行计算。即为：泄水涵长=桥面净宽+2m（土牛胎顶部上下两侧各留1m施工人行便道）+拱底至涵底高×1.5×2；涵洞根据施工需要布置，布置在桥梁中部和桥台附近的长度是有变化的。
　　土牛胎是实体，泄流是个关键问题，为了对经常性小雨进行汇流，于是我们在K2+405净跨10米桥处河流采预埋ф80的钢筋混凝土圆管涵泄流。在K2+878净跨20米桥处河流采用1×1.5的盖板涵泄流,由于砂石、盖板等材料运不进，就用直径大于15cm，长1.5~2m长的圆木满铺作盖板，使用效果是比经济、安全的。
　　2．3控制填筑土牛胎上下游边线，由于土牛胎顶面高程是变化的，随着高程的变化，底部的宽度也随首变化，具体宽度应作如下计算：拱圈底部河流上下游方向各预留1m作为施工时人行便道，然后按1：1.5的填方边坡进行计算，计算式为：中线距边线距离=桥面净宽÷2+1m+拱底至河床高×1.5。
　　2．4对填料的选择要仔细，要将取土场植被清除干净，将沼泽土、有机土、淤泥等清除完,填料的使用要符合路基填筑用料的相关规定。同时将桥址处填筑范围内的植被、沼泽土、淤泥等清除，进行填前碾压，作好填前施工准备。
　　2．5土牛胎要进行压实，经计算主拱重量，以及在土牛胎单位面积上能承受的压力，土牛胎的压实度在90%以上就能满足要求；在填筑过程中，严格按照路基填筑的顺序进行，即分层填筑、分层碾压、分层检测。用15吨振动压路机按30cm一层找平后弱振碾压（避免强振对桥台产生偏移影响）。
　　2．6高程和坐标控制，严格按设计数据进行控制，从土牛胎顶部向前后两个桥台进行加桩，桩距不得大于1米，待土牛胎按设计高程和坐标施工结束后，用人工将土牛胎顶面降下5cm（将浮土清除干净）,然后用M7.5砂浆将土牛胎顶面(指拱底部分)找平至设计高程,再将土牛胎顶面砂浆养护8天左右就可以安砌主拱圈了。
　　2．7在主拱圈施工结束，拱上结构全部砌筑完成后,待砂浆强度达到70%,就可以用挖掘机卸土牛胎的土,卸土要急时,避免洪水来,形成堰泽湖,一方面淹没农户庄稼,另一方面防止毁坏刚修好的桥梁。
　　土牛胎卸土用挖掘机先从跨中挖卸，然后从跨中沿两个桥台方向对称挖卸。土牛胎的卸土,要结合环保,如果路基填料欠缺,尽量沿施工便道运来作路基填料,路基填料不欠缺,可堆放在桥台两侧洪水位以上,防止土牛胎大量的土石方被洪水冲到下游阻塞河道,毁坏农田。
　　3预拱度计算
　　土牛胎在刚度、稳定性、传力性能方面优于脚手架，用M7.5砂浆将土牛胎顶面铺装5cm厚,保证了主拱圈成型后的平整度和光滑度;抗变形能力虽不及钢膜，但其良好的板体性也能满足施工要求;由于土牛胎受力情形和拱圈受自重力情形相近，为了使主拱圈成形后更接近拱轴线，将拱顶沉降量按预拱度进行修正。土牛胎的土体沉降的大小取决于建筑物的重量与分布、土牛胎土层的种类、各土层的厚度及土的压缩性。
　　4结束语
　　土牛胎法适用于桥址处河滩沉降量小（河滩淤泥层较厚，沉降量就大）、填土高度小的桥梁施工中。填土高度大时可采用土牛胎结合拱架分段施工。当桥址处河滩沉降量过大时应慎重使用，采取有效方法减小土牛胎瞬时沉降。
　　土牛胎法施工方便，机械化作业程度高，施工成本低，适应性强，可广泛的应用到农村山区公路石拱桥、板梁桥的施工中。