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总513期
2019年第27期（9月 下）
0 引言
铁路桥梁是跨越江河湖海、山涧沟壑的重要建筑物，在铁路交通运输中占据重要的地位，也是易受自然灾害影响的基础设施。随着社会经济和铁路交通运输事业的快速发展，桥梁担负着十分沉重的交通荷载及繁重的运输量，特别是二十世纪九十年代以前建设的桥梁，由于历史的原因，技术含量较低，在多年的洪水影响下，许多桥梁发生了因冲刷导致的桥梁毁坏问题，造成巨大的生命和财产损失。为了保障铁路桥梁的安全，延长使用寿命，需要在检测评估的基础上，对不能满足洪水冲刷的桥梁桥墩进行防护。 1 桥墩冲刷常用防护措施
桥墩冲刷是一个很古老而又非常复杂的课题，伴随着桥梁的出现而逐渐发展起来，在地质、水文研究的基础上，对冲刷机理、计算方法、水下检测、稳定性分析及桥墩防护处理的研究，也在不断地取得新进展。
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河床冲刷是水流、河床、桥渡三者相互作用的综合结果，流向桥墩的水流受到桥墩的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水面处水流的动能部分转化为势能，使墩前出现水流涌高，中间部分水流绕墩而过，流向下游，靠近河床面的底层水流形成沿墩壁的下降水流，转化为竖直向下的水流动能，沿墩的端面直冲河底，在河床底面形成一个水平轴的与行近水流方向相反的指向河底的漩涡，在墩侧的河底有斜轴漩涡，由底部漩涡搅起的河底泥沙被上部水流挟带向下游输送，使河底逐渐产生冲刷坑。
在理论分析的基础上，研究者采取了多种桥墩冲刷的防护措施，从防护原理上分析，可以分为两大类：一类是河床上的实体防护设置即增强河床的防冲刷能力，主要是在桥墩周围的河床上铺设厚重的实体材料，以增强河床的抗冲刷能力，从而避免桥墩被下降水流及涡旋体系冲刷底部而导致失稳的工程措施。另一类为减速不冲工程，此方法可以通过改变桥墩自身的结构或在桥墩周围设计其他装置以抑制或削弱水流冲刷力的工程措施。
常用的冲刷防护工程措施主要有以下几种方法：抛石防冲法、扩大桥墩基础防护法、填充混凝土模袋防护、四面体防护、桥墩开缝防护、下游石板防护、护圈防护、翼形挡板防护和墩前牺牲桩防护、护壳防护等。
2 工程实例pdp
某大桥于1959年建成通车，分为上、下行桥，共16孔，圆端形桥墩，全长413m ，扩大基础，基础地质均为页岩或灰岩，覆盖层为中砂，厚度2～3m ，该桥属浅基桥梁，曾经对上行桥做了全孔垂裙防护，下行桥做过砌体冲刷防护，经多年的流水冲刷，下行桥桥墩原设的砌体冲刷防护已经破损严重，需要再做冲刷防护。
设计时桥位处枯水期水位较浅，在第二孔至第九孔，第九孔至第十五孔间依次搭设草袋围堰，拆除桥墩原防护，开挖基坑，浇筑30cm 厚C20混凝土，构成河床整体混凝土防护。上游设垂裙，下游与上行河床铺砌相接，河床横断面与既有上行线桥下防护一致。
施工时因桥址下游建设了水坝，使得桥址处枯水期水位变为4～5m ，汛期时水位6～7m ，原设计中的草袋围堰围护结构已无法满足施工需要。针对此种情况，经过多次研讨，从安全、经济、工期几方面对比分析钢围堰、钢板桩围堰方案，认为采取“钢管桩围堰+锚杆”方案最优，安全风险小，经济投入较为适宜，高低水文均可施工。2.1 钢管桩围堰+锚杆冲刷防护设计 钢管桩围堰+锚杆冲刷防护属于实体防护设置，即增强河床的防冲刷能力，其结构如图1，将原有的砌体冲刷防护破除，在桥墩周围设置钢管桩围堰，其顶部高出河床50cm ，抽出钢管桩围堰中的砂，在钢管桩中的基岩上设置锚杆并逐根在钢管桩中灌注水下混凝土形成锚杆型钢管桩围堰并固定在基岩上，再将砂层河床基本整平，浇筑50cm 厚水下混凝土与上行桥河床铺砌相接形成新的冲刷防护体。2.2 钢管桩围堰+锚杆防护体的施工2.2.1 钢管桩制作
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钢管桩在工厂内制作，加工的精度控制在允许范围
收稿日期：2019-04-15
作者简介：王振军（1969—），男，高级工程师，主要从事桥梁工程、交通战备。
钢管桩围堰+锚杆桥墩冲刷防护措施
王振军
（铁道战备舟桥处，山东 齐河 251100）
摘要：在总结桥墩冲刷常用防护措施的基础上，结合某桥梁的冲刷防护措施，通过多种方案的对比，提出了钢管桩围堰+锚杆桥墩冲刷防护结构，详细阐述了施工工艺，包括防护设计和防护体施工，为桥梁冲刷防护提供了一种实用的防护措施。关键词：铁路桥梁；冲刷；实体防护；钢管桩围堰；锚杆 中图分类号：U443.8
文献标识码：B
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交通世界内，钢管桩断面如图2，Φ529mm 钢管与Φ140mm 钢管间的焊接采用双面满焊，焊缝高度10mm ；Φ529mm 钢管与I12.6工字钢与管桩的焊接采用双面满焊，焊缝高度10mm 。
2.2.2 静力压桩
（1）压桩船检查：压桩船结构应根据所需压力、桥净空要求、千斤顶高度等详细设计，使用详细检查反压框架与浮体间、框架各构件、框架与千斤顶的连接、焊接是否牢靠。
（2）压桩船定位：利用全站仪对压桩船进行精确定位，并在船上放出待施工桩的位置，做好标记，便于钢管桩的准确定位。
（3）吊桩：利用压桩船前端的吊装设备按编号顺序吊桩就位，对准测量定位点插桩。钢管桩插入河床时，必须保持位置及方向正确，开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。
（4）压桩：启动压桩船上的液压千斤顶将钢管桩持续垂直压入河床覆盖层直至岩层，并观察压桩的压力与深度，当压力加大而桩不下沉时完成压桩。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。在整个压桩过程中，要使千斤顶缸体、桩帽、桩
身尽量保持在同一轴线上，要注意尽量不使钢管桩受到偏心压力，以免钢管桩受弯，每根桩宜连续完成。
（5）送桩：因桩顶设计标高位于水面以下，为将钢管桩压至设计标高，需采用送桩器与钢管桩预先连接成整体，前根钢管桩压至设计标高后，送桩器暂不拆除，作为待压桩的送桩导向装置，将下一根钢管桩沿送桩器下压与前一根钢管桩相扣，拆除送桩器，按上述工序压入待压桩，直至整个围护结构压桩完成。2.2.3 锚杆施工
钢管桩压入后，抽除桩内河床覆盖砂层，再将钻机架设在浮平台上，在钢管桩内钻孔埋设锚杆并灌入水下混凝土，将钢管桩、锚杆和基岩锚固在一起。2.2.4 水下混凝土浇筑
钢棒安装完成后，沿围堰下游侧河面布置浮体，安装泵管，开始浇筑水下混凝土，完成冲刷防护体施工。
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3 结语
桥墩冲刷防护工程的研究在不断发展，通过不断地收集、积累水害资料，研究冲刷规律，科学论证，提出针对性的防治措施。钢管桩围堰+锚杆冲刷防护结构是一种新型的防护结构，对较深或深水浅基山区河流中的桥梁防护具有一定的适宜性，为桥墩抗冲刷防护提供了一种实用的防护措施。
参考文献：
[1] 中国铁路总公司运输局工务部. 铁路既有线桥墩水文检
算[M]. 北京：中国铁道出版社，2016.
成长与成功[2] 梁发云，王琛. 桥墩基础局部冲刷防护技术的对比分析
[J]. 结构工程师，2014（5）：130-138.
（编辑：赵艳）
图1
钢管桩围堰+
蟛蜞菊内酯锚杆防护
图2 钢管桩断面图
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