2.2 园桥工程
2.2.1 桥体的结构形式
园桥的结构形式随其主要建筑材料而有所不同。例如，钢筋混凝土园桥和木桥的结构常用板梁柱式，石桥常用拱券式或悬臂梁式，铁桥常采用桁架式，吊桥常用悬索式等，都说明建筑材料与桥的结构形式是紧密相关的。
（1）板梁柱式
板梁柱式以桥柱或桥墩支撑桥体重量，以直梁按简支梁方式两端搭在桥柱上，梁上铺设桥板作桥面，如图2-47所示。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、桥面板一般用钢筋混凝土预制或现浇；如果跨度较小，也可用石梁和石板。
图2-47 板梁柱式
（2）悬臂梁式
悬臂梁式即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，如图2-48所示。这种方式可以增大桥孔的跨度，以便于桥下行船。石桥和钢筋混凝土桥都可能采用悬臂梁式结构。
图2-48 悬臂梁式
（3）拱券式
拱券式即桥孔由砖石材料拱券而成，桥体重量通过圆拱传递到桥墩，如图2-49所示。单孔桥的桥面一般也是拱形，因此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，但也常有把桥顶做成半径很大的微拱形桥面的。
图2-49 拱券式
（4）悬索式
悬索式即一般索桥的结构方式。以粗长的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一起，下垂钢绳的下端则吊起桥板，如图2-50所示。
图2-50 悬索式
（5）桁架式
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以充分发挥。杆件的结点多为铰接。
2.2.2 栈道的结构
栈道路面宽度的确定与栈道的类别有关。采用立柱式栈道的，路面设计宽度可为1.5～2.5m；斜撑式栈道宽度可为1.2～2.0m；插梁式栈道不能太宽，0.9～1.8m就比较合适。
（1）立柱与斜撑柱
立柱用石柱或钢筋混凝土柱，断面尺寸可取180mm×180mm至250mm×250mm，柱高一般不超过柱径的15倍。斜撑柱的断面尺寸比立柱稍小，可在150mm×150mm至200mm×200mm之间。斜撑柱上端应预留筋头与横梁梁头相焊接，下端应插入陡坡坡面或山壁壁面。立柱和斜撑柱都用C20混凝土浇制。
（2）横梁
横梁的长度应是栈道路面宽度的1.2～1.3倍，梁的一端应插入山壁或坡面的石孔并稳实地固定下来。插梁式栈道的横梁插入山壁部分的长度，应为梁长的1/4左右。横梁的截面为矩形，宽高的尺寸可为120mm×180mm至180mm×250mm。横梁也用C20混凝土浇制，梁一端的下面应有预埋铁件与立柱或斜撑柱焊接。
（3）桥面板
桥面板可用石板或钢筋混凝土板铺设。铺石板时，要求横梁间距比较小，一般不大于1.8m。石板厚度应在80mm以上。钢筋混凝土板可用预制空心板或实心板。空心板可按产品规格直接选用。实心钢筋混凝土板常设计为6cm、8cm、10cm厚，混凝土强度等级可用C15～C20。栈道路面可以用1:2.5水泥砂浆抹面处理。
（4）护栏
立柱式栈道和部分斜撑式栈道可以在路面外缘设立护栏。护栏最好用直径254mm以上的镀锌铁管焊接制作；也可做成石护栏或钢筋混凝土护栏。作石护栏或钢筋混凝土护栏时，望柱、栏板的高度可分别为900mm和700mm，望柱截面尺寸可为120mm×120mm或150mm×150mm，栏板厚度可为50mm。
栈道的做法如图2-51所示。
图2-51
图2-51 园林栈道做法（单位：mm）
2.2.3 拱桥的基本构造
拱桥由上部结构和下部支撑结构两大部分组成。上部结构包括梁（或拱）、栏杆等，是景桥的主体部分，要求既坚固，又美观。下部结构包括桥台、桥墩等支撑部分，是拱桥的基础部分，要求坚固耐用，耐水流的冲刷。桥台、桥墩要有深入地基的基础，上面应采用耐水流冲刷材料，还应尽可能减少对水流的阻力，如图2-52所示。
图2-52 拱桥构造与组成示意
2.2.4 园桥基础施工
园路的结构物基础根据埋置深度分为浅基础和深基础，小桥涵常用的基础类型是天然地基上的浅基础，当设置深基础时常采用桩基础。基础所用的材料大多为混凝土或钢筋混凝土结构，石料丰富地区也常采用石砌基础。
扩大基础的施工一般采用明挖的方法，当地基土质较为坚实时，可采取放坡开挖，否则应作各种坑壁支撑；在水中开挖基坑时，应预先修筑围堰，将水排干，然后再开挖基坑。明挖扩大基础的施工主要内容包括定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理与圬工砌筑。
（1）定位放样
在基坑开挖前，需进行基础的定位放样工作，即将设计图上的基础位置准确地设置到桥址位置上来。如图2-53所示，为桥台基础定位放样。基坑各定位点的标高及开挖过程中标高检查应按一般水准测量方法进行。
图2-53 桥台基础定位放样示意图
（2）基坑开挖
基坑开挖应根据土质条件、基坑深度、施工期限以及有无地表水或地下水等因素采用适当的施工方法。
①不加支撑的基坑开挖 常用不加支撑的基坑的形式如图2-54所示。对于一般小桥涵的基础、工程量不大的基坑，可以采用人工施工。施工时，应注意下列几点：
图2-54 不加支撑的基坑的形式
a.在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟，并防止水沟渗水，以免地表水冲刷坑壁，影响坑壁稳定性。
b.坑壁边缘应留有护坡道，静荷载距坑边缘不少于0.5m，动荷载距边缘不少于1.0m；垂直坑壁边缘的护坡道还应适当增宽；水文地质条件欠佳时应有加固措施。
c.基坑施工不可延续时间过长，自开挖至基础完成，应抓紧时间连续施工。
d.如果用机械开挖基坑，挖至坑底时应保留不少于30cm的厚度，在基础浇注圬工前应用人工挖至基底标高。
②有支撑的基坑 土质不易稳定并有地下水等影响，或施工现场条件受限时，可采用有支撑的基坑。常用的坑壁支撑形式有直衬板式坑壁支撑、横衬板式坑壁支撑、框架式支撑及其他形式的支撑（如锚桩式、斜撑式、锚杆式、锚碇板式等），如图2-55所示。
图2-55
图2-55 有支撑的基坑形式
③水中基础的基坑开挖 桥梁墩台基础常常位于地表水位以下，有时流速还较大，施工时应在无水或静水的条件下进行。桥梁水中基础最常用的方法是围堰法。围堰的作用主要是防水和围水，有时还起着支撑基坑壁的作用。
a.围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm以上，最低不应小于50cm，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20～40cm。
b.围堰外形应适应水流排泄，大小不应压缩流水断面过多，堰身断面尺寸应保持有足够的强度和稳定性，使基坑开挖后围堰不致发生破裂、滑动或倾覆。
c.一般应安排在枯水期进行。
（3）基坑排水
①集水坑排水法 集水坑底宽不小于0.3m、纵坡为1％～5％，一般设在下游位置，坑深应大于进水笼头高度，并用荆笆、竹篾、编筐或木笼围护，以避免泥沙阻塞吸水笼头。
②井点排水法 当土质较差有严重流沙现象，地下水位较高，挖基较深，坑壁不易稳定，用普通排水方法很难解决时，这时可采用井点排水法。
（4）基底处理
天然地基基础的基底土壤好坏对基础、墩台及上部结构的影响很大，一般应进行基底的处理工作，参见表2-6。
表2-6 基底处理方法一览表
（5）圬工砌筑
在基坑中砌筑基础圬工，可分为无水砌筑、排水砌筑及水下灌筑三种情况。基础圬工用料应在挖基完成前准备好，以确保能及时砌筑基础，防止基底土壤变质。
①排水砌筑 保证在无水状态下砌筑圬工；禁止带水作业及用混凝土将水赶出模板外的灌注方法；基础边缘部分应严密隔水；水下部分圬工必须待水泥砂浆或混凝土终凝后方可允许浸水。
②水下灌筑混凝土 一般只有在排水困难时采用。基础圬工的水下灌筑分为水下封底和水下直接灌筑基础两种。前者封底后仍要排水再砌筑基础，封底只是起封闭渗水的作用，其混凝土只作为地基而不作为基础本身，适用于板桩围堰开挖的基坑。
水下封底混凝土为满足防渗漏的要求，最小厚度一般为2m左右。水下混凝土的灌注方法采用的是垂直移动导管法，如图2-56、图2-57所示。
图2-56 基础的封底混凝土
图2-57 垂直导管法灌注水下混凝土
对于大体积的封底混凝土，可分层分段逐次灌注。对于强度要求不高的围堰封底水下混凝土，也可以一次由一端逐渐灌注到另一端。采用导管法灌注水下混凝土要注意下列几个问题：
a.导管应试拼装，充水加压，检查导管有无漏水现象。
b.为使混凝土有良好的流动性，粗骨料粒径以2～4cm为宜。
c.必须确保灌注工作的连续性，在灌注过程中正确掌握导管的提升量，埋入深度一般不应小于0.5m。
2.2.5 桥面施工
桥面指桥梁上构件的上表面。通常布置要求为线型平顺，与路线顺利搭接。城市桥梁在平面上宜做成直桥，特殊情况下可做成弯桥，如果采用曲线形时，应符合线路布设要求。桥梁平面布置应尽可能采用正交方式，以免与河流或桥上路线斜交。如果受条件限制时，跨线桥斜度不宜超过15°，在通航河流上不宜超过15°。
梁桥的桥面通常由桥面铺装、防水和排水设施、伸缩缝、人行道、栏杆、灯柱等构成。
（1）桥面铺装
桥面铺装的作用是避免车轮轮胎或履带直接磨耗行车道板；保护主梁免受雨水侵蚀，分散车轮的集中荷载。因此桥面铺装的要求是：具有一定强度，耐磨，避免开裂。桥面的铺装样式如图2-58所示。
图2-58 桥面的铺装样式（单位：mm）
桥面铺装一般采用水泥混凝土或沥青混凝土，厚6～8cm，混凝土强度等级不低于行车道板混凝土的强度等级。在不设防水层的桥梁上，可在桥面上铺装厚8～10cm有横坡的防水混凝土，其强度等级也不低于行车道板的混凝土强度等级。
（2）桥面排水和防水
桥面排水是借助于纵坡和横坡的作用，使桥面水迅速汇向集水碗，并从泄水管排出桥外。横向排水是在铺装层表面设置1.5％～2％的横坡，横坡通常是铺设混凝土三角垫层时形成的，对于板桥或就地建筑的肋梁桥，也可在墩台上直接形成横坡，而做成倾斜的桥面板。
当桥面纵坡大于2％而桥长小于50m时，桥上可不设泄水管，而在车行道两侧设置流水槽以免雨水冲刷引道路基，当桥面纵坡大于2％而桥长大于50m时，应沿桥长方向12～15m设置一个泄水管，如果桥面纵坡小于2％，则应将泄水管的距离减小至6～8m。
桥面防水是将渗透过铺装层的雨水挡住并汇集到泄水管排出。一般可在桥面上铺8～10cm厚的防水混凝土，其强度等级一般不低于桥面板混凝土强度等级。当对防水要求较高时，为了避免雨水渗入混凝土微细裂纹和孔隙，保护钢筋时，可以采用“三油三毡”防水层。
（3）伸缩缝
为了确保主梁在外界变化时能自由变形，就需要在梁与桥台之间，梁与梁之间设置伸缩缝（也称变形缝）。伸缩缝的作用除确保梁自由变形外，还能使车辆在接缝处平顺通过，避免雨水及垃圾泥土等渗入，其构造应方便施工安装和维修。伸缩缝的做法如图2-59所示。
图2-59 伸缩缝的做法（单位：mm）
常用的伸缩缝有：U形镀锌薄钢板式伸缩缝、橡胶伸缩缝、钢板伸缩缝。
（4）人行道、栏杆和灯柱
城市桥梁一般均应设置人行道，人行道一般采用肋板式构造。
栏杆是桥梁的防护设备，城市桥梁栏杆应该美观实用、朴素大方，栏杆高度通常为1.0～1.2m，标准高度是1.0m。栏杆柱的间距一般为1.6～2.7m，标准设计为2.5m。
城市桥梁应设照明设备，照明灯柱可以设在栏杆扶手的位置上，也可靠近边缘石处，其高度一般高出车道5m左右。
（5）梁桥的支座
梁桥支座的作用是将上部结构的荷载传递给墩台，同时确保结构的自由变形，使结构的受力情况与计算简图相一致。
梁桥支座一般按桥梁的跨径、荷载等情况分为简易垫层支座、弧形钢板支座、钢筋混凝土摆柱、橡胶支柱。桥面的一般构造如图2-60所示。
图2-60 桥面的一般构造
2.2.6 拱桥的施工
（1）石板平板桥
常用石板宽度在0.7～1.5m，以1m左右较多，长度1～3m不等，石料不加修琢，仿真自然，也不设栏杆，或只在单侧设栏杆。如果游客流量较大，则并列加拼一块石板使宽度在1.5～2.5m，甚至更大可至3～4m。为安全起见，一般都加设石栏杆，栏杆不宜过高，在450～650mm之间。石板厚度宜200～220mm，常用石料石质见表2-7。
表2-7 石桥常用石料石质
（2）石拱桥
园林桥多用石料，统称石桥，以石砌筑拱券成桥，因此称石拱桥。
石拱桥在结构上分成无铰拱与多铰拱，如图2-61和图2-62所示。拱桥主要受力构件是拱券，拱券由细料石榫卯拼接构成。拱券石能否在外荷载作用下共同工作，不但取决于榫卯方式还有赖于拱券石的砌置方式。
图2-61 无铰拱
图2-62 多铰拱
1）无铰拱的砌筑方式
①并列砌筑 将若干独立拱券栉比并列，逐一砌筑合龙的砌筑法。一圈合龙，即能单独受力，并有助于毗邻拱券的施工。
并列砌筑的优点如下：
a.简练安全，省工料，便于维护，只要搭起宽0.5～0.6m的脚手架便能施工。
b.即使一道或几道拱券损坏倒塌，也不会影响全桥。
c.对桥基的多种沉陷有较大的适应性。
缺点是各拱券之间的横向联系较差。
②横联砌筑 使拱券在横向交错排列的砌筑，券石横向联系紧密，从而使全桥拱石整体工作性大大加强。由于景桥建筑立面处理和用料上的需要，横联拱券又发展增加出镶边和框式两种。
框式横联拱券吸取了镶边横联拱券的优点，又防止了前者边券单独受力与中间诸拱无联系的缺点，使得拱桥外券材料与加工可高级些，而内券可降低些，也不影响拱桥相连成整体。
两者共同的缺点是：施工时需要满堂脚架。
③毛石（卵石）砌筑 完全用不规则的毛石（花岗石、黄石）或卵砾石干砌的拱桥，跨径多在6～7m。截面多为变截面的圆弧拱。施工多用满堂脚手架或堆土成胎模，桥建成，挖去桥孔径内的胎模土即成。
目前园林工程中无铰拱通常采用拱券石镶边横联砌筑法。即在拱券的两侧最外券各用高级石料（如大理石、汉白玉精琢的花岗石等）镶嵌砌成一独立拱券（又称卷脸石），长度≥600mm，宽度≥400mm，厚度≥300mm。内券之拱石采用横联纵列错缝嵌砌，拱石间紧密层重叠砌筑。
2）多铰拱的砌筑方式
①有长铰石 每节拱券石的两端接头用可转动的铰来联系。具体做法是将宽600～700mm、厚300～400mm、每节长大约为1m的内弯拱板石（即拱券石）上下两端琢成榫头，上端嵌入长铰石之卯眼（300～400mm）中，下端嵌入台石卯眼中。靠近拱脚处的拱板石较长些，顶部则短些。
②无长铰石 即拱板石两端直接琢制卯接以代替有长铰石时的榫头。榫头要紧密吻合，连接面必须严紧合缝，外表看起来不知其中有榫卯。
多铰拱的砌置，不论有无长铰石，实际上都应使拱背以上的拱上建筑与拱券一起成整体工作。
在多铰拱券砌筑完成之后，在拱背肩墙两端各筑有间壁一道，即在桥台上垒砌一条长石作为间壁基石，再在基石之上竖立一排长石板，下端插入基石，上端嵌入长条石底面的卯槽中。间壁和拱顶之间另用长条石一对（300～400mm的长方形或正方形），叠置平放于联系肩墙之上。长条石两端各露出250～400mm于肩墙之外，端部琢花纹，回填三合土（碎石、泥沙、石灰土）。最后，在其上铺砌桥面石板、栏杆柱、栏板石、抱鼓石等。