6 橋梁工程施工

1、第六章 橋梁工程施工6.1 橋梁施工準(zhǔn)備和橋位放樣一、橋梁的施工程序施工組織設(shè)計(jì)施工準(zhǔn)備施工測(cè)量基坑開挖基礎(chǔ)施工墩臺(tái)施工上部構(gòu)造施工橋面構(gòu)造施工21、在橋址處標(biāo)定控制樁A、B的位置。2、用經(jīng)緯儀定線，把橋軸線AB在地面上標(biāo)定出來。3、用測(cè)距儀或檢定過的鋼尺按精密量距法，測(cè)量出各橋臺(tái)、橋墩的位置。（量距相對(duì)誤差1：5000）中、小橋梁的橋臺(tái)、橋墩的放樣（直接丈量法）3大橋、特大橋的施工測(cè)量(間接丈量法)對(duì)于河道較寬、橋跨度較大的橋梁，一般用三角測(cè)量或?qū)Ь€測(cè)量來布設(shè)控制網(wǎng)，其中三角測(cè)量用得較普遍。 控制網(wǎng)的布設(shè)要求如下：控制點(diǎn)應(yīng)選在便于施工控制及永久保存的地方。橋軸線應(yīng)作為控制網(wǎng)的一條邊，并與基線

2、一端相連并盡量正交?；€不小于橋軸線長(zhǎng)度的0.7倍，困難地段不小于0.5倍?；€一般不少于兩條，最好分布于河兩岸?？刂凭W(wǎng)力求簡(jiǎn)單，網(wǎng)中所有角度應(yīng)在30120 之間。每岸至少埋設(shè)三個(gè)高程控制點(diǎn)，并與國家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。以下圖的控制網(wǎng)中，圖(a)適用一般橋梁，圖(b)、(c)適用于大橋或特大橋。4橋梁控制網(wǎng)的精度確定根據(jù)跨越結(jié)構(gòu)架設(shè)的誤差確定控制網(wǎng)的精度例10-3：某大橋?yàn)殇摿簶?，共?2孔，每孔長(zhǎng)120米，寬20米，高16米，每孔由10節(jié)鋼架組成，每節(jié)的上下弦桿長(zhǎng)12米，三孔為一聯(lián)，聯(lián)與聯(lián)間的支座中心距為2米。問要對(duì)該橋建立施工控制網(wǎng)，控制網(wǎng)在橋軸線上的邊長(zhǎng)相對(duì)誤差應(yīng)不低于多少？(鋼梁驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

3、鋼梁構(gòu)件的長(zhǎng)度誤差不得超過其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的1/5000，支座墊板的安裝限差為 5mm。)解：由題意可知全橋聯(lián)與聯(lián)之間有3個(gè)支座，全橋總長(zhǎng)為： D = 12120+32.0 = 1446m每聯(lián)的誤差主要由支座安裝誤差和鋼梁制造誤差決定，每聯(lián)的極限誤差為2 =12 + N n (S / 5000) +22 = 16.75mm 其中： 1、2支座的安裝誤差 N 每一聯(lián)的孔數(shù)，N=3 n 每一孔上下弦桿數(shù)，n=10 S 上下弦桿長(zhǎng)，S=12m全橋鋼梁的架設(shè)極限誤差為：D = = 33.49mm，中誤差md = D / 2 = 16.75mm全橋鋼梁架設(shè)的相對(duì)中誤差為：md / D = 16.75 / 14

4、46000=1/90000因三角測(cè)量誤差為鋼梁架設(shè)誤差的1/ ,所以控制網(wǎng)在橋軸線上的邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為： 1/90000 (1/ ) = 1/123000。5根據(jù)橋墩放樣的允許誤差確定控制網(wǎng)的精度由于放樣橋墩時(shí)，一般采用高精度儀器，并強(qiáng)制對(duì)中或嚴(yán)格對(duì)中，所以橋墩位置誤差主要由控制網(wǎng)邊長(zhǎng)誤差決定。在橋梁的施工中，一般要求橋墩中心位置在橋軸線方向上的位置中誤差1520mm。設(shè)M為放樣后所得點(diǎn)位的總誤差，m為控制點(diǎn)所引起的誤差。一般情況下認(rèn)為：m 0.4M 則當(dāng)M=20mm時(shí)，m0.4M=8mm。例如，當(dāng)河寬S=1000米時(shí)，三角網(wǎng)最弱邊的相對(duì)中誤差為： m/S = 8/1000000 = 1/12

5、5000。6 方向交會(huì)法放樣橋墩1、根據(jù)控制網(wǎng)平差后的A、B、C點(diǎn)坐標(biāo)及橋墩E的設(shè)計(jì)坐標(biāo)值，計(jì)算出交會(huì)角、的數(shù)值。2、在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以正倒鏡分別撥角得兩條方向線，取二者的中線E1E2；3、同樣在B點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以正倒鏡分別撥 角得兩條方向線，取二者的中線E3E1 ；4、在C點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以正倒鏡分別照準(zhǔn)點(diǎn)D，得兩條方向線，取二者的中線E3E2 ；5、三角形E1E2 E3即為示誤三角形。若由A、B兩點(diǎn)發(fā)出的兩條方向線的交點(diǎn)E1不在橋軸線上，且與橋軸線的距離不大于2cm，可將E1點(diǎn)投影到橋軸線上，即為橋墩的中心位置。7第六章 橋梁工程施工6.2 橋梁基礎(chǔ)施工一、基坑圍堰圍堰：是指在修筑基礎(chǔ)時(shí)，

6、為防止地下水和地表水侵入基坑內(nèi)，修建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。91、圍堰的作用防水圍水支撐基坑的坑壁102、圍堰的工作特點(diǎn)及對(duì)圍堰的要求 1圍堰的工作特點(diǎn)：臨時(shí)性擋水建筑物2要求：結(jié)構(gòu)上要求穩(wěn)定、防滲、抗沖施工上構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于施工、維修、撤除方便布置上使水流平順經(jīng)濟(jì)合理 113、圍堰分類按材料分：土石圍堰、砼圍堰、鋼板樁格型圍堰、木籠圍堰、草 土圍堰按圍堰與水流方向的相對(duì)位置分：橫向圍堰、縱向圍堰。按導(dǎo)流期間基坑是否允許淹沒：過水圍堰、不過水圍堰。 12二、基坑排水思考：為什么要進(jìn)行基坑的降、排水？131、集水坑排水法集水井應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外的邊角處。間距應(yīng)根據(jù)水量大小、基坑平面形狀及水泵能力確定，

7、一般為2040m。 適合于除嚴(yán)重流砂以外的各種土質(zhì)。14集水井降水法 1排水溝；2集水井；3離心式水泵；4基礎(chǔ)邊線；5原地下水位線；6降低后地下水位線151）排水方法 明溝與集水井排水分層明溝排水深層明溝排水。暗溝排水利用工程設(shè)施排水162 ）排水機(jī)具基坑排水廣泛采用動(dòng)力水泵，一般有機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、真空及虹吸泵等。選用水泵類型時(shí)，一般取水泵的排水量為基坑涌水量的1.52倍。172、井點(diǎn)降水法 井點(diǎn)降水法就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降落到坑底標(biāo)高以下，并保持至回填完成或地下結(jié)構(gòu)有足夠的抗浮能力為止。適合于粉土、細(xì)砂或地下水位較高、挖基較

8、深、坑壁不易穩(wěn)定的土質(zhì)基坑。18降水類型及適用條件 適合條件降水類型滲透系數(shù)(m/s) 可能降低的水位深度(m) 輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn) 0.180 36612噴射井點(diǎn) 0.150 820 電滲井點(diǎn) 0.1根據(jù)選用的井點(diǎn)確定 管井井點(diǎn)2020035深井井管 10801519（1）輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點(diǎn)管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。 20輕型井點(diǎn)法降低地下水位全貌圖1井管；2濾管；3總管；4彎聯(lián)管；5水泵房 6原有地下水位線；7降低后地下水位線21（2）噴射井點(diǎn)當(dāng)基坑

9、開挖較深，降水深度要求較大時(shí)，可采用噴射井點(diǎn)降水。其降水深度可達(dá)820 m，可用于滲透系數(shù)為0.150 md的砂土、淤泥質(zhì)土層。22噴射井點(diǎn)設(shè)備及平面布置簡(jiǎn)圖 (a)噴射井點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)圖；(b)噴射揚(yáng)水器原理圖；(c)噴射井點(diǎn)平面布置 1噴射井管；2濾管；3進(jìn)水總管；4排水總管；5一高壓水泵；6集水池；7水泵；8內(nèi)管；9外管；10噴嘴；11混合室；12擴(kuò)散管；13壓力表（c）（b）（a）23（3）管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個(gè)管井，每個(gè)管井單獨(dú)用一臺(tái)水泵不斷抽水來降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大(20200md)的土層中，宜采用管井井點(diǎn)。24 管井井點(diǎn) (a)鋼管管井；(b)混凝土管

10、管井1一沉砂管；2一鋼筋焊接骨架；3濾網(wǎng)；4管身；5吸水管；6離心泵；7小礫石過濾層；8粘土封口；9混凝土實(shí)管；10無砂混凝土管；11潛水泵；12一出水管（a）（b）25（4）深井井點(diǎn)當(dāng)要求井內(nèi)降水深度超過15m時(shí)，可在管井中使用深井泵抽水。這種井點(diǎn)稱為深井井點(diǎn)（或深管井井點(diǎn)）。深井井點(diǎn)一般可降低水位3040m，有的甚至可達(dá)百米以上。26（5）電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)是在輕型或噴射井點(diǎn)中增設(shè)電極而形成，主要用于滲透系數(shù)小于0.1md的土層。27 電滲井點(diǎn) 1一井點(diǎn)管；2一電極；3直流電源28三、土壁支撐土壁支撐形式應(yīng)根據(jù)開挖深度和寬度、土質(zhì)和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。29

11、(1) 橫撐式支撐橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類，如下圖。 30 橫撐式支撐（a）間斷式水平擋土板支撐 ；（b）垂直擋土板支撐 1水平擋土板，2立柱，3工具式橫撐； 4垂直擋土板，5橫楞木；6調(diào)節(jié)螺栓（a）（b）31(2) 板樁式支撐板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質(zhì)為細(xì)顆粒、松散飽和土的支護(hù)，可防治流砂現(xiàn)象產(chǎn)生。321板樁墻；2圍檁；3鋼支撐；4斜撐；5拉錨； 6土錨桿；7先施工的基礎(chǔ)；8豎撐板式支護(hù)結(jié)構(gòu) 33(3)鋼板樁施工鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。平板樁防水和承受軸向

12、壓力性能良好，易打入地下，但長(zhǎng)軸方向抗彎強(qiáng)度較?。徊ɡ耸桨鍢兜姆浪涂箯澬阅芏驾^好，施工中多采用。34鋼板樁形式a) 平板式 b) 波浪式 35鋼板樁施工現(xiàn)場(chǎng)36鋼板樁的特點(diǎn)鋼板樁之間通過鎖口互相連接，形成一道連續(xù)的擋墻。由于鎖口的連接，使鋼板樁連接牢固，形成整體，同時(shí)也具有較好的隔水能力。鋼板樁截面積小，易于打入。U形、Z形等波浪式鋼板樁截面抗彎能力較好。鋼板樁在基礎(chǔ)施工完畢后還可拔出重復(fù)使用。 37四、樁的連接法蘭盤連接鋼板連接硫磺膠泥（砂漿）連接38五、鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁是相對(duì)人工挖孔樁而言的，對(duì)于直徑小于80cm的孔，一般都采用鉆孔灌注樁，反之用人工挖孔樁。當(dāng)然直徑不是唯一要訣，對(duì)于

13、地下水埋深淺等不適于人工挖孔的，也用鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁施工工藝方法及主要技術(shù)措施39六、人工挖孔灌注樁主要程序： 挖孔支護(hù)孔壁清底安放鋼筋籠灌注混凝土40七、沉井施工41沉井的概念沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物，它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。 42沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn)埋置深度可以很大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載;沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋水結(jié)構(gòu)物，下沉過程中無需設(shè)置坑壁支撐或板樁圍壁，簡(jiǎn)化了施工沉井施工時(shí)對(duì)鄰近建筑物影響較小 43沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)(2)

14、缺點(diǎn)施工期較長(zhǎng)施工技術(shù)要求高施工中易發(fā)生流砂造成沉井傾斜或下沉困難等 44沉井基礎(chǔ)的適用條件 1.上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力缺乏，擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖工作量大，以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井基礎(chǔ)與其它深基礎(chǔ)相比較，經(jīng)濟(jì)上較為合理時(shí)；2.在山區(qū)河流中，土質(zhì)雖好，但沖刷大或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時(shí)；3.巖層外表較平坦且覆蓋層薄，但河水較深；采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰制作有困難時(shí)。 45采用沉井基礎(chǔ)的橋梁1.國內(nèi)規(guī)模最大的橋梁沉井基礎(chǔ)：江陰長(zhǎng)江公路大橋，錨錠的鋼筋混凝土沉井，平面尺寸為69米51米，下沉58米2.世界上規(guī)模最大的橋梁沉井基礎(chǔ)：日本明石海峽大橋，主塔的鋼殼沉井，

15、平面尺寸為80米70米和78米67米，下沉60米3.采用沉井基礎(chǔ)的其他結(jié)構(gòu)物：取水泵房46沉井基礎(chǔ)的分類 1.按沉井形狀分(1)按平面形狀分圓形沉井：形狀對(duì)稱、挖土容易，下沉不宜傾斜，但與墩、臺(tái)截面形狀適應(yīng)性差矩形沉井：與墩、臺(tái)截面形狀適應(yīng)性好，模板制作簡(jiǎn)單，但邊角土不易挖除，下沉易產(chǎn)生傾斜圓端形沉井：適用于圓端形的墩身，立模不便，但控制下沉與受力狀態(tài)較矩形好47沉井基礎(chǔ)的分類(2)按立面形狀分 柱形：構(gòu)造簡(jiǎn)單，挖土較均勻，井壁接長(zhǎng)較簡(jiǎn)單，模板可重復(fù)使用階梯形：除底節(jié)外，其他各節(jié)井壁與土的摩擦力較小，但施工較復(fù)雜，消耗模板多48沉井基礎(chǔ)的分類2.按沉井的建筑材料分：(1)混凝土沉井：下沉?xí)r易開

16、裂(2)鋼筋混凝土沉井：常用(3)鋼沉井：多用于水中施工 49沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造1.井壁：沉井的外壁，是沉井的主要局部，它應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以便承受沉井下沉過程中及使用時(shí)作用的荷載；同時(shí)還要求有足夠的重量，使沉井在自重作用下能順利下沉2.刃腳：井壁下端一般都做成刀刃狀的“刃腳，其功用是減少下沉阻力50沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造3.隔墻：設(shè)置在沉井井筒內(nèi)，其主要作用是增加沉井在下沉過程中的剛度，同時(shí)，又把整個(gè)沉井分隔成多個(gè)施工井孔(取土井)，使挖土和下沉可以較均衡地進(jìn)行，也便于沉井偏斜時(shí)的糾偏4.凹槽：設(shè)置在刃腳上方井壁內(nèi)側(cè)，其作用時(shí)使封底混凝土和底板與井壁間有更好的聯(lián)結(jié)，以傳遞基底反力 51沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造5.封

17、底：當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)過技術(shù)檢驗(yàn)并對(duì)井底清理整平后，即可封底，以防止地下水滲入井內(nèi) 6.頂蓋：井頂澆筑鋼筋混凝土頂蓋，待頂蓋到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度前方可砌筑墩、臺(tái) 52沉井基礎(chǔ)的施工 1.旱地上沉井的施工場(chǎng)地平整 制造第一節(jié)沉井 拆模及抽墊 挖土下沉 接高沉井 地基檢驗(yàn)和處理 封底、充填井孔及澆筑頂蓋 53沉井基礎(chǔ)的施工2.水中沉井的施工(1)筑島法：水流速不大，水深在3或4m以內(nèi)(2)浮運(yùn)沉井施工：水流速較大，水深較深54八、幾種施工方法1、懸臂施工法2、頂推法3、轉(zhuǎn)體施工法551、懸臂施工法懸臂施工法是從橋墩開始，兩側(cè)對(duì)稱現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對(duì)稱進(jìn)行拼裝。前者為懸臂澆筑施工，后者為懸臂拼裝施工

18、。56懸臂澆筑施工1）施工掛籃 掛籃是懸臂澆筑施工的主要工藝設(shè)備，它是一個(gè)能沿軌道行走的活動(dòng)腳手架。掛籃的主要組成局部有承重系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板與支架系統(tǒng)。57梁式掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-底模板；2,3,4-懸吊系統(tǒng)；5-承重結(jié)構(gòu)；6-行走系統(tǒng)；7-平衡重；8-錨固系統(tǒng)；9-工作平臺(tái)58掛籃的兩種工作狀態(tài) 用掛籃澆筑初始幾對(duì)梁段時(shí)，墩頂工作面窄，兩側(cè)掛籃的承重結(jié)構(gòu)應(yīng)連在一起，如下圖。待梁澆筑到一定長(zhǎng)度后再將兩側(cè)承重結(jié)構(gòu)分開，如下圖。592）懸臂施工工藝流程（1）掛籃前移就位；（2）安裝箱梁底模；（3）安裝底板及肋板鋼筋；（4）澆底板混凝土及養(yǎng)生；（5）安裝肋模、頂模及肋

19、內(nèi)預(yù)應(yīng)力管道；（6）安裝頂板鋼筋及頂板預(yù)應(yīng)力管道；（7）澆筑肋板及頂板混凝土；（8）檢查并清潔預(yù)應(yīng)力管道；（9）混凝土養(yǎng)生；（10）撤除模板；（11）穿鋼絲束；（12）張拉預(yù)應(yīng)力鋼束；（13）管道灌漿。懸臂澆筑施工60懸澆掛籃例如61掛籃施工現(xiàn)場(chǎng)62洞庭湖大橋橋懸澆63戰(zhàn)備橋略圖64戰(zhàn)備橋施工掛籃65戰(zhàn)備橋施工拉索施工66平衡懸臂-掛籃現(xiàn)澆平衡懸臂施工67合攏前使用臨時(shí)支架例如68懸臂拼裝法1.塊件預(yù)制 塊件應(yīng)在臺(tái)座上連續(xù)嚙合預(yù)制，一般是在工廠或橋位附近將梁體沿軸線劃分成適當(dāng)長(zhǎng)度的塊件，然后進(jìn)行預(yù)制。69懸臂拼裝法2.塊件的運(yùn)輸與拼裝塊件的運(yùn)輸方式分為場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸、塊件裝船和浮運(yùn)。塊件的拼裝根據(jù)施

20、工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況采用不同的方法。常用的方法有自行式吊車拼裝、門式吊車拼裝、水上浮吊拼裝、高空懸拼等。70懸臂拼裝法3.穿束與張拉(1)穿束穿束有明槽穿束和暗管穿束兩種。(2)張拉掛籃移動(dòng)前，頂、腹板縱向鋼絲束應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的張拉順序張拉，如設(shè)計(jì)未作規(guī)定，可采取分批、分階段對(duì)稱張拉。71懸臂拼裝法4.合攏段施工合攏順序一般為先邊跨，后中跨。多跨一次合攏時(shí)，必須同時(shí)均衡對(duì)稱地合攏。合攏前應(yīng)在兩端懸臂預(yù)加壓重，并于澆筑混凝土過程中逐步撤除，使懸臂撓度保持穩(wěn)定。合攏段的混凝土強(qiáng)度等級(jí)可提高一級(jí)，以盡早張拉。合攏段混凝土澆筑完后，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，懸臂端應(yīng)覆蓋，防止日曬。合攏段也可采用掛梁連接，施工方法與簡(jiǎn)支梁安裝相同。72箱梁節(jié)段73簡(jiǎn)支懸臂桁架74懸拼節(jié)段就位例如75懸拼節(jié)段就