(第1章)橋梁施工-緒論

橋梁施工及組織管理第一章總論橋梁是跨越障礙的構造物，是交通網的重要組成部分。橋梁的建設過程：規(guī)劃、可行性研究、勘察設計、施工四個主要階段。施工是設計思想和設計意圖的實現過程，高水平的設計需要更高水平的施工技術來實現。施工技術的發(fā)展也為增大橋梁跨度、改善結構性能和應用新材料提供條件。本章內容橋梁施工的發(fā)展簡史橋梁施工的相關因素施工方法及選擇第一節(jié)橋梁施工的發(fā)展簡史橋梁施工的歷史與橋梁設計的歷史：橋梁施工的對象——橋梁藤橋、梁橋、拱橋、懸索橋、斜拉橋等建橋的材料藤、石頭、竹、木、磚、鐵、鋼、混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、復合材料建橋的技術、工具、設備橋梁施工的歷史==橋梁設計的歷史懸臂木梁原始橋的蹤影：西藏墨脫藤網橋（全景）一、早期的橋梁為生活便利搭設的石蹬橋、藤橋、木板橋、石橋等，如：周文王時代的渭河浮橋和粗石橋隋代趙州橋——腰鐵、鐵拉桿、剎尖封頂宋代泉州洛陽橋（萬安橋）——首創(chuàng)筏形基礎，采用浮運架橋法（小知識：筏形基礎：適用于荷載很大，條狀甚至十字形基礎不能滿足承載要求，將其邊緣擴大至成整片，也叫片筏基礎）漳州虎渡橋——長達23.7m、重達200t的石梁，其架設方法至今無從考證。簡易石梁橋主拱圈分為28圈，每圈由43塊拱石組成，用石灰漿砌筑，拱石表面有斜紋，肋間設腰鐵以加強橫向聯(lián)系；在主拱跨中，設5道鐵拉桿，在拱頂用剎尖法使拱石擠緊。可見當時的工匠非常熟悉拱橋的受力特性。泉州洛陽橋——首開現代筏形基礎的先河漳州虎渡橋

二、近代和現代的橋梁1850年代，美國從法國引進近代懸索橋技術，并于1870年代發(fā)明了“空中紡線法（A.S法）”編紡懸索橋主纜。在現代的懸索橋建造中，多采用工廠預制的平行鋼絲束作為主纜，其架設方法（P.P.W.S法）也更簡潔、快速。20世紀前后，鋼筋混凝土用于橋梁。1929年法國著名工程師弗萊西奈經過20年的研究實現了預應力混凝土技術，各種新穎的橋型和相應的施工方法得到迅速發(fā)展。懸臂施工方法使大跨度預應力混凝土橋梁得到了迅猛發(fā)展。懸臂施工法引入拱橋，促進了鋼筋混凝土拱橋的發(fā)展。50年代末，頂推施工法促使預應力混凝土連續(xù)梁橋得到了推廣。

二、近代和現代的橋梁50年代，世界上出現了第一座現代鋼斜拉橋。60年代，預應力混凝土斜拉橋已開始大量修建。60年代后，又創(chuàng)造了逐孔施工法、轉體施工法等技術。80和90年代，大跨深水橋梁日益增多。20世紀末懸索橋的最大跨徑已達1990m（日本明石海峽大橋）斜拉橋已達890m（日本多多羅橋），混凝土拱橋已達420m（重慶萬縣長江大橋）預應力混凝土梁橋已達301m（挪威Stolmasundet橋）。本世紀初，斜拉橋已達1088m（蘇通長江大橋2008年）連續(xù)剛構橋跨度已達330m（重慶石板坡長江大橋2007年）拱橋跨度，達到552m（重慶朝天門長江大橋2009）橋梁施工機具設備向著大功能、高效率和自動控制的方向發(fā)展加拿大聯(lián)邦大橋（Confederationbridge）采用8700t的浮吊。橋梁建設相關的新技術、新工藝、新材料、新設備等方面的廣泛應用將推動橋梁的進一步發(fā)展。南京長江大橋南京長江大橋為公路鐵路雙層鋼連續(xù)桁梁橋，上層為4車道公路橋；下層為雙線鐵路橋。采用懸臂拼裝法架設。正橋長1576m，連同兩端引橋總長：鐵路6772m，公路橋4588m。主橋采用雙塔雙索面鋼與混凝土結合梁斜拉橋。主跨跨徑423m，一跨過江，通航凈空46m。主橋橋面為6車道，橋全長8346m，主橋長846m，浦東引橋長3746m,浦西引橋長3754m。上海南浦大橋蘇通大橋總長8206米，其中主橋采用2088米的七跨雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，為世界第一大跨徑斜拉橋；專用航道橋為548米的鋼連續(xù)梁橋，屬同類橋梁工程世界第二。蘇通長江公路大橋挪威Stolmasundet橋重慶朝天門長江大橋跨徑552m，現已通車二、近代史與現代史常規(guī)中小橋——土牛胎、竹木支架、拱架現澆或砌筑施工，預制安裝法施工近代橋梁史上最重要的橋梁——錢塘江大橋：木樁基礎、260噸鋼桁梁浮運架設、人才培養(yǎng)武漢長江大橋南京長江大橋：深達70余米的水下基礎、采用國產的16錳低合金鋼、采用高強螺栓代替鉚釘、在公路橋面上首次采用了陶粒輕質混凝土；研究制造了一系列關鍵性的施工機具設備；創(chuàng)造了一些新的施工工藝：如管柱下沉、鉆孔洗壁、循環(huán)壓漿、懸拼調整、高強螺栓安裝；在特大型工程的科學組織和管理方面也取得了一定的經驗。1956年武漢長江大橋一橋飛架南北，天塹變通途武漢長江大橋南京長江大橋其它施工方法與代表性橋梁橋梁的其他施工方法如轉體法、頂推法、逐孔施工法、橫移及浮運法等都在70年代中得到應用。貴州江界河大橋，跨徑330m，組合桁架拱。四川萬縣長江大橋，跨徑420m，鋼筋混凝土箱形拱橋。廣西邕寧邕江大橋，跨徑312m，中承式鋼筋混凝土拱橋。上海南浦大橋，設計施工水平進入世界先進行列，解決了結合梁橋道開裂問題。楊浦大橋、虎門大橋、江陰長江大橋、香港青馬大橋。萬縣長江大橋邕寧邕江大橋香港青馬大橋施工技術對橋梁結構發(fā)展的促進作用懸臂施工法從鋼橋引入到預應力混凝土橋梁，促進了T構橋、連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構橋、桁架橋、斜拉橋等橋型結構的發(fā)展。頂推施工法從鋼橋的拖拉施工法改進引入到預應力連續(xù)梁橋的施工中。逐孔施工法用于長橋。浮運法的成熟運用。轉體施工高墩的施工三、國內外橋梁施工發(fā)展概述

1、對橋梁的要求強調通行能力、跨越能力、承載能力橋梁造型與城市景觀的協(xié)調橋梁與環(huán)保：行車的噪聲污染與空氣污染、施工的環(huán)境影響施工質量、施工速度、施工技術、施工管理

2、施工技術的合理應用與發(fā)展中小跨橋梁的裝配化施工粱橋、拱橋、斜拉橋的懸臂施工施工設備向的大功能、高效率、自動控制方向發(fā)展施工技術的成熟與發(fā)展，使不同橋梁能選擇更合理的施工方法橋梁設計中不再強調用料最省。

第二節(jié)橋梁施工的相關因素

一、施工與設計的關系

橋梁設計必須根據實際情況，考慮施工的可能性、經濟性與合理性；施工方法的選用應綜合工程結構的跨度、孔數、橋梁總長、截面形式和尺寸、地形、設備能力、氣候、運輸條件、設備的重復使用等條件來選擇。橋梁設計要同時滿足施工階段與營運階段的各項要求。橋梁結構的施工應忠實地按設計要求完成。施工期間，設計與施工相互配合、協(xié)調，達到實際上的統(tǒng)一。施工方法的確定與施工機械設備密切相關，施工機具設備決定了橋梁施工技術的先進與否橋梁結構體系及施工技術的發(fā)展，要有大量的、先進的機械設備作為保證手段，先進施工技術發(fā)展的同時又促進了機械制造工業(yè)水平的不斷提高。

測量設備基礎施工設備混凝土施工設備各種常備式結構預應力施工設備運輸、安裝和起重設備專用施工設備等。二、施工技術與機械設備的關系橋梁工程的總造價包括規(guī)劃、工程可行性研究、勘測設計、征地拆遷、工程施工等費用，其中施工一般要占工程費用的60％以上。工程施工費用和勞動力的工資所占的比例呈現上升趨勢，施工費用對工程造價有著舉足輕重的影響。橋梁施工費用的影響因素：構件制作費、架設費、工期。加強施工的科學管理，提高施工機械化的程度，組織專業(yè)化施工，使工程質量、施工期限、工程造價處于最優(yōu)狀態(tài)。合理工期的效益：社會效益、經濟效益。三、施工與工程造價的關系

橋梁施工——施工技術、施工方法（施工工藝、施工工序、施工文件）。橋梁施工過程是一項龐大的系統(tǒng)工程，涉及到大量的人力、資金、材料和機具設備，要求進行科學的管理。組織管理——通過制定周密的施工計劃，確保工程按設計要求的質量、計劃規(guī)定的進度和低于設計預算和合同包價的成本，安全、順利地完成施工任務。橋梁工程施工的特點是：固定的場地；流動的勞力、機具和材料；較長的施工周期；不斷變化、調整的施工程序和工藝。四、橋梁施工與組織管理的關系確認工程項目，進行現場布置和施工準備制定工程進度計劃安排人事勞務計劃臨時設施計劃機具設備使用計劃材料及運輸計劃工程財務管理安全、質量與衛(wèi)生管理五、橋梁工程組織管理的內容

橋梁施工準備施工準備技術準備物資準備施工準備勞動組織準備一、技術準備技術準備熟悉設計文件、研究施工圖及現場核對原始資料的進一步調查分析施工前的設計技術交底制訂施工方案、進行施工設計編制施工組織設計編制施工預算地質、水文、氣象、技術經濟條件二、勞動組織準備和物資準備

勞動組織準備－建立組織結構合理設置施工班組集結施工力量，組織勞動力進場施工組織設計、施工計劃和施工技術的交底建立健全各項管理制度

物資準備－工程材料的準備施工設備的準備其他各種小型生產機具、小型配件等的準備三、施工現場準備

施工控制網測量補充鉆探搞好“三通一平”（水電路通，場地平整；電訊、網絡、煤氣、暖氣、航運等）建造臨時設施安裝調試施工機具材料的試驗和儲存堆放新技術項目的試制和試驗冬雨季施工安排消防、保安措施建立健全施工現場各項管理制度第三節(jié)橋梁施工方法及施工方法的選擇

擴大基礎樁和管柱基礎沉井基礎（大型重力式基礎）地下連續(xù)墻基礎組合基礎石砌墩臺式墩臺就地澆筑式墩臺預制裝配式墩臺基礎施工橋墩、臺施工上部結構施工就地澆筑法預制安裝法按構件制作地點橫移施工法以橋墩為基準以橋軸端點為基準以橫橋向為基準按結構形成方式轉體施工法懸臂施工法頂推施工法逐孔施工法大型構件預制安裝法以橋位為基準整體就地澆筑施工法提升施工法一、橋梁施工方法的概述（一）橋梁基礎施工橋梁基礎類型：擴大基礎、樁和管柱基礎、沉井基礎、地下連續(xù)墻基礎和組合基礎?；A型式和施工方法的選用要針對橋跨結構的特點和要求，并結合現場地形、地質條件、施工條件、技術設備、工期季節(jié)、水力水文等因素統(tǒng)籌考慮安排。不同類型的基礎有著各自的施工特點：

1、擴大基礎

2、樁和管柱基礎

3、沉井基礎

4、地下連續(xù)墻基礎

5、組合基礎二、橋梁上部結構的施工1、就地澆筑法優(yōu)點：設備簡單、整體性好缺點：主要是工期長，施工質量不容易控制；對預應力混凝土梁由于混凝土的收縮、徐變引起的應力損失比較大；施工中的支架、模板耗用量大，施工費用高；搭設支架影響排洪、通航、施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。

2、預制安裝法一般是指鋼筋混凝土或預應力混凝土簡支梁的預制安裝。主要特點：1)工場生產制作，有利于確保構件的質量和尺寸精度，便于機械化施工；2)上下部結構可以平行作業(yè)，可縮短工期；3)能有效利用勞動力，降低工程造價；4)施工速度快，適用于急救工程；5)預制構件在安裝時已有一定齡期，可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。3、懸臂施工法

分為懸臂澆筑施工和懸臂拼裝施工懸臂施工的主要特點：1)懸臂施工適合于營運狀態(tài)與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁，如預應力混凝土T型剛構橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等；2)非墩梁固接橋梁，采用懸臂施工時應采取臨時固結措施，因而在施工過程中有結構體系的轉換；

3)采用懸臂施工的機具設備種類很多，就掛籃而言，也有桁架式、斜拉式等多種形式，可根據實際情況選用；4)懸臂澆筑施工簡便，結構整體性好，施工中可不斷調整位置，常在跨徑大于100m的橋梁上選用；懸臂拼裝法施工速度快，橋梁上、下部結構可平行作業(yè)，但施工精度要求比較高，可在跨徑100m以下的大橋中選用；5)懸臂施工法可不用或少用支架、施工不影響通航或橋下交通。4、轉體施工法

轉體施工是將橋梁的主要承重構件先在橋位處岸邊、路邊或適當位置進行預制，待混凝土達到設計強度后旋轉構件就位的施工方法。轉體施工的主要特點：

1)利用地形，方便預制構件；2)施工期間不斷航，不影響橋下交通；3)施工設備少，裝置簡單，容易制作并便于掌握；4)節(jié)省施工材料；

5)減少高空作業(yè)，工序簡單，施工迅速；主要結構先期合攏后，給后期施工帶來方便；6)轉體施工適合于單跨和三跨橋梁，可在深水、峽谷中建橋采用，同時也適應在平原區(qū)以及用于城市跨線橋；7)大跨徑橋梁采用轉體施工將會取得較好的技術經濟效益，轉體重量輕型化、多種工藝綜合利用，是大跨及特大跨橋施工有力的競爭方案。5、頂推施工法

頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地，分節(jié)段預制，用縱向預應力筋將預制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體，通過水平千斤頂將梁體向前頂推出預制場地。然后進行下一節(jié)段的預制，循環(huán)操作直至施工完成。

頂推法施工的特點：

1)設備簡單，可用于直線橋梁也可用于彎橋和坡橋的施工；2)主梁分段預制,連續(xù)作業(yè),結構整體性好；不需要大型起重設備,施工節(jié)段的長度可達10—20m；3)橋梁節(jié)段固定在一個場地預制，便于施工管理改善施工條件，避免高空作業(yè)。同時，模板、設備可多次周轉使用，在正常情況下，節(jié)段的預制周期7—10d；4)頂推施工時與營運時期的受力狀態(tài)差別較大；5)頂推法宜在等截面梁上使用，以中等跨徑的橋梁為宜，橋梁的總長以500m—600m為宜。6、移動模架逐孔施工法逐孔施工是中等跨徑預應力混凝土連續(xù)梁長橋一種施工方法，它使用一套設備從橋梁的一端逐孔施工直到對岸。采用移動模架逐孔施工的主要特點：

1)不需設置地面支架，不影響通航和橋下交通，施工安全、可靠；2)有良好的施工環(huán)境，保證施工質量，一套模架可多次周轉使用，具有在預制場生產的優(yōu)點；3)機械化、自動化程度高，節(jié)省勞力，降低勞動強度，上下部結構可以平行作業(yè)，縮短工期；4)梁段的長度一般為一孔梁長，接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位。5)模架設備投資大，施工準備和操作都較復雜；6)宜在橋梁跨徑小于50m的多跨長橋上使用。

7、橫移法施工

橫移施工法是在擬安裝結構的位置旁預制該結構，然后橫移運就位的施工方式。橫移法施工的主要特點：