第四章第二节道路桥梁与涵洞工程施工技术三.docx

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第四章第二节道路桥梁与涵洞工程施工技术三

（一）桥梁下部结构施工

1．桥梁墩台施工

（1）整体式墩台施工。

1）石砌墩台。

固定式轻型脚手架适用于6m以下墩台的、简易活动脚手架适用于25m以下墩台；悬吊脚手架可用较高的墩台。

2）混凝土墩台。

根据施工经验，当墩台高度小于30m时采用固定模板施工；当高度大于或等于30m时常用滑动模板施工。

墩台的混凝土施工特点为：

①墩台混凝土特别是实体墩台均为大体积混凝土，水泥应优先选用矿山渣水泥，火山灰水泥，采用普通水泥时强度等级不宜过高。

②当墩台截面小于或等于lOOm²时应连续灌注混凝土，以保证混凝土的完整性；当墩台截面大于100m²时，允许适当分段浇筑。

③墩台混凝土宜水平分层浇筑，每层高度宜为1.5～2.Om。

（2）装配式墩台施工。

装配式墩台适用于山谷架桥、跨越平缓无漂流物的河沟、河滩等的桥梁，特别是在工地干扰多、施工场地狭窄、缺水与砂石供应困难地区，其效果更为显著。

2．墩台基础施工

（1）明挖扩大基础施工。

（2）桩与管柱基础施工。

名称

适用（很重要）

（1）锤击沉桩

锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏性土。

（2）射水沉桩

适用：

在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅，在亚黏土或黏土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量。

（3）振动沉桩

振动沉桩适用于砂质土、硬塑及软塑的黏性土和中密或较松散的碎、卵石类土。

对于软塑类黏土及饱和砂质土，当基桩入土深度小于15m时，可采用振动沉桩机，除此情况外，宜采用射水配合沉桩。

（4）静力压桩

静力压桩适用于高压缩性黏土或砂性较轻的亚黏土层。

（5）水中沉桩

【2011真题】37在砂夹卵石层中，桥梁墩台钢筋混凝土预制桩基础的施工方法宜选（）

A.射水沉淀

B.静力压桩

C.振动沉桩

D.锤击沉淀

【答案】A

【解析】在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅，在亚黏土或黏土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，以射水为辅，并应适当控制射水时间和水量。

（二）桥梁上部结构的施工

1．桥梁承载结构的施工方法

桥梁承载结构的施工方法多种多样，常用的有支架现浇法、预制安装法、悬臂施工法、转体施工法、顶推法施工、移动模架逐孔施工法、横移法施工、提升与浮运施工。

1．支架现浇法

特点和适用

支架现浇法是指在桥跨间设置支架，在支架上安装模板、绑扎钢筋、现场浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除模板。

就地浇筑施工无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好。

它的缺点主要是工期长，施工质量不容易控制，对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大，施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高，搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。

2．预制安装法

特点和适用

预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁梁的预制安装。

（1）由于是工场生产制作，构件质量好，有利于确保构件的质量和尺寸精度，并尽可能多的采用机械化施工。

（2）上下部结构可以平行作业，因而可缩短现场工期，

（3）能有效利用劳动力，并由此而降低了工程造价。

（4）由于施工速度快可适用于紧急施工工程。

（5）将构件预制后由于要存放一段时间，因此在安装时已有一定龄期，可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。

3．悬臂施工法

特点和适用

悬臂施工法是大跨径连续梁桥常用的施工方法．属于一种自架设方式。

悬臂施工法是从桥臂开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。

前者称悬臂浇筑施工，后者为悬臂拼装施工。

（1）悬臂施工宜在营运状态的结构受力与施工阶段的受力状态比较近的桥梁中选用，如预应力混凝土T形刚构桥、变截面连续梁桥和斜拉桥等。

（2）非墩梁固接的预应力混凝土梁桥，采用悬臂施工时应采取措施使墩、梁临时固结。

（3）采用悬臂施工的机具设备种类较多，可根据实际情况选用。

（4）悬臂浇筑施工简便，结构整体性好，施工中可不断调整位置，常在跨径大于lOOm的桥梁上选用；

悬臂拼装法施工速度快，桥梁上下部结构可平行作业，但施工精度要求比较高，可在跨径lOOm以下的大桥中选用。

（5）悬臂施工法可不用或少用支架，施工不影响通航或桥下交通。

4．转体施工法

特点和适用

转体施工是将桥梁构件先在桥位处岸边预制，达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。

（1）可以利用地形，方便预制构件。

（2）施工期间不断航，不影响桥下交通，并可在跨越通车线路上进行桥梁施工。

（3）施工设备少，装置简单，容易制作并便于掌握。

（4）节省木材，节省施工用料。

采用转体施工与缆索无支架施工比较，可节省木材80％，节省施工用钢60％。

（5）减少高空作业，施工工序简单，施工迅速，当主要结构先期合拢后，给以后施工带来方便。

（6）转体施工适合于单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在乎原区以及用于城市跨线桥。

（7）大跨径桥梁采用转体施工将会取得良好的技术经济效益，转体重量轻型化，多种工艺综合利用，是大跨及特大路桥施工有力的竞争方案。

5．顶推法施工

特点和适用

顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地。

之后继续在预制场进行下一节段梁的预制，循环操作直至施工完成。

（1）顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁，施工费用低，施工平稳无噪声，可在水深、山谷和高桥墩上采用，也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用。

（2）主梁分段预制，连续作业，结构整体性好，由于不需要大型起重设备，所以施工节段的长度一般可取用10～20m。

（3）桥梁节段固定在一个场地预制，便于施工管理，改善施工条件，避免高空作业。

同时，模板、设备可多次周转使用，在正常情况下，节段的预制周期为7～10d。

（4）顶推施工时，用钢量较高。

（5）顶推法宜在等截面梁上使用，当桥梁跨径过大时，选用等截面梁会造成材料用量的不经济，也增加施工难度，因此以中等跨径的桥梁为宜，桥梁的总长也以500～600m为宜。

【2010真题】37．采用顶推法进行桥梁承载结构的施工，说法正确的是（）。

A．主梁分段预制，连续作业，但结构整体性差

B．施工平稳无噪声，但施工费用高

C．顶推施工时，用钢量较大

D．顶推法宜在变截面梁上使用

【答案】C

【解析】A错误，主梁分段预制，连续作业，但结构整体性好；B错误，顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁，施工费用低，施工平稳无噪声；D错误，顶推法宜在等截面梁上使用，当桥梁跨径过大时，选用等截面梁会造成材料用量的不经济，也增加施工难度，因此以中等跨径的桥梁为宜，桥梁的总长也以500～600m为宜。

6．移动模架逐孔施工法

特点和适用

逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁中的一种施工方法，它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工，直到对岸

（1）移动模架法不需设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全、可靠。

（2）有良好的施工环境，保证施工质量，一套模架可多次周转使用，具有在预制场生产的优点。

（3）机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度，上下部结构可以平行作业，缩短工期。

（4）通常每一施工梁段的长度取用一孔梁长，接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位。

（5）移动模架设备投资大，施工准备和操作都较复杂。

（6）移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50m的多跨长桥上使用。

7．横移法施工

特点和适用

横移施工是在拟待安置结构的位置旁预制该结构物，并横向移运该结构物，将它安置在规定位置上。

（1）由于混凝土桥具有较大的自重，横移法施工常在钢桥上使用。

（2）横向位移施工多用于正常通车线路上的桥梁工程的换梁。

为了尽量减少交通的中断时间，可在原桥位旁预制并横移施工。

8．提升与浮运施工

特点和适用

这是一种采用竖向运动施工就位的方法。

提升施工是在未来安置结构物以下的地面上预制该结构并把它提升就位。

浮运施工是将桥梁在岸上预制，通过大型浮船移运至桥位，利用船的上下起落安装就位的方法。

采用提升和浮运的方法常选取整体结构，重达数千吨。

（1）在该结构下面需要有一个适宜的地面。

（2）被提升结构下的地面要有一定的承载力。

（3）拥有一台支承在一定基础上的提升设备。

（4）该结构应该是平衡的，至少在提升操作期间是平衡的。

（5）采用浮运法要有一系列的大型浮运设备。

引桥主梁的浮运提升施工，主梁为钢箱梁。

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【例题】桥梁承载结构施工法法中，转体施工的主要特点有（）。

A．不影响通航或桥下交通

B．高空作业少，施工工艺简单

C．可利用地形，方便预制构件

D．施工设备种类多，装置复杂

E．节约木材，节省施工用料

【答案】ABCE

【解析】转体施工的主要特点：

（1）可以利用地形，方便预制构件。

（2）施工期间不断航，不影响桥下交通，并可在跨越通车线路上进行桥梁施工。

（3）施工设备少，装置简单，容易制作并便于掌握。

（4）节省木材，节省施工用料。

采用转体施工与缆索无支架施工比较，可节省木材80％，节省施工用钢60％。

（5）减少高空作业，施工工序简单，施工迅速，当主要结构先期合拢后，给以后施工带来方便。

（6）转体施工适合于单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在乎原区以及用于城市跨线桥。

（7）大跨径桥梁采用转体施工将会取得良好的技术经济效益，转体重量轻型化，多种工艺综合利用，是大跨及特大路桥施工有力的竞争方案。

【例题】大跨径连续梁桥的承载结构混凝土浇筑常采用的施工方法是（）。

A．移动模架逐孔施工法

B．顶推法

C．悬臂浇筑法

D．顶升法

【答案】C

【解析】悬臂施工法是大跨径连续梁桥常用的施工方法．属于一种自架设方式。

2．梁式桥施工

（1）简支梁（板）桥。

通常采用支架现浇法和预制安装法，后者主要用于预应力混凝土梁（板）桥施工。

（2）等截面连续梁（板）桥。

在中小跨径中这种桥梁应用较多。

其施工方法包括：

1）逐孔现浇法。

又分为在支架上逐孔现浇法和移动模架逐孔现浇两种。

2）先简支后连续法。

这种施工与简支架预制安装施工相似。

3）顶推法。

（3）预应力混凝土变截面连续梁桥。

变截面连续梁桥主要用于大中跨径连续梁桥。

常用施工方法有支架现浇法及悬臂施工法，前者适用于旱地且跨径不太大的桥梁。

（4）预应力混凝土连续刚构桥。

预应力混凝土连续刚构桥通常用在较大跨径的梁式桥梁上，一般采用悬臂浇筑法施工。

（5）钢梁桥。

钢梁桥一般为工厂加工，现场架设施工。

钢梁桥架设方法很多，主要有整孔吊装法、支架拼装法、缆索吊拼装法、转体法、顶推法、拖拉法和悬臂拼装法。

拖拉法与悬臂法使用较多。

3．拱式桥施工

（1）石拱桥主拱圈施工。

一般采用拱架法施工。

（2）系杆拱桥施工。

系杆拱桥属于无外部推力体系。

对钢筋混凝土系杆拱桥，最简便的施工方法是支架法。

当采用钢筋混凝土吊杆和系时，通常在拱肋混凝土强度达到要求后，先在桥跨上加临时荷载，使吊杆和系杆中的钢内产生额外的拉力后再浇筑混凝土，最后在卸去临时荷载后使吊杆、系秆内产生一定预应力，避免混凝土裂缝。

（3）整体型上承式拱桥施工。

整体型上承式拱桥包括桁架拱桥、刚架桥。

对普通中小跨径桁架拱桥可采用支架安装、无支架吊装、转体和悬臂安装等，对于大跨径桁式组合拱桥，通常采用悬臂安装施工。

（4）普通型钢筋混凝土拱桥施工。

普通型钢筋混凝土拱桥指除桁架拱桥、刚架拱桥、系杆拱桥以外的所有拱桥。

1）有支架施工。

劲性骨架法是特大跨径拱桥的主要施工方法。

2）无支架施工。

广泛采用的是无支架缆索吊装法。

3）转体施工法。

4）悬臂施工法

4．悬索桥施工

主缆架设主要有空中纺丝法（AS法）和预制平行索股法（PPWS法）两种。

5．斜拉桥

斜拉桥施工包括墩塔施工、主梁施工、斜拉索制作与安装三大部分。

斜拉桥主梁施工一般可采用支架法、顶推法、转体法、悬臂浇筑和悬臂拼装（自架设）方法来进行。

在实际工作中，对混凝土斜拉桥则以悬臂浇筑法居多，而对结合梁斜拉桥和钢斜拉桥则多采用悬臂拼装法。

【例题】拱式桥施工以下说法不正确的是（）。

A.系杆拱桥属于无外部推力体系

B.对钢筋混凝土系杆拱桥，最简便的施工方法是无支架法

C.对普通中小跨径桁架拱桥可采用支架安装、无支架吊装、转体和悬臂安装

D.对于大跨径桁式组合拱桥，通常采用悬臂安装施工

【答案】B

【解析】系杆拱桥属于无外部推力体系。

对钢筋混凝土系杆拱桥，最简便的施工方法是支架法

三、涵洞工程施工技术

（一）钢筋混凝土盖板涵施工（略）

（二）钢筋混凝土圆涵施工

1．施工工序

2．施工方法

（4）排管。

涵管需用吊车下管。

中小型涵管可采用外壁边线排管，大型涵管须用中心线法排管。

（三）混凝土拱涵和石砌拱涵施工

1．拱架制作与安装

（1）钢拱架。

利用废旧小钢轨冷弯或经过热处理在样台上弯制成型。

涵洞孔径在3m以内的，用12—18kg型小钢轨，孔径3～6m的用18～32kg型轻便轨。

（2）木拱架。

通常采用5mm厚的木板锯成梳形弧板，双层叠合以铁钉或螺栓组成。

（3）拱模与支撑。

2．拱圈施工

（3）当拱涵用混凝土预制拱圈安装时，成品达到设计强度的70%时才允许搬运、安装。

（4）就地灌筑的混凝土拱圈及端墙的施工，混凝土的灌筑应由拱脚向拱顶同时对称进行。

要求全拱一次灌完，不能中途间歇；如因工程量大，一次难以完成全拱时，可按基础沉降缝分节进行，每节应1次连续灌完一决不可水平分段（因为拱圈受力是沿着拱轴线），也不宜按拱圈辐射方向分层（无模板控制，很难保证辐射方向）。

砌筑拱圈可按涵洞的纵向分成和基础相同的段进行。

拱座石不得有锐角，应采用五角石。

3．拆除拱架与拱顶填土

当拱圈中砂浆强度达到设计强度的70%时，即可拆除拱圈支架，但须待达到设计强度的100%后，方可填土。

当拱圈支架未拆除，拱圈中砂浆强度达到设计强度的70%时，可进行拱顶填土，但应待拱圈中砂浆强度达到设计强度的100%后，方能拆除拱圈支架。

【例题】混凝土拱涵和石砌拱涵施工的拆除拱架与拱顶填土需要注意（）。

A.当拱圈中砂浆强度达到设计强度的70%时，即可拆除拱圈支架

B.当拱圈中砂浆强度达到设计强度的90%时，即可拆除拱圈支架

C.拆除拱圈支架后待达到设计强度的90%后，方可填土

D.拆除拱圈支架后待达到设计强度的100%后，方可填土

E.当拱圈支架未拆除，拱圈中砂浆强度达到设计强度的70%时，可进行拱顶填土

【答案】ADE

【解析】拆除拱架与拱顶填土当拱圈中砂浆强度达到设计强度的70%时，即可拆除拱圈支架，但须待达到设计强度的100%后，方可填土。

当拱圈支架未拆除，拱圈中砂浆强度达到设计强度的70%时，可进行拱顶填土，但应待拱圈中砂浆强度达到设计强度的100%后，方能拆除拱圈支架。

（四）箱涵

箱涵的施工方法与盖板涵类似，就地浇筑的箱涵与盖板涵的区别是：

盖板涵的台身与盖板是分开浇筑的，台身还可以采用砌石圬工，成为简支结构。

而箱涵的上下顶板、底板与左右墙身是连续浇筑的，成为刚性结构。

（五）涵洞附属工程

1．沉降缝施工

涵身一般每隔4～6m设沉降缝一道。

凡地基土质发生变化，基础埋置深度不一，基础对地基的压力发生较大变化，基础填挖交界处，及采用填石抬高基础的涵洞，都应设置沉降缝。

置于岩石地基上的涵洞可以不设沉降缝。

斜交正做涵洞，沉降缝与涵洞中心线垂直；斜交斜做涵洞，沉降缝与路基中心线平行。

但拱涵、管涵的沉降缝应与涵洞中心线垂直。

2．防水层施工

各式钢筋混凝土涵洞（不包括圆管涵）的涵身及端墙，在基础面以上凡被土掩填部分，均涂以热沥青两道。

混凝土及石砌涵洞（端、翼墙）被土掩埋部分，只需将圬工表面做平，没有凹入存水部位，可不设防水层。

钢筋混凝土明涵可采用20mm厚的防水砂浆或40～60mm厚的防水混凝土。

3．涵洞进出水口