导图社区 2021一建公路实务桥梁工程
结合环球网校资料,自己归纳总结的资料,内容全面细致,对一级建造师桥梁工程相关知识进行了系统梳理,桥梁工程是土木工程专业桥梁方向最主要的专业课,在本课程的目标是综合运用工程数学、工程力学、工程材料、结构设计原理等前修课程所学的相关知识,理解和掌握各种类型桥梁的设计、施工方法。
编辑于2021-07-27 17:50:03桥梁工程
桥梁的构造
桥梁组成与类型
桥梁组成
1. 上部结构:又称桥跨结构,主要承重结构
2. 下部结构:桥台、桥墩、基础
3. 支座系统:把上部结构的各种荷载传递到墩台上,并能够适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位(位移和转角)
4. 附属设施
1||| 包括:桥面系(桥面铺装、排水防水系统、栏杆、灯光照等)、伸缩缝、桥头搭板、锥形护坡
2||| 桥头搭板:为了防止桥头完工后沉降及伸缩缝的设置而出现错台现象引起的跳车
3||| 伸缩缝:两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置
相关尺寸术语
1. 梁式桥
1||| 净跨径Lo: 梁式桥:设计洪水位上相邻两个桥墩( 或桥台)之间的净距
2||| 计算跨径L: 有支座的桥梁:桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离
3||| 总跨径∑ Lo: 各孔净跨径之和,反映桥下宣泄洪水的能力
4||| 标准跨径: 两个桥墩中线之间的距离或桥墩中线与台背前缘之间的距离
5||| 多跨径总长: 多孔标准跨径之和
6||| 桥梁全长L: 桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离
7||| 桥梁高度: 桥面与低水位或桥下线路路面之间的高差
8||| 桥下净高H: 设计洪水位、计算通航水位至桥跨最下缘之间距离
9||| 建筑高度: 桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离 容许建筑高度:桥面标高对通航净空顶部标高之差
2. 拱桥
1||| 净跨径: 每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离
2||| 计算跨径: 拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线,计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离
3||| 净矢高: 拱项截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之连线的垂直距离
4||| 计算矢高: 从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离
5||| 矢跨比: 也称拱矢度,计算矢高与计算跨径之比(f / 1)
3. 涵洞:单孔跨径<5m
桥梁的分类
一、 按桥梁结构分类:基本体系:梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥; 组合体系:连续钢构、梁、拱组合体系、斜拉桥
1. 梁式桥:抗弯
(1) 简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁
(2) 连续梁利用支座上的卸载弯矩去减少弯矩(同跨度,小截面;同截面,大跨度)
2. 拱桥:抗压,水平有推力,地基良好地区
3. 钢架桥:压完结构,有推力结构; 受弯的上部梁(或板)结构与承压的下部柱(或墩)整体结合在一起。由于梁与柱的刚性连接,梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用,整个体系是压弯结构,也是有推力的结构; 一般用于跨径不大城市桥或公路高架、立交
4. 悬索桥:以悬索为主要承重结构,大跨径。构造简单,受力明确;同等条件下,跨径越大,单位跨度的材料耗费越少,造价越低
5. 组合体系
(1) 连续钢构:由梁和钢架相组合的体系
(2) 梁、拱组合体系:利用梁的受弯和拱的承压特点组成联合结构
(3) 斜拉桥:由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合;梁体内弯矩小,降低建筑高度,减少结构自重
二、 桥梁其他分类
桥梁基础分类和受力特点
一、 扩大基础:扩大基础是由地基反力承担全部上部荷载,将上部荷载通过基础分散至基础底面,使之满足地基承载力和变形的要求。扩大基础主要承受压应力,一般用抗压性能好, 抗弯拉、抗剪性能较差的材料(如混凝上、毛石、三合土等)建造,适用于地基承载力较好的各类土层
二、 桩基础
1. 桩的分类
(1) 按桩的使用功能:竖向抗压、竖向抗拔、水平受荷、复合受荷桩
(2) 按桩承载性能:摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩、端承摩擦桩
(3) 按桩身材料:木桩、混凝土桩、刚桩、组合桩
(4) 按桩径大小:小桩d≤250mm、中等直径桩250<d<800mm、大直径桩d≥800mm
(5) 按施工方法:沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩
1||| 沉桩:
a. 锤击沉桩法:一般适用于松散、中密砂土、黏性土
b. 振动沉桩法:一般适用于砂土,硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土
c. 射水沉桩法:适用在密实砂土,碎石土的土层中,用锤击法或振动法沉桩有困难时,可用射水法配合进行
d. 静力压桩法:标准贯入度N<20的软黏土中,可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩
e. 钻孔埋置桩:有底空心桩,在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩
2||| 钻孔灌注桩:适用于黏性士、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层
3||| 挖孔灌注桩:适用于无地下水或少量地下水,且较密实的土层或风化岩层
2. 桩基础的受力计算
(1) 承台底面以上的竖直荷载假定全部由基桩承受
(2) 桥台土压可按填土前的原地面起算。当基桩上部位于内摩擦角小于20°的软土中时,应验算桩因该层土施加于基桩的水平力所产生的挠曲
(3) 在一般情况下,桩基不需进行抗倾覆和抗滑动的验算;但在特殊情况下,应验算桩基向前移动或被剪断的可能性
(4) 在软土层较厚,持力层较好的地基中,桩基计算应考虑路基填士荷载或地下水位下降所引起的负摩阻力的影响
三、 沉井:
是一种断面和刚度均比桩要大得多的井筒状结构,是依靠在井内挖土,借助井体自重及其他辅助措施而逐步下沉至预定设计标高,最终形成的一种结构深基础型式
1. 沉井基础施工时占地面积小,坑壁不需设临时支撑和防水围堰或板桩围护,与大开挖相比较,挖土量少
2. 对邻近建筑物的影响比较小,操作简便,无需特殊的专业设备
3. 沉井承受较大的上部荷载
4. 沉井基础刚度大,有较大的横向抗力,抗振性能可靠,尤其适用于竖向和横向承载力大的深基础
四、 地下连续墙
a. 地下连续墙是采用膨润土泥浆护壁,用专用设备开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽,在槽内设置钢筋笼,采用导管法在泥浆中浇筑混凝土,筑成一单元墙段,依次顺序施工,以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙
b. 地下连续墙具有多功能性,可适用于各种用途,通常可作为基坑开挖时防渗、挡土,或挡水围堰,或邻近建筑物基础的支护,或直接作为承受上部荷载的基础结构。地下连续墙可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工
c. 地下挡土墙墙体刚度大,主要承受竖向和侧向荷载,通常既要作为永久性结构的一部分,又要作为地下工程施工过程中的防护结构,因此,设计时应计算在施工期间及使用各个阶段,各种支承条件下的墙体内力。作用在墙体上的荷载,除自重外,主要有水压力、土压力、地震力以及上部荷载、施工荷载等
d. 按墙的用途可分为:临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构一部分兼作临时挡土墙的地下连续墙、用作多边形基础兼作墙体的地下连续
桥梁下部结构分类和受力特点
一、 桥梁下部结构分类:重力式桥墩、重力式桥台、轻型桥墩、轻型桥台
1. 重力式墩、台
1||| 靠自身重量来平衡外力而保持其稳定
2||| 梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U型桥台,它适用于填士高度在8~10m以下或跨度稍大的桥梁。缺点是桥台体积和自重较大,也增加了对地基的要求。此外,桥台的两个侧墙之间填土容易积水,结冰后冻胀,使侧墙产生裂缝,所以宜用渗水性较好的土夯填,并做好台后排水措施
2. 轻型墩、台
A. 轻型桥墩
a. 梁式桥
(1) 钢筋混凝土薄壁桥墩:施工简便,外形美观,过水性良好,适用于地基土软弱的地区
(2) 柱式桥墩:外形美观,圬工体积少,而且重量较轻
(3) 钻孔桩柱式桥墩:适用于多种场合和各种地质条件
(4) 柔性排架桩墩:用钢量大,它只适用于在地浅摊河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用
b. 拱桥
(1) 带三角杆件的单向推力墩:只在桥不太高的旱地上采用
(2) 悬臂式单向推力墩:适用于两铰双曲拱桥
B. 轻型桥台
a. 梁式桥
(1) 设有支撑的轻型桥台:适用于单跨桥梁,桥孔跨径6-10m,台高不超过6m
(2) 埋置式桥台:
1||| 桥台所受的土压力小,桥台的体积相应的减少。但是由于台前护坡是用片石做表面防护的一种永久性设施,存在有被洪水冲毁而使台身裸露的可能,故设计时必须慎重地进行强度和稳定的验算
2||| 分为后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式等类型
3||| 其适用范围是:桥孔跨径8~20m,填士高度3~5m。当填上高度大于5m时宜采用框架式埋置式桥台
(3) 钢筋混凝土薄壁桥台:钢筋混凝土薄壁桥台:适用于软弱地基的条件,但其构造和施工比较复杂,并且钢筋用量也较多
(4) 加筋土桥台:在台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁,台高3~5m时,可采用加筋土桥
b. 拱桥(拱桥轻型桥台适用于13m以内的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况)
(1) 八字形桥台:适合于桥下需要通车或过水的情况
(2) U形桥台:适合较小跨径桥梁
(3) 背撑式桥台:适用较大跨径的高桥和宽桥
(4) 靠背式框架桥台:适合于在非岩石地基上修建拱桥桥台
二、 桥梁下部结构的构造特点与受力特点:桥墩起着“承上启下”的作用,作为多跨桥梁中的中间支承结构物,主要承受的荷载有:上部结构产生竖向力、水平力和弯矩,风力、流水压力及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物的撞击力。
桥梁上部结构分类和受力特点
1. 斜交板桥
(1) 荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势
(2) 各角点受力情况可用比拟连续梁的工作来描述,钝角处产生较大的负弯矩,反力也较大,锐角点有向上翘起的趋势
(3) 在均布荷载作用下,当桥轴向的跨长相同时,斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小
(4) 在均布荷载作用下,当桥轴向的跨长相同时,斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要小
2. 连续体系桥梁
(1) 由于支点存在负弯矩,使跨中正弯矩显著减少,可以减少跨内主梁的高度,提高跨径,当加大支点截面附近梁高形成变截面时,还可进一步降低跨中弯矩
(2) 超静定结构,产生附加内力的因素包括预应力、混凝土的收缩徐变、墩台不均匀沉降、截面温度梯度变化等.
(3) 配筋要考虑正负两种弯矩的要求,顶推法施工要考虑截面正负弯矩的交替变化
3. 斜拉桥
(1) 斜拉索相当于增大了偏心距的体外索,充分发挥抵抗负弯矩的能力,节约钢材
(2) 斜拉索的水平分力相当于混凝士的预压力
(3) 主梁多点弹性支承,高跨比小,自重轻,提高跨径
4. 悬索桥
(1) 主缆为主要承重结构,其巨大的拉力需要牢固的地锚承受,对于连续吊桥,中间地锚的两侧拉索水平推力基本平衡,主要利用自重承受向上的竖向力
(2) 主缆的变形非线性,一 般采用挠度理论或变形理论,挠度理论是考虑原有荷载(如恒载)已产生的主缆轴力对新的荷载( 如活载)产生的竖向变形(挠度)将产生一种新的抗力,在变形之后再考虑内力的平衡;变形理论将悬索桥看作为由各单根构件所组合的结构体系,在力学分析中先计算每个构件的刚度,放入结构体系的矩阵内,进行总体平衡的求积
5. 拱桥:拱桥的拱圈是桥跨结构的主要承载部分,在竖直荷载作用下,拱端支撑处不仅有竖向反力,还有水平推力,这样拱的弯矩比相同跨径的梁的弯矩小得多,而使整个拱主要承受压力
桥梁计算荷载
混凝土结构工程“三要素”
钢筋工程
一、 一般规定
1. 钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单,进场时除应检查其外观和标志外,应按不同的钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批抽取试样进行力学性能检验,检验试验方法应符合现行国家标准的规定。钢筋经进场检验合格后方可使用
2. 钢筋分批检验时,可由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸的钢筋进行组批,每批的质量应不大于60t, 超过60t的部分,每增加40t (或不足40t的余数)应增加一个拉伸和一个弯曲试验试样
3. 钢筋在运输过程中应避免锈蚀、污染或被压弯;在工地存放时,应按不同品种、规格,分批分别堆置整齐,不得混杂,并应设立识别标志,存放的时间宜不超过6个月;存放场地应有防、排水设施,且钢筋不得直接置于地面,应垫高或堆置在台座上,顶部应采用合适的材料予以覆盖,防止水浸和雨淋
4. 钢筋的级别、种类和直径应按设计规定采用,当需要代换时,应得到设计认可
5. 预制构件的吊环,必须采用未经冷拉的热轧光圆钢筋制作,且其使用时的计算拉应力应不大于65MPa
二、 加工制作
1. 钢筋的表面应洁净、无损伤,使用前应将表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用
2. 钢筋应平直、无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲的钢筋在加工前均应调直。采用冷拉方法调直钢筋时,HPB300 钢筋的冷拉率宜不大于2%; HRB400 钢筋的冷拉率宜不大于1%
3. 箍筋的末端应做弯钩,弯钩的形状应符合设计规定
三、 连接
1. 钢筋的连接宜采用焊接接头或机械连接接头。绑扎接头仅当钢筋构造复杂施工困难时方可采用,绑扎接头的钢筋直径宜不大于28mm,对轴心受压和偏心受压构件中的受压钢筋可不大于32mm;轴心受拉和小偏心受拉构件不应采用绑扎接头。
2.
3. 钢筋焊接接头符合下列规定
(1) 钢筋的焊接接头宜采用闪光对焊。当缺乏闪光对焊条件时,可采用电弧焊、电渣压力焊、气压焊,但电渣压力焊仅可用于竖向钢筋的连接,不得用于水平钢筋和斜筋的连接。
(2) 每批钢筋焊接前,应先选定焊接工艺和焊接参数,按实际条件进行试焊,并检验接头外观质量及规定的力学性能,试焊质量经检验合格后方可正式施焊。焊接时,对施焊场地应有适当的防风、雨、雪、严寒的设施。
(3) 电弧焊宜采用双面焊缝,仅在双面焊无法施焊时,方可采用单面焊缝。采用搭接电弧焊时,两钢筋搭接端部应预先折向--侧,两接合钢筋的轴线应保持-致;采用帮条电弧焊时,帮条应采用与主筋相同强度等级的钢筋,其总截面面积应不小于被焊接钢筋的截面积。电弧焊接头的焊缝长度,对双面焊缝不应小于5d,单面焊缝不应小于10d (d为钢筋直径)。电弧焊接与钢筋弯曲处的距离不应小于10d,且不宜位于构件的最大弯矩处。
4. 钢筋机械连接件的最小混凝土保护层厚度,应符合设计受力主筋混凝土保护层厚度的规定,不得小于20m;连接件之间或连接件与钢筋之间的横向净距应不小于25mm
5. 钢筋机械连接接头在施工现场的检验与验收应符合下列规定:
(1) 应提交有效的型式检验报告,以及连接件产品合格证、接头加工安装要求等相关技术文件
(2) 钢筋连接工程开始前及施工过程中,应对第一批进场钢筋进行接头工艺试验。进行工艺试验时,每种规格钢筋的接头试件应不少于3个
(3) 现场检验应进行外观质量检查和单向拉伸强度试验
(4) 接头的现场检验应按验收批进行同一施工条件下采用同一批材料的同等级同形式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验与验收,不足500个时亦作为一 个验收批。
四、 绑扎与安装:钢筋骨架的焊接拼装应在坚固的工作台上进行
1. 拼装前应按设计图纸放大样,放样时应考虑焊接变形的预留拱度。拼装时,在需要焊接的位置宜采用楔形卡卡紧,防止焊接时局部变形
2. 骨架焊接时,不同直径钢筋的中心线应在同- -平面上,较小直径的钢筋在焊接时,下面宜垫以厚度适当的钢板。施焊顺序宜由中到边对称地向两端进行,先焊骨架下部,后焊骨架上部。相邻的焊缝应采用分区对称跳焊,不得顺方向一次焊成
混凝土工程
一、 一般规定
1. 在进行试配和质量检测时,混凝士的抗压强度应以边长为150mm的立方体标准试件测定,且应取其保证率为95%。试件应以同龄期者3个为一组,每组试件的抗压强度以3个试件测值的算术平均值(计算精确至0. 1MPa) 为测定值,当有1个测值与中间值的差值超过中间值的15%时,取中间值为测定值;当有2个测值与中间值的差值均超过15%时,该组试件无效。
2. 混凝土的抗压强度,应以标准方式成型的试件置于标准养护条件下(温度20°C士2°C,相对湿度不低于95%)养护28d所测得的抗压强度值(MPa) 进行评定。对采用蒸汽养护的混凝土,其测试抗压强度的试件应先随构件同条件蒸汽养护,再转入标准条件下养护,累计养护时间应为28d。
二、 水泥
1. 水泥进场时,应附有生产厂的品质试验检验报告等合格证明文件,并应按批次对同一生产厂、同一品种、同一强度等级及同一出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间等性能的检验,散装水泥应以每500t为批,袋装水泥应以每200t为批,不足500t或200t时,亦按一批计。当对水泥质量有怀疑或受潮或存放时间超过3个月时,应重新取样复验,并应按其复验结果使用。
2. 不同品种、强度等级和出厂日期的水泥应分别按批存放。
三、 混泥土配合比
1. 混凝士的配合比应以质量比表示,并应通过计算和试配选定。试配时应采用施工实际使用的材料,配制的混凝土拌合物应满足和易性、凝结时间等施工技术条件;制成的混凝土应满足配制强度、力学性能和耐久性能的设计要求。
2. 通过设计和试配确定的配合比,应经批准后方可使用,且应在混凝土拌制前将理论配合比换算为施工配合比
3. 掺入外加剂时,在钢筋混凝土和预应力混凝土中,均不得掺用氯化钙、氯化钠等氯盐
4. 泵送混凝土的配合比宜符合下列规定:
(1) 胶凝材料用量宜不小于300kg/m。水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥;细集料宜采用中砂;粗集料宜采用连续级配。
(2) 应通过试验掺用适量的泵送剂或减水剂,且宜掺用矿 物掺合料
(3) 试配时应考虑坍落度经时损失
四、 拌制
1. 混凝土的配料宜采用自动计量装置,各种衡器的精度应符合要求,计量应准确。计量器具应定期标定,迁移后应重新进行标定
2. 外加剂应以稀释溶液加入,其稀释用水和原液中的水量,应从拌和加水量中扣除
3. 混凝土搅拌完毕后,应按下列要求检测混凝土拌合物的各项性能:
(1) 混凝土拌合物的坍落度及其损失,宜在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测,每一 -工作班或每一单元结构物应不少于两次,评定时应以浇筑地点的测值为准。当混凝士拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时,其坍落度可仅在搅拌地点取样检测。
(2) 必要时,尚宜对工作性能、泌水率及含气量等混凝土拌合物的其他指标进行检测。
五、 运输
1. 运输能力应与混凝土的凝结速度和浇筑速度相匹配,应使浇筑工作不间断且混凝土运到浇筑地点时仍能保持其均匀性及适宜浇筑的坍落度
2. 混凝土运至浇筑地点后发生离析、泌水或坍落度不符合要求时,应进行第二次搅拌,二次搅拌时不宜加水,确有必要时,可同时加水、相应的胶凝材料和外加剂并保持其原水胶比不变;二次搅拌仍不符合要求时,不得使用
六、 混凝土的浇筑
1. 自高处向模板内倾卸混凝土时,为防止混凝土离析,应符合下列规定
(1) 从高处直接倾卸时,其自由倾落高度不宜超过2m,以不发生离析为度
(2) 当倾落高度超过2m时,应通过串筒、溜管(槽)或振动溜管(槽)等设施下落;倾落高度超过10m时,应设置减速装置
2. 混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑,应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。上下层同时浇筑时,上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。
3. 混凝土的浇筑宜连续进行,因故中断间歇时,其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。
4. 施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定,宜留置在结构受剪力和弯矩较小且便于施工的部位,并要求进行处理:
(1) 施工缝处混凝土表面的光滑表层、松弱层应予凿除。对施工缝处混凝土的强度,当采用水冲洗凿毛时,应达到0.5MPa;人工凿除时,应达到2.5MPa;采用风动机凿毛时,应达到10MPa
(2) 经凿毛处理后的混凝土面,新混凝土浇筑前,应采用洁净水冲洗干净
(3) 对重要部位及有抗震要求的混凝土结构或钢筋稀疏的钢筋混凝土结构,宜在施工缝处补插适量的锚固钢筋,补插的锚固钢筋直径可比结构主筋小一个规格,间距宜不小于150mm,插入和外露的长度均不宜小于300mm;有抗渗要求的混凝土,其施工缝宜做成凹形、凸形或设置止水带;施工缝为斜面时应浇筑成或凿成台阶状
5. 新浇筑混凝土的强度达到2.5 MPa之前,不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。
七、 混凝土的养护及修饰
1. 混凝土的养护严禁采用海水
2. 混凝土的洒水保湿养护时间应不少于7d,对重要工程或有度、温度、水泥品种以及掺用的外加剂和掺合料等情况,酌情延长养护时间,并应使混凝上表蔑始终保持湿润状态
3. 当气温低于5℃时,应采取保温养护措施,不得向混凝土表面洒水。当采用喷洒养护剂对混凝土进行养护时,所使用的养护剂应不会对混凝土产生不利影响,且应通过试验验证其养护效果
4. 当结构物混凝土与流动性的地表水或地下水接触时,应采取防水措施,保证混凝土在浇筑后7d以内且强度达到设计强度的50%以前,不受水的冲刷侵袭。 当环境水具有侵蚀作用时,应保证混凝土在10d以内,且强度达到设计强度的70%以前,不受水的侵袭。 当与氯盐、海水等具有严重侵蚀作用的环境水接触的混凝土,养护龄期一般不宜少于4周。在有冻融循环作用的环境时,宜在结冰期到来4周前完工,且在混凝土强度未达到设计强度等级的80%前不得受冻,否则应采取技术措施,防止发生冻害
八、 特殊
大体积混凝土(配合比设计及质量评定按60d龄期抗压强度控制)
1. 事前控制
(1) 水泥:选低水化热和凝结时间长
(2) 粗集料:连续级配
(3) 细集料:中砂
(4) 外加剂:缓凝剂、减水剂
(5) 参合料:粉煤灰、粒化高炉矿渣
(6) 方案:专项施工方案
2. 事中控制
(1) 分层、分块浇筑:
1||| 分层是下层顶面做凿毛处理,上下层温差<50℃,各层浇筑间歇7d内
2||| 分块时,后浇筑采用微膨胀混凝土,一次浇筑完成
(2) 低温浇筑:入模温度≥5℃;热期施工≤28℃
3. 事后控制
(1) 内降外保:内部≤75℃,内外温差≤25℃
(2) 养护:硅酸盐、普通硅酸盐养护≥14d,其他≥21d
高强度混凝土
1. 原材料的选用应符合下列规定:
(1) 水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥(早强型)
(2) 所采用的减水剂应为高效减水剂或高性能减水剂,其掺量应根据试验确定
(3) 掺合料可选用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和硅灰等,粉煤灰等级应不低于Ⅱ级
2. 高强度混凝土的配合比应有利于减少温度收缩、干燥收缩和自身收缩引起的体积变形,避免早期开裂,配合比设计尚应符合下列规定:
(1) 配制高强度混凝土所用砂率及所采用的外加剂和矿物掺合料的品种、掺量等,均应通过试验确定
(2) 高强度混凝土的水泥用量宜不大于500kg/m³,胶凝材料总量宜不大于600kg/m³
(3) 当采用3个不同的配合比进行混凝土强度试验时,其中一个应为基准配合比,另外两个配合比的水胶比宜较基准配合比分别增加和减少0.02一0.03。
(4) 高强度混凝土的设计配合比确定后,尚应采用该配合比进行不少于6次的重复试验进行验证,其平均值应不低于配制强度。
3. 高强度混凝土的施工技术要求除应符合普通混凝土的规定外,尚应符合下列规定:
(1) 混凝土应采用强制式搅拌机拌制,不得采用自落式搅拌机搅拌
(2) 应准确控制用水量,粗、细集料的含水率应及时测定,并应按测定值调整用水量和集料用量,不得在拌合物出机后再加水
(3) 搅拌混凝土时高效减水剂或高性能减水剂宜采用后掺法.且宜制成溶液后再加入,并应在混凝土用水量中扣除溶液用水量。加入减水剂后,混凝土拌和料在搅拌机中继续搅拌的时间宜不少于30s。
(4) 高强度混凝土的入模温度应根据环境状况和结构所受的内、外约束程度加以限制。保湿养护的时间应不少于7d
高性能混凝土
1. 水泥宜选用品质稳定、标准稠度需水量低、强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥,亦不宜采用早强水泥
2. 外加剂应选用高性能减水剂、高效减水剂或复合减水剂,并应选择减水率高、坍落度损失小、适量引气、与水泥之间具有良好的相容性、能明显改善或提高混凝土耐久性能且质量稳定的产品。引气剂或引气型外加剂应有良好的气泡稳定性。用于提高混凝土抗冻性的引气剂、减水剂和复合外加剂中均不得掺有木质磺酸盐组分,并不得采用含有氯盐的防冻剂
常用模板、支架和拱架
承包人应在制作模板、拱架和支架前14d,向监理工程师提交模板、拱架和支架的施工方案,施工方案应包括工艺图和强度、刚度与稳定性等的计算书,经监理工程师批准后才能制作和架设。监理工程师的批准及制作、架设过程中的检查,并不免除承包人对此应负的责任。
一般规定
1. 模板宜采用钢材、胶合板或其他适宜的材料制作;支架宜采用钢材或常备式定型钢构件等材料制作
2. 模板和支架应具有足够的强度、刚度和稳定性,应能承受施工过程中所产生的各种荷载
3. 模板的板面应平整,接缝处应严密且不漏浆;模板与混凝土的接触面应涂刷隔离剂,但不得采用废机油等油料,且不得污染钢筋及混凝土的施工缝
4. 支架不得与应急安全通道相连接。
5. 在模板上设置的吊环应采用HPB300钢筋,严禁采用冷加工钢筋制作。每个吊环应按两肢截面计算,在模板自重标准值作用下,吊环的拉应力应不大于65MPa
模板、支架和拱架的设计
一、 一般要求
1. 模板和支架均应进行施工图设计,经批准后方可用于施工
2. 模板背面应设置主肋和次肋作为其支承系统,主肋和次肋的布置应根据模板的荷载和刚度要求进行。次肋的配置方向应与模板的长度方向相垂直,应能直接承受模板传递的荷载,其间距应按荷载数值和模板的力学性能计算确定;主肋应承受次肋传递的荷载,且应能起到加强模板结构的整体刚度和调整平直度的作用,支架或支撑的着力点应设置在主肋上
3. 支架的立杆之间应根据其受力要求和结构特点设置水平和斜向等支撑连接杆件,增强支架的整体刚度和稳定性
4. 托架结构宜设置成三角形,且与预埋件的连接固定方式应可靠
二、 设计与验算
三、 稳定性要求(一般1.3,拱架1.5)
1. 模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数不得小于1.3
2. 拱架稳定性的验算包括拱架的整体稳定和局部稳定,抗倾翻稳定系数应不小于1.5
四、 强度及刚度要求
1. 结构表面外露的模板,挠度为模板构件跨度的1/400
2. 结构表面隐蔽的模板,挠度为模板构件跨度的1/250
3. 支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁),其弹性挠度为相应结构跨度的1/400
4. 钢模板的面板变形为1.5mm;
5. 钢模板的钢棱和柱箍变形为L/500和B/500(其中L为计算跨径,B为柱宽)
模板、支架和拱架的施工
一、 模板的制作与安装:每次模板安装完成后需通过验收合格后,方可进入下一工序。模板应按设计要求准确就位,且不宜与脚手架连接
二、 支架、拱架制作及安装
1. 支架的制作应符合下列规定: 制作木支架时,两相邻立柱的连接接头宜分设在不同的水平面上,并应减少长杆件接头。主要压力杆的接长连接,宜使用对接法,并宜采用木夹板或铁夹板夹紧;次要构件的连接可采用搭接法
2. 支架的安装:
(1) 支架应按施工图设计的要求进行安装。立柱应垂直,节点连接应可靠
(2) 高支架应设置足够的斜向连接、扣件或缆风绳,横向稳定应有保证措施
(3) 支架在安装完成后,应对其平面位置、顶部高程、节点连接及纵、横向稳定性进行全面检查,符合要求后,方可进行下一工序
3. 支架宜根据其结构形式、所用材料和地基情况的不同,在施工前确定是否对其进行预压,并应符合下列规定:
(1) 对位于刚性地基上的刚度较大且非弹性变形可确定控制在一定范围内的支架,在经计算并通过一定审核程序,确认其满足强度、刚度和稳定性等要求的前提下,可不预压;但在施工过程中应对支架的材料和安装施工质量采取严格的管控措施
(2) 对位于软土地基或软硬不均地基上的支架,宜通过预压的方式,消除地基的不均匀沉降和支架的非弹性变形
(3) 对支架进行预压时,预压荷载宜为支架所承受荷载的1.05~1.10倍,预压荷载的分布宜模拟需承受的结构荷载及施工荷载。【支架预压应按预压单元进行分级加载,且不应少于3级。3级加载依次宜为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。】
4. 施工预拱度
(1) 设置的预拱度值,应包括结构本身需要的预拱度和施工需要的预拱度两部分。
(2) 施工预拱度应考虑下列因素:模板、支架承受施工荷载引起的弹性变形;受载后由于杆件接头的挤压和卸落装置压缩面产生的非弹性变形;支架地基在受载后的沉降变形
(3) 专用支架应按其产品的要求进行模板的卸落;自行设计的普通支架应在适当部位设置相应的木楔、木马、砂筒或千斤顶等卸落模板的装置,并应根据结构形式、承受的荷载大小确定卸落量
三、 模板、支架和拱架的拆除
12h前报监理
一、 拆除期限的原则规定
1. 模板、支架和拱架的拆除期限应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定
(1) 非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除,一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板
(2) 对预应力混凝土结构,其侧模应在预应力钢束张拉前拆除;底模及支架应在结构建立预应力后方可拆除
2. 现浇混凝土拱圈的拱架,拆除期限应符合设计规定;设计未规定时,应在拱圈混凝土强度达到设计强度的85%后,方可卸落拆除
3. 石拱桥的拱架卸落时间应符合下列要求:
(1) 浆砌石拱桥,须待砂浆强度达到设计强度标准值的85%
(2) 跨径小于10m的小拱桥,宜在拱上建筑全部完成后卸架;中等跨径的实腹式拱,宜在护拱砌完后卸架;大跨径空腹式拱,宜在拱上小拱横墙砌好(未砌小拱圈)时卸架
二、 拆除时的技术要求
1. 模板拆除应按设计的顺序进行,设计无规定时,应遵循先支后拆,后支先拆的顺序,拆时严禁抛扔
2. 为便于支架和拱架的拆卸,应根据结构型式、承受的荷载大小及需要的卸落量,在支架和拱架适当部位设置相应的木楔、木马、砂筒或千斤顶等落模设备。
3. 卸落支架和拱架应按拟定的卸落程序进行,分几个循环卸完,卸落量开始宜小,以后逐渐增大。在纵向应对称均衡卸落,在横向应同时一起卸落。在拟定卸落程序时应注意以下几点:
(1) 在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记
(2) 满布式拱架卸落时,可从拱顶向拱脚依次循环卸落
(3) 简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落;悬臂梁应先卸挂梁及悬臂的支架,再卸无较跨内的支架
(4) 多孔拱桥卸架时,若桥墩允许承受单孔施工荷载,可单孔卸落,否则应多孔同时卸落,或各连续孔分阶段卸落。
(5) 卸落拱架时,应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台变化情况,并详细记录。另设专人观察是否有裂缝现象。
预应力混凝土结构
一、 先张法
先张法预制梁板工序
1. 墩式台座结构
(1) 足够的强度、刚度和稳定性,其抗倾覆安全系数应不小于1.5,抗滑移系数应不小于1.3
(2) 锚固钢横梁受力后挠度不能大于2mm
2. 预应力筋的安装宜自下而上进行
3. 同时张拉多根预应力筋时,应预先调整其初应力,使相互之间的应力一致;张拉过程中,应使活动横梁与固定横梁始终保持平行
4.
5. 张拉时,同一构件内预应力钢丝、钢绞线的断丝数量不得超过1%,同时对于热轧带肋钢筋不允许断筋
6. 预应力筋张拉完毕后,其位置与设计位置的偏差应不大于5mm,同时不应大于构件最短边长的4%,且宜在4h 内浇筑混凝土。
7. 预应力筋放张时构件混凝土的强度和弹性模量(或龄期)应符合设计规定;设计未规定时,混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模量应不低于混凝土28d弹性模量的80%。当采用混凝土龄期代替弹性模量控制时应不少于5d
8. 预应力筋放张后,对钢丝和钢绞线,应采用机械切割的方式进行切断;对螺纹钢筋,可采用乙炔-氧气切割,但应采取必要措施防止高温对其产生不利影响。
二、 后张法
后张法预制梁板工序
1. 采用金属或塑料管道构成后张预应力混凝土结构或构件的孔道时,应符合下列规定:
(1) 管道内横截面积应不小于预应力筋净截面积的2倍;对长度大于60m的管道,宜通过试验确定其面积比是否可以进行正常的压浆作业。
(2) 管道应按设计规定的坐标位置进行安装,并应采用定位钢筋固定。管道与普通钢筋重叠时,应移动普通钢筋,不得改变管道的设计坐标位置。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距,对钢管不宜大于1.0m;波纹管不宜大于0.8m;位于曲线上的管道和扁平波纹管道应适当加密。定位后的管道应平顺,其端部的中心线应与锚垫板相垂直。
(3) 管道接头处的连接管宜采用大一级直径的同类管道,其长度宜为被连接管道内径的5~7倍。塑料波纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接
(4) 所有管道均应在每个顶点设排气孔及需要时在每个低点设排水孔
(5) 管道安装完毕后,其端口应采取可靠措施临时封堵,防止水或其他杂物进入。
2. 采用胶管抽芯法制孔时,胶管内应插入芯棒或充以压力水增加刚度;抽芯时间应通过试验确定,以混凝土抗压强度达到0.4~0.8MPa时为宜,抽拔时不得损伤结构混凝土。抽芯后,应采用通孔器或压气、压水等方法对孔道进行检查,如发现孔道堵塞或有残留物或与邻孔有串通,应及时处理。 抽拔的顺序应先抽芯棒,后拔胶管;先拔上层胶管,后拔下层胶管;先曲后直;先拔早浇筑的半根梁,后拔晚浇筑的半根梁
3. 预应力筋安装
(1) 预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入孔道,穿束前应检查锚垫板和孔道,锚垫板的位置应准确;孔道内应畅通,无水和其他杂物
(2) 宜将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿入孔道中,整体穿束时,束的前端宜设置穿束网套或特制的牵引头,应保持预应力筋顺直,且仅应前后拖动,不得扭转。对钢绞线,可采用穿束机逐根将其穿入孔道内,但应保证其在孔道内不发生相互缠绕
(3) 采用蒸汽养护混凝土时,在养护完成之前不应安装预应力筋
4. 锚具和连接器的安装位置应准确,且应与孔道对中。安装夹片时,应使夹片的外露长度基本一致
5. 后张法预应力筋的张拉和锚固应符合下列规定:
(1) 预应力张拉之前,宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试
(2) 张拉时,设计未规定时,混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模量应不低于混凝土28d弹性模量的80%
(3) 宜取分批、分阶段的方式对称张拉
(4) 预应力筋张拉端的设置应符合设计要求;当设计未要求时,应符合下列规定:
1||| 对钢束长度小于20m 的直线预应力筋可在一端张拉;对曲线预应力筋或钢束长度大于或等于20m的直线预应力筋,应采用两端张拉。
2||| 当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时,张拉端宜分别交错设置在结构或构件的两端
3||| 预应力筋采用两端张拉时,宜两端同时张拉;或先在一端张拉锚固后,再在另一端补足预应力值进行锚固
(5)
(6)
(7) 预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚固完毕并经检验确认合格后方可切割端头多余的预应力筋,切割时应采用砂轮锯,严禁采用电弧进行切割,同时不得损伤锚具
(8) 切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm,且不应小于1.5倍预应力筋直径。锚具应采用封端混凝土保护,当需长期外露时,应采取防止锈蚀的措施。
6. 后张法预应力孔道压浆及封锚
(1) 预应力筋张拉锚固后,孔道应尽早压浆,且应在48h内完成,否则应采取避免预应力筋锈蚀的措施
(2) 外加剂应与水泥具有良好的相容性,且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分。减水剂应采用高效减水剂,其减水率应不小于20%
(3) 矿物掺合料的品种宜为Ⅰ级粉煤灰、粒化高炉矿渣粉或硅灰。膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂,不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂
(4) 压浆前应在工地试验室对压浆材料加水进行试配
(5) 压浆前应对孔道进行清洁处理;应对压浆设备进行清洗,清洗后的设备内不应有残渣和积水
(6) 压浆时,对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入;对结构或构件中以上下分层设置的孔道,应按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆应连续进行,一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行,不得中断,并应将所有最高点的排气孔依次打开和关闭,使孔道内排气通畅
(7) 浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min,且在使用前和压注过程中应连续搅拌,对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆,不得通过额外加水增加其流动度。
(8) 压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止,关闭出浆口后,宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期,该稳压期的保持时间宜为3~5min
(9) 压浆时,每一工作班应制作留取不少于3组尺寸为40mm×40mm× 160mm的试件,标准养护28d,进行抗压强度和抗折强度试验,作为质量评定的依据
(10) 压浆过程中及压浆后48h内,结构或构件混凝土的温度及环境温度不得低于5℃,否则应采取保温措施,并应按冬期施工的要求处理,浆液中可适量掺用引气剂,但不得掺用防冻剂。当环境温度高于35℃时,压浆宜在夜间进行
(11) 封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并应严格控制封锚后的梁体长度。长期外露的锚具,应采取防锈措施
(12) 对后张预制构件,在孔道压浆前不得安装就位
三、 预应力钢筋的加工制作
1. 预应力筋进场时应分批验收,验收时,除应对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查外,尚须按下列规定进行检查:
(1) 钢丝:每批60t;抗拉强度、弯曲和伸长率
(2) 钢绞线:每批60t;表面质量、直径偏差和力学性能
(3) 螺纹钢筋:每批100t;拉伸试验
2. 用作拉伸试验的试件,不允许进行任何形式的加工。在对预应力筋进行拉伸试验中,应同时测定其弹性模量
3. 预应力筋的下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、敏头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工作长度等因素
4. 预应力筋的下料,应采用切断机或砂轮锯切断,严禁采用电弧切割
5. 预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成且当采取整束穿入孔道内时应预先编束
四、 预应力混凝土工程施工
1. 预应力材料保护及预应力管道
(1) 预应力钢筋和金属管道在室外存放时,时间不宜超过6个月,不得直接堆放在地面上,必须采取垫以枕木并用苦布覆盖等有效措施,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响
(2) 预应力筋锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的使用性,能保证充分发挥预应力筋的强度,安全地实现预应力张拉作业
(3) 夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能,可重复使用的次数不应少于300次
(4) 锚垫板应具有足够的强度和刚度,且宜设置锚具对中止口以及压浆孔或排气孔,压浆孔的内径不宜小于20mm。
(5)
(6) 在同种材料和同一生产工艺条件下,锚具应以不超过2000套组为一个验收批;夹具、连接器以不超过500套组为一个验收批。检验合格的产品,在现场的存放期超过1年时,再用时应进行外观检查
(7) 预应力筋用锚具产品应配套使用,同一结构或构件中应采用同一生产厂的产品,工作锚不得作为工具锚使用
2. 施加预应力
(1) 机具及设备要求
张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍,且不得小于1.2倍。张拉机具设备应与锚具产品配套使用,并应在使用前进行校正、检验和标定。 张拉用的千斤顶与压力表应配套标定、配套使用,标定应在经国家授权的法定计量技术机构定期进行,标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。
当处于下列情况之一时,应重新进行标定:
1||| 使用时间超过6个月:
2||| 张拉次数超过300次;
3||| 使用过程中千斤顶或压力表出现异常情况
4||| 千斤顶检修或更换配件后
(2) 施张拉时,应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致
(3) 张拉应力控制
1||| 预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求,设计无规定时,实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。
2||| 预应力筋张拉时,应先调整到初应力,该初应力宜为张拉控制应力o con的10%~25%,伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的实际伸长值除量测的伸长值外,必须加上初应力以下的推算伸长值。预应力筋张拉的实际伸长值△Ls (mm)=△L1+△L2 式中 △L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm) ; △L2一一初应力以下的推算伸长值(mm),可采用相邻级的伸长值。
五、 预应力筋加工和张拉实测项目
1. 钢丝、钢绞线先张法实测项目:敏头钢丝同束长度相对差、张拉应力值(△)、张拉伸长率(△)、同一构件内断丝根数不超过钢丝总数的百分数、预应力筋张拉后在横断面上的坐标、无粘结段长度。
2. 后张法实测项目:管道坐标、管道间距(包含同排和上下层)、张拉应力值(△)、张拉伸长率(△)、断丝滑丝数。
桥梁基础工程施工技术
明挖扩大基础
明挖扩大基础施工的主要内容包括基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑)基础结构物等。
一、 一般规定
1. 基坑施工前,应全面了解水文、地质、周边构筑物和地下管线等情况,确定开挖方式,制订专项施工方案
2. 基坑开挖前应根据水文、地质、开挖方式及施工环境条件等因素,验算基坑边坡的稳定,确定是否对坑壁采取支护措施。当基坑深度较小且坑壁土层稳定时,可直接放坡开挖;坑壁土层不易稳定且有地下水影响,或放坡开挖场地受到限制,或放坡开挖工程量过大时,应按设计要求对坑壁进行支护,设计未要求时,应结合实际情况选择适宜的坑壁支护方案,并应进行支护的专项设计
3. 基坑开挖时,应根据其等级和规模,对基坑结构的受力、变形、稳定性、坑外重要构筑物和地下管线的位移变形等进行监测控制,保证施工安全以及周边重要构筑物和地下管线的安全。对危险性较大的基坑,除应按边开挖、边支护的原则进行施工外,尚应建立信息化实时监控系统,指导施工
4. 开挖基坑所产生的弃土应进行妥善处置,不得阻塞河道,影响泄洪,污染环境
二、 土石围堰
三、 基坑开挖
1. 深基坑四周距基坑边缘不小于1m 处应设立钢管护栏、挂密目式安全网,靠近道路侧应设置安全警示标志和夜间警示灯带
2. 基坑开挖时,应在基坑边缘与荷载之间设置护道,基坑深度小于或等于4m时护道的宽度应不小于1m;基坑深度大于4m时护道的宽度应按边坡稳定计算的结果进行适当加宽
3. 基坑的开挖施工规定(总)
(1) 挖基施工宜安排在枯水或少雨季节进行。基坑的开挖应连续施工,对有支护的基坑应采取防碰撞的措施;基坑附近有其他结构物时,应有可靠的防护措施。
(2) 在开挖过程中排水困难时,宜采用水下挖基方法,但应保持基坑中的原有水位高程
(3) 采用机械开挖时应避免超挖,宜在挖至基底前预留一定厚度,再由人工开挖至设计高程;如超挖,则应将松动部分清除,并应对基底进行处理。
(4) 基坑开挖施工完成后不得长时间暴露、被水浸泡或被扰动,应及时检验其尺寸、高程和基底承载力,检验合格后应尽快进行基础工程的施工
4. 不支护坑壁进行基坑开挖施工规定
5. 有支护坑壁进行基坑开挖施工规定
1. 基坑较浅且渗水量不大时,可采用竹排、木板、混凝土板或钢板等对坑壁进行支护;基坑深度小于或等于4m且渗水量不大时,可采用槽钢、H型钢或工字钢等进行支护;地下水位较高,基坑开挖深度大于4m时,宜采用锁口钢板桩或锁口钢管桩围堰进行支护,其施工要求应符合规范相关规定;在条件许可时亦可采用水泥土墙、混凝土围圈或桩板墙等支护方式
2. 支护结构应进行设计计算,支护结构受力过大时应加设临时支撑
6. 基坑坑壁采用喷射混凝土、锚杆喷射混凝土、预应力锚索和土钉支护等方式进行加固时,其施工应符合下列规定:
(1) 对基坑开挖深度小于10m的较完整中风化基岩,可直接喷射混凝土加固坑壁,喷射混凝土之前应将坑壁上的松散层或岩渣清理干净
(2) 对锚杆、预应力锚索和土钉支护,均应在施工前按设计要求进行抗拉拔力的验证试验
(3) 孔深小于或等于3m时,宜采用先注浆后插入锚杆的施工工艺;孔深大于3m时,宜先插入锚杆后注浆。锚杆插入孔内后应居中固定,注浆应采用孔底注浆法,注浆管应插至距孔底50~100mm处,并随浆液的注入逐渐拔出,注浆的压力宜不小于0.2MPa。
(4) 采用土钉支护加固坑壁时,施工前应制订专项施工方案和施工监控方案,配备适宜的机具设备
(5) 不论采用何种加固方式,均应按设计要求逐层开挖、逐层加固,坑壁或边坡上有明显出水点处应设置导管排水
四、 基坑降排水
一、 集水坑排水:除严重流沙外,一般集水坑排水均可适用。排水设备的能力宜为总渗水量的1.5~2.0倍。
二、 井点降水法排水
1. 井点降水法宜用于粉砂、细砂、地下水位较高、有承压水、挖基较深、坑壁不易稳定的土质基坑,在无砂的黏质土中不宜采用
2. 井点降水曲线应低于基底设计高程或开挖高程至少0.5m
3. 应做好沉降及边坡位移监测,保证水位降低区域内构筑物的安全,必要时应采取防护措施
三、 止水帷幕法防渗:对于土质渗透性较大、挖掘较深的基坑,可采用帷幕法,即将基坑周围土层用硅化法、深层搅拌桩隔水墙、压力注浆、高压喷射注浆、冻结帷幕法等处理成封闭的不透水的帷幕
1. 帷幕防渗层的厚度应满足基坑防渗的要求
2. 采用防水土工膜在围堰外侧铺底防渗时,土工膜应从围堰外侧的水位以上铺起,并超过堰脚不小于3m;土工布之间的接头应搭接严密。铺底土工膜上应满压不小于300mm厚的砂土袋
五、 基底处理
1. 基底处理方法
(1) 换填土法
(2) 挤密土法:重锤夯实或砂桩、石灰桩、砂井、塑料排水板
(3) 胶结土法:化学浆液灌入或粉体喷射搅拌
(4) 土工聚合物法:用土工膜、土工织物、土工格栅与土工合成物等加筋土体,以限制土体的侧向变形,增加土的周压力,有效提高地基承载力
2. 基底处理要求
(1) 对符合设计要求的细粒土、特殊土等基底,经修整完成后应尽快设置混凝土垫层并进行基础的施工,不得使基底浸水或长期暴露。地基处理的范围应宽出基础之外不小于0.5m。
(2) 对强度低、稳定性差的细粒土及特殊土地基,如饱和软弱黏土层、粉砂土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等,处理时应视该类土的处治深度和含水率等情况,采取固结、换填等措施
(3) 对于强度和稳定性满足设计要求的粗粒土及巨粒土基底,应将其承重面平整夯实
(4) 岩层基底的处理应符合下列规定:
1||| 对风化岩层,应在挖至设计高程并满足地基承载力要求后尽快进行封闭,防止其继续风化
2||| 对坚硬的倾斜岩层,宜将岩层面凿平;倾斜度较大无法凿平时,可按设计要求凿成多级台阶,台阶的宽度宜不小于0.3m
(5) 多年冻土地基的处理应符合下列规定:
(1) 基础不应置于季节性冻融土层上,并不得直接与冻土接触
(2) 基础位于多年冻土层(即永冻土)上时,基底之上应设置隔温层或保温层材料,其铺筑宽度应在基础外缘加宽1m
(3) 施工完成的基础应立即回填封闭,不宜间歇
(4) 施工期间如有明水,应在距坑顶边缘10m之外设置排水沟,并应将水引向远离基坑的位置排出;有融化水时亦应及时排除
(6) 岩溶地基的处理应符合下列规定:
(1) 处理岩溶地基时,不得堵塞溶洞的水路
(2) 对干溶洞可采用砂砾石、碎石、干砌或浆砌片石、灰土、混凝土等回填密实;基底的干溶洞较大,回填处理有困难时,可设置桩基进行处理,桩基的设置应履行设计变更手续,并应由设计单位进行设计
六、 基底检验
1. 地基基底的检验应包括下列内容:
(1) 基底的平面位置、尺寸和基底高程;
(2) 基底的地质情况和承载力是否与设计资料相符;
(3) 基底处理和排水情况是否符合本规范要求;
(4) 施工记录及有关试验资料等
2. 采用下列方法进行地基的检验:
(1) 小桥涵的地基检验可采用直观或触探方法,必要时可进行土质试验
(2) 大、中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验,宜采用触探和钻探(钻深至少4m)取样做土工试验,亦可按设计的特殊要求进行荷载试验
七、 基坑开挖边坡失稳的主要原因
1. 基坑深度过大,而坑壁坡度较陡
2. 对于湿土而言,坑壁坡度陡于该湿度下的天然坡度
3. 地下水以下部分开挖,土质易坍塌却没有增设加固措施
4. 基坑四周没有设置截水沟、排水沟拦截地表径流
5. 弃土位置距基坑太近甚至放在基坑四周
6. 在粗、细砂质土层中,水的渗流会挟带细砂颗粒流动,破坏土体结构,引起基坑壁坍塌
7. 施工延续时间过长
8. 施工所用大型设备在坑周边重复作业或振动较大等
八、 边坡失稳的预防及处理措施
1. 基坑开挖之前,应先做好地面排水系统
2. 坑顶边缘应有一定的距离作护道,垂直坑壁坑缘边的护道还应适当增宽
3. 挖基经过不同土层时,边坡可分层而异,视情况留平台
4. 在施工过程中注意观察坑缘顶面有无裂缝,坑壁有无松散塌落现象
5. 对地质情况发生变化的地层应及时增设支护;水文地质条件欠佳时应提前采取加固措施
6. 基坑自开挖起,应抓紧连续不断施工直至基础完成,施工时间绝不可延续太长
7. 严格按规范、图纸施工
九、 扩大基础质量管理
1. 质量控制关键点
(1) 基底地基承载力的检测确认,满足设计要求
(2) 基底表面松散层的清理
(3) 及时浇筑垫层混凝土,减少基底暴露时间
(4) 大体积混凝土施工裂缝控制
2. 实测项目:混凝土强度(△)、平面尺寸、基础底面高程、基础顶面高程、轴线偏位
十、 基坑施工风险控制措施
1. 基坑临近各类管线、建(构)筑物时,开挖前应按施工组织设计的要求实施拆移、加固或保护措施,经检查符合要求后,方可开挖
2. 开挖中,出现基坑顶部地面裂缝、坑壁坍塌或涌水、涌沙时,必须立即停止施工,人员撤离危险区,待采取措施确认安全后,方可恢复施工
3. 施工现场附近有电力架空线时,应设专人监护
4. 人工清基应在挖掘机停止运转,且挖掘机指挥人员同意后进行,严禁在机械回转范围内作业
5. 基坑内应设安全梯或土坡道等攀登设施。基坑周边应设防护栏杆
桩基础
一、 沉入桩
1. 沉桩前应在陆域或水域建立平面测量与高程测量的控制网点
2. 沉桩顺序宜由一端向另一端进行,当基础尺寸较大时,宜由中间向两端或四周进行;如桩埋置有深浅,宜先沉深的,后沉浅的;在斜坡地带,应先沉坡顶的,后沉坡脚的。在桩的沉入过程中,应始终保持锤、桩帽和桩身在同一轴线上
3. 桩的连接应符合设计要求,并应符合下列规定:
(1) 在同一墩、台的桩基中,同一水平面内的桩接头数不得超过基桩总数的1/4,但采用法兰盘按等强度设计的接头,可不受此限制
(2) 接桩时,应保持各节桩的轴线在同一直线上
(3) 接桩可采用焊接或法兰盘连接
(4) 在宽阔水域沉设的大直径管桩和钢管桩,宜在厂内制作时按设计桩长拼接成整根, 不宜在现场连接接长;必须在现场连接时,每根桩的接头数不得超过1个
4. 锤击沉桩施工规定
(1) 预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩在锤击沉桩前,桩身混凝土强度应达到设计要求
(2) 开始沉桩时,宜采用较低落距,且桩锤、送桩与桩宜保持在同一轴线上;在锤击过程中,应采用重锤低击
(3) 沉桩过程中,若遇到贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹,桩顶出现严重裂缝、破碎,桩身开裂等情况时,应暂停沉桩,查明原因,采取有效措施后方可继续沉桩
(4) 锤击沉桩应考虑锤击振动对其他新浇筑混凝土结构物的影响,当结构物混凝土强度未达到5MPa时,距结构物30m范围内,不得进行沉桩;锤击能量超过280kN ·m时,应适当加大沉桩处与结构物的距离。
(5) 锤击沉桩控制,应根据地质情况、设计承载力、锤型、桩型和桩长综合考虑,并应符合下列规定:
1||| 设计桩尖土层为一般黏性土时,应以高程控制
2||| 设计桩尖土层为砾石、密实砂土或风化岩时,应以贯入度控制。当沉桩贯入度已达到控制贯入度,而桩端未达到设计高程时,应继续锤击贯入100mm 或锤击30~50 击,其平均贯入度不大于控制贯入度,且桩端距设计高程宜不超过1~3m(便土层顶高程相左个人时取小值)。超过规定时,应会同监理和设计单位研究处理
3||| 设计桩尖土层为硬塑状黏性土或粉细砂时,应以高程控制为主,贯入度作为校核。当桩尖已达到设计高程而贯入度仍较大时,应继续锤击使其贯入度接近控制贯入度,但继续下沉时,应考虑施工水位的影响;当桩尖距离设计高程较大,而贯入度小于控制贯入度时,可按第(2)项执行。
(6) 对发生“假极限”“吸入”“上浮”现象的桩,应进行复打
5. 振动沉桩施工应符合下列规定:
(1) 开始沉桩时,宜利用桩自重下沉或射水下沉,待桩身入土达一定深度确认稳定后,再采用振动下沉。每一根桩的沉桩作业,宜一次完成,不宜中途停顿过久,避免土的阻力恢复,使继续下沉困难
(2) 振动沉桩时,应以设计规定的或通过试桩验证的桩尖高程控制为主,以最终贯入度(mm/min)作为校核。当桩尖已达到设计高程,而与最终的贯入度相差较大时,应查明原因,会同监理和设计单位研究处理
6. 射水沉桩施工规定:
(1) 在砂类土层、碎石类土层中,锤击沉桩困难时,可采用射水锤击沉桩,以射水为主,锤击配合:在黏性土、粉土中采用射水锤击沉桩时,应以锤击为主,射水配合;在湿陷性黄土中采用射水沉桩时,应按设计要求进行
(2) 当桩尖接近设计高程时,应停止射水,改用锤击,保证桩的承载力。停止射水的桩尖高程,可根据沉桩试验确定的数据及施工情况决定,当缺乏资料时,距设计高程不得小于2m
(3) 钢筋混凝土桩或预应力混凝土桩采用射水配合锤击沉桩时,宜采用较低落距锤击
二、 钻孔灌注桩
1. 钻孔灌注桩施工的主要工序:场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→埋设护筒→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼和钢导管→第二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。
桩位位于旱地时,可在原地适当平整并填土压实形成工作平台;位于浅水区时,宜采用筑岛法施工;位于深水区时,宜搭设钢制平台,当水位变动不大时,亦可采用浮式工作平台,但在水流湍急或潮位涨落较大的水域,不应采用浮式平台。 各类施工平台顶面高程应高于桩施工期间可能的最高水位1.0m 以上,在受波浪影响的水域,尚应考虑波高的影响。
(1) 埋设护筒
作用:
1||| 稳定孔壁、防止坍孔
2||| 隔离地表水
3||| 保护孔口地面
4||| 固定桩孔位置
5||| 钻头导向
护筒一般常用钢护筒,其内径宜比桩径大200mm。护筒顶宜高于地面0.3m或水面1.0~2.0m,同时应高于桩顶设计高程1m。在有潮汐影响的水域,护筒顶应高出施工期最高潮水位1.5~2.0m,并应在施工期间采取稳定孔内水头的措施;当桩孔内有承压水时,护筒顶应高于稳定后的承压水位.2.0m以上。
护筒的埋置深度在旱地或筑岛处宜为2~4m
(2) 泥浆制备:钻孔泥浆由水、黏土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成
作用:
1||| 浮悬钻渣
2||| 冷却钻头
3||| 润滑钻具
4||| 增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止塌孔的作用
(3) 钻孔
1||| 正循环回转钻孔(泥浆压入,自排渣) 系利用钻具旋转切削土体钻进,泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头,通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内,泥浆挟带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。
2||| 反循环回转钻孔(泥浆输入,抽渣) 泥浆输入钻孔内,然后泥浆挟带钻渣从钻头的钻杆下口吸进,通过钻杆中心排出至沉淀池内
3||| 冲击钻孔
适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层,特别适合于在有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用
冲击钻成孔一个最重要的关键点,就是泥浆护壁
开始钻进宜慢不宜快。施工中注意垂直度校正,2~3m后立即校正,钻孔太深且偏差太大只有回填重来
岩层一般是倾斜,与钻机解除面位置垂直,通过回填卵石反复冲钻,直到岩层平整,然后再继续钻进,防止卡钻、孔位.倾斜等。
施工过程中护筒及时跟进,护筒内的水头一定要保持。随时检查控制泥浆指标,不可马虎。随时检查钻机、钢丝绳等,防止掉钻;每天根据钻渣判断地质情况。钻至设计位置后通知监理一起验收,共同确定孔底地质与设计是否一致。
4||| 旋挖钻机钻孔:通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,反复循环直至成孔。一般适用黏土、粉土、砂土、淤泥质士、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机,可适用微风化岩层的钻孔施工。
1||| 直接取土出渣,不需接长钻杆
2||| 能大大缩短成孔时间,提高施工效率
3||| 有自动垂直度控制和自动回位控制,成孔垂直度和孔位等能得到保证
4||| 取土上提过程中对孔壁扰动较小
(4) 成孔检查与清孔
1||| 钻孔深度达到设计高程后,应对孔径、孔深和孔的倾斜度进行检验,符合要求后方可清孔
2||| 孔底沉淀厚度应不大于设计的规定;设计未规定时,对d≤1.5m的摩擦桩宜不大于200mm,对d>1.5m或1>40m 以及土质较差的摩擦桩宜不大于300mm,对支承桩宜不大于50mm
3||| 在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆的性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土
4||| 不得采用加深钻孔深度的方式代替清孔
(5) 钢筋笼制作与吊装:安装钢筋骨架时,不得直接将钢筋骨架支承在孔底,应将其吊挂在孔口的钢护筒上,或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂,且不应采用钢丝绳或其他容易变形的材料进行吊挂
(6) 灌注水下混凝土
a. 灌注水下混凝土前的准备工作: 水下混凝土宜采用钢导管灌注,导管内径宜为200~350mm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁采用压气试压。进行水密试验的水压应不小于孔内水深1.3倍的压力,亦应不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p 的1.3倍,p可按式计算:
b. 水下混凝土的配制: 水泥可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。混凝土拌合物应具有良好的和易性,灌注时应能保持足够的流动性,坍落度宜为160~220mm。
c. 灌注水下混凝土规定:
1||| 灌注时间不得长于首批混凝土的初凝时间。(缓凝剂)
2||| 首批混凝土量应满足导管首次埋深≥1m
3||| 首批混凝土后,连续灌注,导管埋深2-6m
4||| 灌注混凝土距钢筋底部1m时,降低灌注速度。当混泥土距底部以上4m时,提升导管,使导管底口高于骨架底部2m以上,后恢复正常速度灌注
5||| 超灌不小于0.5m
2. 钻孔灌注桩的质量检验和质量标准:每根灌注桩留取混凝土抗压强度试件应各为3~4组。 桩身完整性检验:宜选择有代表性的桩采用无破损法进行检测,重要工程或重要部位的桩宜逐桩进行检测;设计有规定或对桩的质量有疑问时,应采用钻取芯样法对桩进行检测,当需检验柱桩的桩底沉淀与地层的结合情况时,其芯样应钻至桩底0.5m 以下
3. 施工中易出现的问题及预防和处理方法
(1) 钢筋笼上浮
(2) 桩身混凝土质量差
(3) 断桩
4. 钻孔灌注桩基础质量管理
(1) 质量控制关键点
1||| 桩位坐标与垂直度控制
2||| 护筒埋深
3||| 泥浆指标控制
4||| 护筒内水头高度
5||| 孔径的控制,防止缩径
6||| 桩顶、桩底标高的控制
7||| 清孔质量(嵌岩桩与摩擦桩要求不同)
8||| 钢筋笼接头质量
9||| 导管接头质量检查与水下混凝土的灌注质量
(2) 实测项目:混凝土强度(△)、桩位、孔深(△)、孔径、钻孔倾斜度、沉淀厚度、桩身完整性(△)
三、 挖孔桩
在无地下水或有少量地下水且较密实的土层或风化岩层中,或无法采用机械成孔或机械成孔非常困难且水文、地质条件允许的地区,可采用人工挖孔施工;岩溶地区和采空区不宜采用人工挖孔施工;孔内空气污染物超过现行标准规定的三级标准浓度限值,且无通风措施时,不得采用人工挖孔施工;桩径或最小边宽度小于1200mm时不得采用人工挖孔施工。
1. 挖孔桩施工的技术要求
(1) 人工挖孔施工应制订专项施工技术方案,并应根据工程地质和水文地质情况,因地制宜选择孔壁支护方式。
(2) 孔口处应设置高出地面不小于300mm的护圈,并应设置临时排水沟,防止地表水流入孔内
(3) 挖孔施工时相邻两桩孔不得同时开挖,宜间隔交错跳挖。
(4) 采用混凝土护壁支护的桩孔,护壁混凝土的强度等级,当桩径小于或等于1.5m时应不小于C25,桩径大于1.5m时应不小于C30。采用混凝土护壁支护的桩孔必须挖一节浇筑一节护壁,严禁只挖不及时浇筑护壁的冒险作业。
(5) 桩孔直径应符合设计规定,孔壁支护不得占用桩径尺寸,挖孔过程中,应经常检查桩孔尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况,如有偏差应随时纠正。
(6) 挖孔的弃土应及时转运,孔口四周作业范围内不得堆积弃土及其他杂物
(7) 挖孔达到设计高程并经确认后,应将孔底的松渣、杂物和沉淀泥土等清除干净
2. 挖孔桩施工安全要求
(1) 施工前应制订专项安全技术方案并应对作业人员进行安全技术交底
(2) 作业人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋,安全绳必须系在孔口。作业人员应通过带护笼的直梯进出,人员上下不得携带工具和材料。作业人员不得利用卷扬机上下桩孔
(3) 孔内设防水带罩灯泡照明,电压为安全电压,电缆为防水绝缘电缆,并应设置漏电保护器
(4) 孔深大于10m时,必须采取机械强制通风措施。
(5) 孔深不宜超过15m,孔径不宜小于1.2m。孔深超过15m的桩孔内应配备有效的通信器材,作业人员在孔内连续作业不得超过2h;桩周支护应采用钢筋混凝土护壁,护壁上的爬梯应每间隔8m设一处休息平台。孔深超过30m 的应配备作业人员升降设备。
(6) 孔口应设专人看守,孔内作业人员应检查护壁变形、裂缝、渗水等情况,并与孔口人员保持联系,发现异常应立即撤出。
(7) 桩孔内遇岩层需爆破作业时,应进行爆破的专门设计,且宜采用浅眼松动爆破法并应严格控制炸药用量,在炮眼附近应对孔壁加强防护或支护。孔深大于5m时,必须采用电雷管引爆。桩孔内爆破后应先通风排烟15min并经检查确认无有害气体后,施工人员方可进入孔内继续作业。
沉井基础
一、 沉井施工前的准备
1. 制订专项施工技术方案
2. 对水中特大沉井的施工,必要时应进行物理模型的模拟试验
3. 沉井不沉前,应对周边的堤防、建筑物和施工设备采取有效的防护措施,并应在下沉过程中,对其沉降及位移进行监测
二、 沉井制作
1. 就地制作
制作沉井的岛面、平台面和开挖基坑的坑底高程,应比施工期可能的最高水位(包括波浪影响)高出0.5~0.7m;有流冰时,应再适当加高
在水中筑岛应符合明挖扩大基础与基坑施工相关要求,尚应符合下列规定:
(1) 筑岛的尺寸应满足沉井制作及抽垫等施工的要求,对无围堰的筑岛,应在沉井周围设置丕小于1.5m 宽的护道
(2) 筑岛材料应采用透水性好、易于压实的砂性土或碎石土等,且不应含有影响岛体受力及抽垫下沉的块体。在斜坡上筑岛时应进行设计计算,并应有抗滑措施;在淤泥等软土上筑岛时,应将软土挖除,换填或采取其他加固措施
(3) 无围堰筑岛的临水面坡度宜为1: 1.75~1:3。在坡面、坡脚不应被水冲刷损坏
2. 在支垫上立模制作
(1) 支垫的布置应满足设计要求并应使抽垫方便。支垫顶面应与钢刃脚底面紧贴,应使沉井重力均匀分布于各支垫上。模板及支撑应具有足够的强度和刚度。内隔墙与井壁连接处的支垫应连成整体
(2) 沉井的混凝土强度满足抽垫后受力的要求时方可将支垫抽除。支垫应分区、依次、对称、同步地向沉井外抽出,并应随抽随用砂土回填捣实;抽垫时应防止沉井偏斜。定位支点处的支垫,应按设计要求的顺序尽快地抽出。
(3) 混凝土浇筑前应检查沉井纵、横向中轴线位置是否符合设计要求
3. 钢沉井制作
(1) 钢沉井宜在工厂内加工,并应根据设计文件编制制造工艺,绘制加工图和拼装图
(2) 钢沉井的分段、分块吊装单元应在胎架上组装、施焊
(3) 首节钢沉井应在坚固的台座上或支垫上进行整体拼装,台座在拼装过程中不得发生不均匀沉降
三、 沉井浮运与就位
1. 准备工作
(1) 应制订专项施工技术方案;各类浮式沉井在下水、浮运前,均应进行水密性检查对底节尚应根据其工作压力进行水压试验,合格后方可下水
(2) 浮式沉并的底节可采用滑道、涨水自浮或直接起吊等方法下水。入水后,对其悬浮接高时的初步定位位置,应根据下水方法、沉井的结构形式、环境条件等情况综合分析确定
2. 在浮运、就位的任何时间内,沉井露出水面的高度均不应小于1m,并应考虑预留防浪高度或采取防浪措施。
四、 沉井下沉与着床
1. 沉井下沉
(1) 宜采用不排水的方式除土下沉。在稳定的土层中,可采用排水方式除土下沉,但应有安全措施,防止发生事故。下沉沉井时,不宜采用爆破方法除土
(2) 下沉通过黏土胶结层或沉井自身重力偏轻下沉困难时,可采用井外高压射水、降低井内水位等方法助沉;在结构受力容许的条件下,亦可采用压重或接高沉井等方法助沉;在土层条件适宜的情况下,可采用空气幕、泥浆润滑套等方法助沉
(3) 正常下沉时,应自井孔中间向刃脚处均匀对称除土
(4) 下沉时应随时进行纠偏,保持竖直下沉,每下沉1m至少应检查1次;当沉井出现倾斜时,应及时校正
2. 沉井着床:浮式沉井在水中下沉时,除应充分考虑风力、浮力、水流压力、波浪力、冰压力等对沉井的作用外,尚应符合下列规定:
(1) 浮运准确定位并接高后,应向井壁腔格内对称、均衡地灌水,使沉井迅速落至河床着床
(2) 沉井在水中下沉和着床时,应随时监测由于沉井下沉的阻力和压缩流水断面后引起流速增大而造成的河床局部冲刷及因冲淤引起的土面高差,必要时可在沉井位置处采用卵、碎石垫填整平,改变河床上的粒径,减小冲刷深度,增加沉井着床后的稳定。
(3) 沉井下沉到倾斜岩层上时,应将岩层表面的松软层或风化层凿去并整平,沉井刃脚的2/3以上宜嵌搁在岩层上,嵌入深度最小处不宜小于0.25m,其余未到岩层的刃脚部分,可采用袋装混凝土等填塞缺口。对刃脚以内井底岩层的倾斜面,应凿成台阶或榫槽后,清渣封底。
3. 沉井接高
(1) 接高各节的竖向中轴线应与前一节的中轴线相重合。接高加重应均匀、对称地进行,并应采取措施防止沉井在接高过程中发生倾斜
(2) 沉井在地面上接高时,井顶露出地面不应小于0.5m。水上沉井接高时,井顶露出水面不应小于1.5m。
五、 基底检验与沉井封底
1. 一般规定
井壁隔墙及刃脚与封底混凝土接触面处的泥污亦应清除干净。对下沉至设计高程后的沉井尚应进行沉降观测,沉降稳定且满足设计要求后方可封底。
沉井基底检验合格及沉降稳定后,应及时封底。
沉井的混凝土封底厚度应根据基底的水压力和地基土的向上反力经计算确定,且封底混凝土的顶面高度应高出刃脚根部0.5m及以上。封底混凝土的强度等级不应低于C25。
沉井的水下混凝土封底宜全断面一次连续灌注完成;对特大型沉井,可划分区域进行封底,但任一区域的封底工作均应一次连续灌注完成
2. 导管法水下混凝土封底
(1) 灌注封底水下混凝土时,需要的导管间隔及根数,应根据导管作用半径及封底面积确定
(2) 水下混凝土面的最终灌注高度,应比设计值高出150mm 以上;待混凝土强度达到设计要求后,再抽水凿除表面松弱层(超灌)
六、 沉井基础工程质量管理
质量控制关键点
1||| 初始平面位置的控制
2||| 刃脚质量
3||| 下沉过程中沉井倾斜度与偏位的动态控制
4||| 封底混凝土的浇筑工艺确保封底混凝土的质量
地下连续墙基础
地下连续墙是利用挖槽机械,借助于泥浆护壁,在地下挖出一条窄而深的沟槽,并在槽内施工钢筋混凝土等合适材料,形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的、连续的地下墙体。地下连续墙施工一般包括挖槽、下放钢筋笼、浇筑混凝土和槽段间的连接四个主要工序
一、 一般规定
1. 地下连续墙适用于公路桥梁基坑临时支护结构和永久基础
2. 制订专项施工技术方案
二、 施工平台与导墙
(1) 导墙宜采用钢筋混凝土构筑,混凝土强度等级不宜低于C20。导墙的形式根据土质情况可采用板墙形、[形或倒L形,墙体的厚度应满足施工需要
(2) 两导墙的内侧间距宜比地下连续墙墙体的厚度大40~60mm。导墙应每隔1~1.5m距离设置1道支撑
(3) 导墙底端埋入土内的深度宜大于1m;导墙顶端应高于稳定后的地下水位1.5m 以上
三、 地下连续墙施工
1. 槽孔施工
(1) 槽壁式地下连续墙的槽孔开挖应符合下列规定:
1||| 槽孔宜分段施工,且相邻槽孔之间设留有足够的安全距离。挖槽施工开始后应连续进行,直到槽段完成
2||| 保持槽内的泥浆面不低于导墙顶面300mm
(2) .槽孔的清底工作应在吊放接头装置之前进行
2. 槽段间接头(缝)施工: 槽段接头一般采用预埋钢筋、钢板、设置剪力键等连接方式
(1) 对接头管式接头,当初期的单元槽段开挖完成并清底后,应将钢制接头管竖直吊放入槽内,紧靠单元槽段两端;接头管的底端应插入槽底以下100~150mm。管外径宜比墙厚小50mm
(2) 对接头箱式和隔板式接头,在其吊放的钢筋骨架一端应带堵头钢板,堵头钢板向外伸出的水平钢筋应插入接头箱管中
3. 钢筋骨架施工
(1) 全部钢筋骨架入槽后,应固定在导墙上,并应使骨架顶端高程符合设计要求
(2) 当钢筋骨架不能顺利插入槽内时,应将骨架吊起,查明原因并采取措施后,重新放入,不得强行压入槽内
4. 混凝土灌注:水下混凝土应采用导管法灌注
(1) 单元槽段长度小于4m;可采用1根导管灌注
(2) 单元槽段长度超过4m时,宜采用2或3根导管同时灌注;
(3) 采用多根导管灌注时,导管间净距不宜大于3m,导管距节段端部不宜大于1.5m;各导管灌注的混凝土表面高差不宜大于0.3m;导管内径不宜小于200mm
5. 地下连续墙施工质量要求:对作为永久基础的地下连续墙,其墙体混凝土宜进行超声波无损检测
桥梁下部结构施工
承台施工
一、 围堰及开挖方式的选择
1. 当承台处于干处时,一般直接采用明挖基坑
2. 当承台位于水中时,一般先设围堰将群桩围在堰内,然后在堰内河底灌注水下混凝土封底,凝结后,将水抽干,使各桩处于干处,再安装承台模板,在干处灌注承台混凝土
(1) 钢板桩围堰
钢板桩围堰适用于各类土(包括强风化岩)的水中低桩承台基坑
施打前,钢板桩的锁口应用止水材料捻缝,以防漏水
施打钢板桩必须有导向设备,以保证钢板桩的正确位置
施打顺序按施工组织设计进行,一般由上游分两头向下游合龙
施打时宜先将钢板桩逐根或逐组施打到稳定深度,然后依次施打至设计深度。钢板桩可用锤击、振动、射水等方法下沉
接长的钢板桩,其相邻两钢板桩的接头位置应上下错开
(2) 套箱围堰
套箱围堰可采用有底套箱或无底套箱
当承台底与河床之间距离较大时,一般采用有底套箱
当承台标高较低,承台底距离河床较近或已进入河床时,宜采用无底套箱
如果基岩岩面倾斜,宜将套箱底做成与岩面相同的倾斜度,以增加套箱的稳定性并减少渗漏
(3) 双壁钢围堰
双壁钢围堰适用于深水基础施工,围堰高度应根据其设计下沉深度和施工期间可能出现的最高水位及浪高等因素确定
双壁构造应根据下沉需克服的水的浮力、土壤摩阻力、基底抗力而定
双壁钢围堰本身应分设多个对角的横向互不通水的隔水仓,以便在下沉过程中分仓对称灌水、砂砾石或混凝土
双壁钢围堰拼焊后应进行焊接质量检验及水密试验;各节、块拼焊时,应按预先安排的顺序对称进行
二、 承台底的处理
1. 低桩承台:当承台底层土质有足够的承载力,又无地下水或能排干水时,可按天然地基上修筑基础的方法施工。当承台底层土质为松软土,且能排干水施工时,可挖除松软土,换填10~30cm厚砂砾土垫层,使其符合基底的设计标高并整平,即立模灌筑承台混凝土
2. 高桩承台:当承台底以下河床为松软土时,可在板桩围堰内填入砂砾至承台底面标高
3. 当承台底位于河床以上的水中,采用有底吊箱或其他方法在水中将承台模板支撑和固定,安装模板完毕后,抽水,堵漏,干处灌筑承台混凝土
桥梁墩台施工
一、 桥墩
1. 高度<40m的桥墩
(1) 桥墩施工前,应对其施工范围内基础顶面的混凝土进行凿毛处理,并应将表面的松散层、石屑等清理干净;对分节段施工的桥墩,其接缝亦应作相同的凿毛和清洁处理
(2) 应尽量缩短首节桥墩墩身与承台之间浇筑混凝土的间隔时间,间歇期宜不大于10d,当不能满足间歇期要求时,应采取防止墩、台身混凝土开裂的有效措施。墩身平面尺寸较大时,首节墩身可与承台同步施工
(3) 桥墩高度小于或等于10m时可整体浇筑施工;高度超过10m时,可分节段施工。上一节段施工时,已浇节段的混凝土强度应不低于2.5MPa。各节段之间浇筑混凝土的间歇期宜控制在7d内
(4) 桥墩的钢筋可分节段制作和安装,且应保证其连接精度;条件具备时,亦可采用整整体安装的方式施工
(5) 在模板安装前,应在基础顶面放出桥墩的轴线及边缘线;对分节段施工的桥墩,板安装的平面位置和垂直度应严格控制。模板在安装过程中应通过测量监控措施保证桥墩的垂直度,并应有防倾覆的临时措施;对风力较大地区的墩身模板,应考虑其抗风稳定性
(6) 混凝土浇筑完成后,应及时进行养护,养护时间应不少于7d
(7) 作业人员的上下步梯宜采用钢管脚手架或专用产品搭设,并应进行专项设计,设置时应固定在已浇筑完成的墩身上
2. 高度≥40m的桥墩
(1) 施工前应编制专项施工方案
(2) 宜设置塔吊或其他可靠的起重设备
(3) 宜设置施工电梯作为运送作业人员和小型机具、操作工具的垂直运输设施
(4) 混凝土的垂直输送宜采用泵送方式,泵管可沿己施工完成的墩身或搭设专用支架进行布设,而不应布设在塔吊和施工电梯上
(5) 每一节段混凝土的养护时间应不少于7d。养护用的水管可布设在墩身上,且应与电缆分开设置
(6) 高墩施工前应编制测量控制方案,施工过程中应对墩身的平面位置和垂直度进行监控,条件具备时宜采用激光铅垂仪进行控制。施工测量中应考虑日照对墩身扭转的影响,当日照影响较大时,测量宜在夜间气温相对稳定的时段进行
二、 桥台:桥台在施工前应在基础顶面测量放样出台身的纵横向轴线和内外轮廓线,其平面位置应准确。当台身较长需要设置沉降缝时,应在施工前确定其设置位置
1. 重力式桥台:混凝土或钢筋混凝土台身宜一次连续浇筑完成,当台身较长或截面积过大,一次连续浇筑完成难以保证混凝土质量时,可分段或分层浇筑。分段浇筑时,其接缝宜设置在沉降缝处;分层浇筑时应采取有效措施控制接缝的外观质量,防止产生过大的层间错台。
2. 薄壁轻型桥台:对设置有支撑梁的,尚应在支撑梁安装完成后再填土
3. 加筋土桥台:
(1) 露于面板混凝土外面的钢拉环、钢板锚头应作防锈处理,加筋带与钢拉环的接触面应作隔离处理。筋带的强度和受力后的变形应满足设计要求,筋带应能与填料产生足够的摩擦力,接长和与面板的连接应简单
(2) 不得在未完成填土作业的面板上安砌上一层面板
(3) 钢带应平顺铺设于已压实整平的填料上,不得弯曲或扭曲;钢筋混凝土带可直接铺设在已压实整平的填料上或在填料上挖槽铺设;加筋带应呈扇形辐射状铺设,不宜重叠,不得卷曲或折曲,并不得与尖锐棱角的粗粒料直接接触。在与桥台立柱或肋板相互干扰时,筋带可适当避让
(4) 台背筋带锚固段的填筑宜采用粗粒土或改性土等填料。当填料为黏性土时,宜在面板后不小于0.5m范围内回填砂砾材料。
(5) 填料摊铺厚度应均匀一致,表面平整,并应设置不小于3%的横坡。当采用机械摊铺时,摊铺机械距面板应不小于1.5m。机械的运行方向应与筋带垂直,并不得在未覆盖填料的筋带上行驶或停车
(6) 台背填料应严格分层碾压,碾压时宜先轻后重,并不得使用羊足碾。压实作业应先从筋带中部开始,逐步碾压至筋带尾部,再碾压靠近面板部位,且压实机械距面板应不小于1.0m。台背填筑施工过程中应随时观测加筋土桥台的变化
4. 对位于软土地基处的桥台,可先填筑路堤并待其沉降基本稳定后,再以反开挖的方式进行基础和台身的施工
三、 圬工结构墩台施工
1. 彻块在使用前应浇水湿润,砌块的表面如有泥土、水锈,应清洗干净
2. 砌筑基础的第一层砌块时,如基底为土质,可直接坐浆砌筑;如基底为岩层或混凝土地基,应先将基底表面清洗、湿润,再坐浆砌筑
3. 砌体宜分层砌筑,砌体较长时可分段分层砌筑,但两相邻工作段的砌筑高差宜不超过1.2m:分段位置宜设在沉降缝或伸缩缝处,各段的水平砌缝应一致
4. 各砌层应先砌外圈定位行列,再砌筑里层,其外圈砌块应与里层砌块交错连成一体,砌体外露面石料的镶面种类应符合设计规定。对有流冰或有漂浮物河流中的墩台,当设计未明确要求时,其镶面宜选用强度等级不低于MU30且较坚硬的石料或C30以上较高强度等级的混凝土预制块进行镶砌。砌体里层应砌筑整齐,分层应与外圈一致,应先铺一层适当厚度的砂浆再安放砌块和填塞砌缝。砌体的外露面应进行勾缝,并应在砌筑时靠外露面预留深约20mm 的空缝备作勾缝之用。砌体隐蔽面的砌缝可随砌随刮平,不另勾缝。
四、 墩柱(塔)施工风险控制措施
1. 翻模法施工风险防控措施
(1) 高墩翻模施工应编制专项施工方案,并组织专家论证
(2) 翻模施工时使用起重设备,应经检测合格,安全装置齐全、有效,起重设备操作人员应持证上岗,严格按照操作规程作业
(3) 作业面工具、材料应规范,吊物捆扎牢固,随身携带工具袋,不用的工具放入工具袋
(4) 高墩施工人员上下必须使用之字形爬梯,安全网、防护栏等防护设施应安全可靠
2. 起重设备应经有资质的单位检测合格,塔吊、钢丝绳、挂钩等满足安全要求,安全装置齐全、有效,操作人员持证上岗,严格按照操作规程操作
3. 作业平台强度、刚度和稳定性应满足要求,作业面设置安全护栏,临边、悬空作业时正确使用安全带,严禁在危险区域嬉戏、打闹或休息。
4. 施工单位应按要求对墩柱模板进行检查和验收,模板连接螺栓应使用高强度螺栓,缆风绳应牢固固定
5. 用吊斗浇筑混凝土,吊斗提降,应设专人指挥。升降吊斗时,下部的作业人员必须躲开,上部人员不得身倚栏杆推吊斗,严禁吊斗碰撞模板及脚手架
6. 每步脚手架间应设爬梯,人员应由爬梯上下,进行爬架工作应在爬架内上下,禁止攀爬模板脚手架或由爬架外侧上下
7. 作业人员应背工具袋用于存放工具和零件,防止物件跌落,禁止从高空向下抛物
8. 拆除模板应按先支后拆、后支先拆顺序进行拆除
9. 桥墩人员上下应设置通道,通道上严禁堆载
桥梁上部结构施工技术
装配式施工
一、 预制梁场布设
1. 场地选址
(1) 应满足用地合法,周围无塌方、滑坡、落石、泥石流、洪涝等地质灾害。无高频、高压电源及其他污染源;离集中爆破区500m 以外;不得占用规划的取、弃土场
(2) 原则上不宜设在主线征地范围内(特殊情况,报建设单位审批).
2. 场地布置形式
(1) 路基外预制场
(2) 路基上预制场。路基比较宽(一般应大于24m)
(3) 桥上预制场。2~3孔主梁,支架法施工;跨墩龙门吊安装
3. 场地建设
(1) 场地建设前施工单位应将梁场布置方案报监理工程师审批,方案内容应包含各类型梁板的台座数量、模板数量、生产能力、存梁区布置及最大存梁能力等
(2) 宜采用封闭式管理
(3) 场内路面宜做硬化处理,主要运输道路应采用不小于20cm厚的C20混凝土硬化。场内不允许积水,四周设置砖砌排水沟,并采用M7.5砂浆抹面
(4) 预制梁场应尽量按照“工厂化、集约化、专业化”的要求规划、建设,每个预制梁场预制的梁板数量不宜少于300片
(5) 设置自动喷淋养护设备,预制梁板采用土工布包裹喷淋养护(北方地区应根据气候情况采用蒸汽保湿养护),养护水应循环使用
4. 预制梁板台布设
(1) 台座尽量设置于地质较好的地基上,先张法施工的张拉台座不得采用重力式台座,应采用钢筋混凝土框架式台座
(2) 底模宣采用通长钢板,不得采用混凝土底模。钢板厚度不小于6mm
(3) 用于存梁的枕梁应设在离梁两端面各50~~80cm 处
(4) 梁板预制完成后,移梁前应对梁板喷涂统一标识和编号,标识内容包括预制时间、张拉时间、施工单位、梁体编号、部位名称等。
(5) 空心板叠层不得超过3层,小箱梁和T形梁堆叠存放不得超过2层
5. 其他要求
(1) 配置相应的消防安全标识和消防安全器材,并经常检查、维护、保养
(2) 施工机械设备产生的废水、废油及污水应经过处理后排放,不得直接排入河流、湖泊或其他水域中,不得排入饮用水源附近的土地中
(3) 预制梁场内标识、标牌设置明确,标识清晰。
二、 小型构件预制场布设
1. 场地选址
2. 场地建设
(1) 宜采用封闭式管理,合理设置,功能明确,标识清晰
(2) 场地面积一般不小于2000 m2。
三、 钢筋混凝土和预应力混凝土梁(板)桥施工
1. 一般要求
(1) 装配式桥的构件在脱底模、移运、存放和吊装时,混凝土的强度应不低于设计强度的80%
(2) 构件安装前应检查其外形、预埋件的尺寸和位置,允许偏差不得超过设计规定
(3) 安装构件时,支承结构(墩台、盖梁)的混凝土强度和预埋件(包括预留锚栓孔、锚栓、支座钢板等)的尺寸、高程及平面位置应符合设计要求
(4) 对分层、分段安装的构件,应在先安装的构件可靠固定且受力较大的接头混凝土达到设计要求的强度后,方可继续安装;设计未规定时,应达到设计强度的80%后方可继续安装
2. 台座应保证底座或底模的挠度不大于2mm
3. 各种构件混凝土的浇筑应符合下列规定:
(1) 腹板底部为扩大断面的T形梁和Ⅰ形梁,应先浇筑扩大部分并振实后,再浇筑其上部腹板
(2) U形梁可上下一次浇筑或分两次浇筑。一次浇筑时,宜先浇筑底板至底板承托顶面,待底板混凝土振实后再浇筑腹板;分两次浇筑时,宜先浇筑底板至底板承托顶面,按施工缝处理后,再浇筑腹板混凝土
(3) 箱形梁宜一次浇筑完成,且宜先浇筑底板至底板承托顶面,待底板混凝土振实后再浇筑腹板、顶板
(4) 中小跨径的空心板浇筑混凝土时,对芯模应有防止上浮和偏位的可靠措施。
4. 对高宽比较大的预应力混凝土Ⅰ形梁和Ⅰ形梁,应对称、均衡地施加预应力,并应采取有效措施防止梁体产生侧向弯曲
5. 构件的场内移运应符合下列规定:
(1) 对后张预应力混凝土梁、板,在施加预应力后可将其从预制台座吊移至场内的存放台座再进行孔道压浆,但必须满足下列要求:
1||| 从预制台座上移出梁、板仅限一次,不得在孔道压浆前多次倒运
2||| 吊移的范围必须限制在预制场内的存放区域,不得移往他处
3||| ③吊移过程中不得对梁、板产生任何冲击和碰撞
(2) 后张预应力混凝土梁、板在孔道压浆后进行移运的,其压浆浆体强度应不低于设计强度的80%
(3) 构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB300钢筋制作,且吊环应顺直。吊绳与起吊构件的交角小于60°时,应设置吊架或起吊扁担,使吊环垂直受力。
6. 构件的存放应符合下列规定:
(1) 存放台座应坚固稳定,且宜高出地面200mm 以上。存放场地应有相应的防排水设施,并应保证梁、板等构件在存放期间不致因支点沉陷而受到损坏。
(2) 梁、板构件存放时,支点处应采用垫木和其他适宜的材料进行支承,不得将构件直接支承在坚硬的存放台座上
(3) 构件应按其安装的先后顺序编号存放,预应力混凝土梁、板的存放时间不宜超过3个月,特殊情况下不应超过5个月。
(4) 当构件多层叠放时,层与层之间应以垫木隔开,各层垫木的位置应设在设计规定的支点处,上下层垫木应在同一条竖直线上;大型构件宜为2层,不应超过3层,小型构件宜为6~10层。
7. 板式构件运输时,宜采用特制的固定架稳定构件。对小型构件,宜顺宽度方向侧立放置,并应采取措施防止倾倒;如平放,在两端吊点处必须设置支搁方木
8. 简支梁、板的安装应符合下列规定:
(1) 采用架桥机进行安装作业时,其抗倾覆稳定系数应不小于1.3;架桥机过孔时,应将起重小车置于对稳定最有利的位置,且抗倾覆稳定系数应不小于1.5
双导梁架桥机施工工艺流程主要包括:①梁体预制及运输、铺设轨道→②架桥机及导梁拼装→③试吊→④架桥机前移至安装跨→⑤支顶前支架→⑥运梁、喂梁→⑦吊梁、纵移到位→⑧降梁、横移到位→⑨安放支座、落梁→⑩重复第⑤~⑨步,架设下一片梁→⑾饺缝施工,完成整跨安装→②架桥机前移至下一跨,直至完成整桥安装。
(2) 梁、板安装施工期间及架桥机移动过孔时,严禁行人、车辆和船舶在作业区域。
(3) 对横向自稳性较差的T形梁和Ⅰ形梁等,应与先安装的构件进行可靠的横向连接,防止倾倒
(4) 安装在同一孔跨的梁、板,其预制施工的龄期差不宜超过10d。梁、板之间的横向湿接缝,应在一孔梁、板全部安装完成后方可进行施工
9. 先简支后连续的梁,其施工应符合下列规定:
(1) 先简支安装的梁,应设置临时支座进行支承。在一片梁中,临时支座顶面的相对高差不应大于2mm。
(2) 简支变连续一联梁全部安装完成后方可进行湿接头混凝土的浇筑
(3) 对湿接头处的梁端,应按施工缝的要求进行凿毛处理。永久支座应在设置湿接头底模之前安装。
(4) 湿接头的混凝土宜在一天中气温相对较低的时段浇筑,且一联中的全部湿接头应一次浇筑完成。湿接头混凝土的养护时间应不少于14d
(5) 湿接头按设计要求施加预应力、孔道压浆且浆体达到规定强度后,应立即拆除临时支座,按设计规定的顺序完成体系转换。同一片梁的临时支座应同时拆除。
四、 预应力混凝土箱梁施工
1. 钢筋宜在专用胎架上绑扎制作成整体骨架后,进行整体起吊安装;采用拼装式内模时,钢筋宜分片制作,分片起吊安装
2. 箱梁的预制宜采用定型钢模板,模板应具有足够的强度和刚度,并应能满足多次重复使用不变形的要求。尚应符合下列规定:
(1) 钢模板在加工制作时,模板的全长和跨度应考虑箱梁反拱度的影响及预留压缩量。附着式振捣器的支座应交错布置,安设牢固,并应使振动力先传向模板的骨架,再由骨架传向面板
(2) 模板的拆除期限,对外侧模和端模,尚应满足箱梁混凝土的表层温度与环境温度之差不大于15℃的要求;当气温急剧变化时,不宜进行拆模作业。
3. 箱梁混凝土宜一次连续浇筑完成,且宜采取水平分层、斜向推进的方式浇筑,水平分层的厚度不得大于300mm,各层间混凝土的间隔浇筑时间不应超过其初凝时间。梁体腹板下部的底板混凝土宜采用设于底模处的附着式振捣器振动;腹板混凝土宜采用插入式振捣器及附着式振捣器辅助振捣;对钢筋和预应力管道密布区域的混凝土,应提前按一定间距设置混凝土溜槽和插入式振捣器辅助导向等装置,保证该区域的混凝土能振捣密实
4. 在墩顶设置的临时支座,4个临时支座的顶面相对高差不得超过4mm。
5. 宜先将一联箱梁采用型钢在纵向予以临时固结,且宜在一天中气温最低且温度场均匀稳定的时段浇筑湿接头混凝土
支架施工
工艺流程;地基处理→支架搭设→模板系统安装→支架加载预压→底模调整→绑扎钢筋、敷设预应力孔道→内模安装→混凝土浇筑→混凝土养护→清理预应力孔道→穿预应力筋→预应力张拉→预应力孔道压浆→落架、模板支架拆除
一、 地基处理与支架模板施工
1. 地基处理:地基换填压实、混凝土条形基础、桩基础加混凝土横梁等。地基处理时要做好地基的排水,防止雨水或混凝土浇筑和养护过程中滴水对地基的影响
2. 支架:
(1) 根据梁截面大小并计算通过计算确定以确保强度、刚度、稳定性
(2) 高度超过8m、跨度超过18m的支架,应对其稳定性进行安全论证。
(3) 预压:收集支架、地基的变形数据,作为设置预拱度的依据,预拱度设置时要考虑张拉上拱的影响,预拱度一般按二次抛物线设置。
3. 模板:混凝土的隔离剂应采用清洁的机油、肥皂水或其他质量可靠的隔离剂,不得使用废机油
二、 普通钢筋、预应力筋施工: 在底、腹板钢筋及预应力管道完成后,安装内模,再绑扎顶板钢筋及预应力管道。混凝土采用二次浇筑时,底、腹板钢筋及预应力管道完成后,浇筑第一次混凝土,混凝土终凝后,再支内模顶板,绑扎顶板钢筋及预应力管道,进行混凝土的第二次浇筑
三、 混凝土的浇筑: 梁桥现浇施工时,梁体混凝土在顺桥向宜从低处向高处进行浇筑,在横桥向宜对称进行浇筑。混凝土如采用分次浇筑,第二次混凝土浇筑时,应将接触面上第一次混凝土凿毛,清除浮浆
四、 预应力张拉: 箱梁预应力的张拉采用双控,即以张拉力控制为主,以钢束的实际伸长量进行校核
逐孔施工
一、 移动模架法
1. 适用:多跨长桥,跨径可达20一7Om,一套设备周转使用。连续施工时每孔仅在0.2~0.25L附近处(L为跨长)设一道横向工作缝,浇完一孔后,将移动模架前移到下孔位置,如此重复推进和连续施工
2. 组成:由主梁导梁系统、吊架支撑系统、模板系统、移位调整系统、液压电气系统及辅助设施等部分组成
移动模架结构按行走方式分为自行式和非自行式; 按与箱梁的位置和过孔方式分为上行式(上承式)、下行式(下承式〉两种形式(看主梁的位置)
3. 主要工序:支腿或牛腿托架安装→主梁安装→导梁安装→模板系统与液压电气系统及其他附属设施安装→加载试验→支座安装→预拱度设置与模板调整→绑扎底板及腹板钢筋→预应力系统安装→内模就位→顶板钢筋绑扎→箱梁混凝土浇筑→内模脱模→施加预应力和管道压浆及落模拆底模及滑模纵移
4. 模架的安装:移动模架拼装完成后,应对其拼装质量进行检验,并应在首孔梁的浇筑位置就位后进行荷载加载试验,检验和试压合格后方可正式使用
5. 移动模架施工要点
(1) 首孔梁的混凝土在顺桥向宜从桥台(或过渡墩)开始向悬臂端进行浇筑,中间孔宜从悬臂端开始向已浇梁段推进浇筑,末孔宜从一联中最后一个墩位处向已浇梁段推进浇筑,最终与已浇梁段接。连续梁逐孔现浇的纵向分段接缝位置应符合设计规定;设计未规定时,宜设在1/5跨的弯矩零点附近
(2) —孔梁的混凝土浇筑施工完成后,内模中的侧向模板应在混凝土抗压强度达到2.5MPa后,顶面模板应在混凝土抗压强度达到设计强度等级的75%后,方可拆除
二、 整孔吊装或分段吊装逐孔施工
1. 采用分段组装逐孔施工的接头位置可以设在桥墩处也可设在梁的1/5附近,前者多为由简支梁逐孔施工连接成连续梁桥;后者多为悬臂梁转换为连续梁。在接头位置处可设有0.5~0.6m现浇混凝土接缝,当混凝土达到足够强度后张拉预应力筋,完成连续
2. 对于先简支后连续的施工方法,通常在简支梁架设时使用临时支座,待连接和张拉后期钢索完成连续时拆除临时支座,放置永久支座。为使临时支座便于卸落,可在橡胶支座与混凝土垫块之间设置一层硫磺砂浆
悬臂施工
悬臂拼装
一、 悬拼法施工方法
1. 长线法
(1) 优点:台座固定可靠,成桥后梁体线性较好
(2) 缺点:占地较大,地基要求坚实,混凝土的浇筑和养护移动分散
(3) 预制工序:预制台座建造→台座立面、平面线形调整→外模安装→刷隔离剂,堵缝→安装底腹板普通钢筋及预应力管道→内模安装→安装普通钢筋及预应力管道→混凝土浇筑及养护→拆除模板→台座立面、平面线形调整(预制下一节段)。
2. 短线法
(1) 优点:台座仅需3个梁段长;场地较小,浇筑模板及设备基本不需要移机,可调的底、侧模便于平竖曲线梁段的预制
(2) 缺点:精度要求高,施工要求严,施工周期相对较长
(3) 预制工序:台车及模板系统加工→端模、底模及外侧模安装→匹配梁段定位→钢筋骨架吊装→内模就位→固定端模复测→混凝土浇筑及养护→拆除模板→匹配梁段转运存放→新浇筑梁段移至匹配梁位置→匹配梁段定位(下一块段施工)
二、 梁段的拼接施工
1. 0号块:为了确保连续梁分段悬拼施工的平衡和稳定,将构件支座临时固结,必要时在墩两侧加设临时支架以满足悬拼的施工需要。临时固结支承可采用如下措施:
(1) 0号块梁段与桥墩钢筋或预应力筋临时固结
(2) 在桥墩一侧或两侧设置临时支承或支墩
(3) 临时支承可用硫磺水泥砂浆块、砂筒或混凝土块等卸落设备,以使体系转换时,较方便地撤除临时支承。当采用硫磺水泥砂浆块作临时支承的卸落设备,并采用高温熔化撤除支承时,必须在支承块之间设置隔热措施,以免损坏支座部件。
2. 1号块:
是紧邻О号块两侧的第一箱梁节段,也是悬拼构件的基准梁段,是全跨安装质量的关键,一般采用湿接缝连接。
施工程序: 吊机就位→提升、起吊1号梁段→安设波纹管→中线测量→丈量湿接缝的宽度→调整波纹管→高程测量→检查中线→固定1号梁段→安装湿接缝的模板→浇筑湿接缝混凝土→湿接缝养护、拆模→张拉预应力筋→压浆→下一梁段拼装
3. 其他梁段
(1) 移动式导梁架桥机
1||| 悬臂节段:架桥机安装及调试→运梁就位→架桥机落钩起吊箱梁至桥面→节段胶结层涂抹→临时预应力张拉→胶结层养护至固化→悬拼预应力钢束张拉→架桥机解钩,前移至下一个节段施工
2||| 整跨:架桥机安装及调试→运梁就位→梁段吊装及调整→节段胶结层涂抹→临时预应力张拉→胶结层养护至固化→整孔预应力张拉→整孔落梁就位→架桥机纵移过孔,吊钩前移至下一个节段施工。
(2) 悬拼吊机法施工: 吊机安装及调试→梁端就位→起吊梁段、试拼→节段胶结层涂抹→临时预应力张拉→胶结层养护至固化→悬拼预应力钢束张拉→吊机解钩,前移至下一个节段施工。
(3) 浮吊悬拼法施工: 浮吊船移动就位→梁预制节段驳船运输到位→移动浮吊挂钩、固定缆风绳、起吊→浮吊调整梁段起吊高度、停钩靠近待吊墩位→稳住浮吊、起钩→就位停钩、稳住浮吊、梁段调正→调整梁段、浮吊落钩→摘钩、移船
三、 悬臂拼装施工应注意要点
1. 预制台座应稳定、坚固,在荷载作用下,其顶面的沉降应控制在2mm以内。梁段的存放场地应平整,承载力应满足要求,支垫位置应与吊点一致
2. 节段预制前,应在预制场地建立精密测量的平面控制网和高程控制网,并设置测量控制点、测量塔及靶标。测量控制点应设在远离热源和震动源的位置,且应具有良好的通视条件,必要时应设置备用的测量控制点
3. 节段预制时,应对其预制线形进行控制,使成桥后的线形符合设计要求
4. 采用长线法预制节段时,同一连续匹配浇筑的梁段应在同一长线台座上制作;采用短线法时,应在台座上匹配预制,并应符合下列规定:
(1) 内模系统应是可调整的,且宜安装在可移动的台车支架上
(2) 端模应垂直、牢固,外侧模与底模应能适应节段的线形变化要求
(3) 模板与匹配节段的连接应紧密,不漏浆
5. 吊装整体骨架时应设置吊架,吊点的布置应合理,且宜采用多点起吊,防止变形
6. 节段预制混凝土的浇筑应根据环境温度、水泥品种、外加剂、施工进度及对混凝土性能的要求等制定养护方案,总体养护时间宜不少于14d,对节段的外立面混凝土宜采用喷湿或其他适宜的方式进行养护
7. 节段的脱模时间应符合设计规定;设计未规定时,应在混凝土强度达到设计强度的75%后方可脱模并拆除。在脱模、拆除或移动节段时,应采取措施防止损伤节段混凝土的棱角和剪力键
8. 模板拆除后应及时对节段进行检查验收,测量其外形尺寸,并标出梁高及纵横轴线
9. 节段的起吊、移运、存放应符合下列规定:
(1) 节段在存放台座的叠放层数宜不超过两层,并应对存放台座及其地基的承载力进行验算。节段支点的位置应符合设计规定,且宜采用垫木或橡胶板等弹性支撑物进行支承
(2) 节段的存放时间应符合设计要求;设计未要求时,宜不少于90d.对未达到养护时间的节段,应在存放时继续养护。
10. 对连续梁,墩顶的梁段与墩之间应按设计要求进行临时固结,并应进行必要的施工验算,且临时固结的结构和材料应满足方便、快速拆除的要求
11. 悬臂拼装施工应符合下列规定:
(1) 在拼装施工过程中,应跟踪监测各节段梁体的挠度变化情况,控制其中轴线及高程
(2) 施工前应按施工荷载对起吊设备进行强度、刚度和稳定性验算,其安全系数应不小于2。节段起吊安装前,应对起吊设备进行全面安全技术验收,并应分别进行1.25倍设计荷载的静载和1.1倍设计荷载的动载试验。
12. 接缝的处理应符合下列规定:
(1) 采用胶接缝拼装的节段,涂胶前应就位试拼。胶粘剂进场后应进行力学性能及作业性能的抽检,其各项性能应满足结构设计与节段拼装施工的要求。节段的匹配面应平整,对尘土、油脂等污染物及松散混凝土和浮浆应清除干净,涂胶前的匹配面应进行干燥处理
(2) 胶粘剂宜采用机械拌合,且在使用过程中应连续搅拌并保持其均匀性。胶粘剂应涂抹均匀,覆盖整个匹配面,涂抹厚度不宜超过3mm.对胶接缝施加临时预应力进行挤压时,挤压力宜为0.2MPa,胶粘剂应在梁体的全断面挤出,且胶接缝的挤压应在3h 以内完成;当施工时间超过明露时间的70%时,在固化之前应清除被挤出的胶结料
13. 节段拼装的预应力施工尚应符合下列规定:
(1) 对采用胶接缝的节段,在拼装工作结束并经检查符合要求后,应立即施加预应力对接缝进行挤压;对采用湿接缝的节段,应在接缝混凝土强度达到设计强度的80%以上时方可对其施加预应力
(2) 临时预应力钢束的布置和张拉控制应力应符合设计规定,并应满足多次重复张拉的作业要求;临时预应力钢束在结构永久预应力施工完成后方可拆除
(3) 节段拼装完成并施加预应力后,方可放松起吊吊钩,并应立即对预应力孔道进行压浆和封锚
(4) 对梁顶面明槽内已张拉的预应力钢束应加以保护,严禁在其上堆放物体或抛物撞击
四、 悬臂拼装合龙段施工: 悬臂拼装合龙段施工工艺流程:合龙段起吊就位→合龙段临时锁定→湿接缝预应力管道连接→穿合龙预应力束→安装湿接缝模板→现浇湿接缝,养护,脱模→张拉预应力束→解除临时锁定
悬臂浇筑
一、 概述:适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、T形刚构桥、连续刚构桥。无须建立落地支架,无须大型起重与运输机具,主要设备是一对能行走的挂篮
1. 挂篮设计及加工:
1||| 结构:析架式、三斜拉式、钢板梁式;
2||| 受力原理:垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板式
3||| 行走方式:滑移式、滚动式、组合式;
4||| 平衡方式:压重式、自锚式、半压重式半锚固式
5||| 组成:主析架、锚固、平衡系统及吊杆、纵横梁等。
6||| 要求:满足强度、刚度、稳定性,行走、锚固方便可靠,重量不大于设计规定,由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心加工而成。挂篮试拼后,必须进行荷载试验。
7||| 挂篮与悬浇梁段混凝土的重量比不宜大于0.5,且挂篮的总重应控制在设计规定的限重之内
8||| 挂篮的最大变形(包括吊带变形的总和)应不大于20mm
9||| 挂篮安全系数不应小于2
10||| 挂篮制作加工完成后应进行试拼装。挂篮在现场组拼后,应全面检查其安装质量,并应进行模拟荷载试验,符合挂篮设计要求后方可正式投入使用
2. 0号、1号快的施工
对于0号、1号块挂篮一般采用扇形托架浇筑。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配式杆件组成,托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上
3. 临时固结:梁与墩未固结在一起,施工时,两侧悬浇施工难以保持绝对平衡,必须在施工中采取临时固结措施,使梁具有抗弯能力。在条件成熟时,再采用静态破碎方法,解除固结
二、 悬臂浇筑施工工艺流程
1. 连续刚构桥:0号块支架搭设、预压→0号块混凝土浇筑→0号块预成力钢束张拉→组拼挂篮→挂篮预压→对称悬臂浇筑1号块→1号块预应力钢束张拉→挂篮分离、前移就位→悬臂浇筑2号块(下一块段施工)→边跨合龙(边跨现浇混凝土浇筑)→中跨合龙
2. 连续梁桥:0号块支架搭设、预压→0号块混凝土浇筑→0号块预成力钢束张拉→墩梁临时固结→组拼挂篮→挂篮预压→对称悬臂浇筑1号块→1号块预应力钢束张拉→挂篮前移就位→悬臂浇筑2号块(下一块段施工)→边跨合龙(边跨现浇混凝土浇筑)→解除临时固结→中跨合龙
三、 悬臂浇筑施工中应注意要点
1. 0号段长度一般为5~20m,悬绕分段长度一般为3~5m。
2. 桥墩顶梁段及桥墩顶附近梁段施工时,可采用托架或膺架为支架就地浇筑混凝土。托架或膺架应经过设计,计算弹性及非弹性变形。墩顶梁段宜全断面一次浇筑完成,当梁段过高一次浇筑完成难以保证质量时,可沿高度方向分两次浇筑,但首次浇筑的高度宜超过底板承托顶面以上至少500mm,且宜将两次浇筑混凝土的龄期差控制在7d 以内。
3. 挂篮组拼后,应对挂篮进行试压,以消除结构的非弹性变形。挂篮试压的最大荷载一般按最大悬浇梁段重要的1.3倍考虑。挂篮试压通常采用水箱加压法、试验台加压法及砂袋法。
4. 钢筋与预应力管道、预应力施工作业相互影响时,钢筋仅可移动,不得切断
5. 悬臂浇筑施工应符合下列规定:
(1) 悬臂浇筑施工应对称、平衡地进行,两端悬臂上荷载的实际个平衡偏差小得超过攻规疋值;设计未规定时,不宜超过梁段重的1/4。悬臂梁段应全断面一次浇筑完成,并应从悬臂端开始,向已完成梁段推进分层浇筑。
(2) 悬臂浇筑的施工过程控制宜遵循变形和内力双控的原则,且宜以变形控制为主
(3) 每一节段悬臂浇筑施工完成后,除应进行质量检验外,尚应对预应力孔道进行检查,防止有杂物堵塞孔道的情况发生。悬臂浇筑施工时,应对桥面上的各种临时施工荷载进行控制
四、 连续梁的合龙、体系转换和支座反力调整
1. 边跨、中跨合龙段施工: 悬臂浇筑边跨合龙施工:施工准备及模架安装→设置平衡重→普通钢筋及预应力管道安装→合龙锁定→浇筑合龙段混凝土→预应力施工→拆模、落架。 悬臂浇筑中跨合龙施工:吊架及模板安装→设置平衡重→普通钢筋及预应力管道安装→合龙锁定→解除连续梁墩顶临时固结,完成体系转换→浇筑合龙段混凝土→预应力施工→拆除模板及吊架
2. 合龙施工前应对两端悬臂梁段的轴线、高程和梁长受温度影响的偏移值进行观测,并应根据实际观测低进行合龙的施工计算,确定准确的合龙温度、合龙时间及合龙程序
3. 合龙时,宜采取措施将合龙口两侧的悬臂端矛以临时刚性连接,再浇筑合龙段混凝土。宜在合龙口两侧的梁体顶面设置等重压载水箱,并在浇筑合龙段混凝土时同步卸载。
4. 合龙段的混凝土宜在一天中气温最低且稳定的时段内浇筑,浇筑后应及时覆盖洒水养护。养护时间宜不少于14d。
5. 合龙时在桥面上设置的全部临时施工荷载应符合施工控制的要求。对预应力混凝土连续梁,合龙后应在规定的时间内尽快拆除墩梁临时固结装置,按设计规定的程序完成体系转换和支座反力调整
顶推施工
一、 概述:
顶推法多应用于预应力钢筋混凝土等截面连续梁桥和斜拉桥梁的施工
梁体在桥头逐段浇筑或拼装,用千斤顶纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。可分为单点顶推和多点顶推。
顶推施工主要临时设施及机具设备:起重机、顶推平台(预制台座)、混凝土拌合楼、混凝土输送泵、导梁(鼻梁)、横向导向(纠偏装置)、辅助墩(临时墩)、顶推设备(顶推千斤顶)、滑动装置等
顶推法施工特点:
1. 节省施工用地,工厂化制作,结构整体性好,能保证构件质量。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;节约劳力,施工安全
2. 由于作业场所限定在一定范围内,可于作业场上方设置顶棚而使施工不受天气影响,全天候施工
3. 机具设备简便,模板、机具设备可多次周转使用,施工平稳无噪声;无需大型起吊设备、大量的施工脚手架,可不中断交通或通航。可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率曲线桥、带有曲线的桥和坡桥上采用
4. 连续梁的顶推跨径30一50m最为经济有利,如果跨径大于此值,则需要临时墩等辅助手段。逐段顶推施工宜在等截面的预应力混凝土连续梁桥中使用,也可在组合梁、斜拉桥和拱桥的主梁上使用
5. 不适应多跨变高梁,曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁,受顶推悬臂弯矩的限制,顶推跨径大于70-80米不经济。顶推过程中需承受反复应力变化,使梁高取值大,临时束多,张拉工序繁琐,钢筋。随着桥长的增大,施工进度较慢。
顶推施工分类
1. 顶推动力装置的多少:单点顶推、多点顶推
2. 动力装置的类别:步距式顶推、连续顶推
3. 施加水平力的方法:水平+竖向千斤顶法、拉杆千斤顶法
4. 支承系统:临时滑道支承装置顶推施工、永久支承装置顶推施工
5. 顶推方向:单向顶推、双向(相对)顶推
6. 箱梁节段的成形方式:分段顶推(预制组装、分段顶推)、阶段顶推(逐段制梁、逐段顶推)
施工工序:预制场准备工作→制作模板与安装钢导梁→顶推设备安装→预制节段→张拉预应力筋→顶推预制节段→管道压浆(循环第4-7步骤)→顶推就位→放松临时预应力筋及拆除辅助设备→张拉后期预应力筋→管道压浆→落梁与更换支座→桥面工程→验收
二、 顶推施工中的施工要点
1. 预制场地
(1) 宜在预制场地上搭设固定或活动的作业棚,使梁段的施工作业不受天气影响,便于混凝土养护。预制场地长度应考虑梁段悬出时反压段的长度、梁段底板与腹(顶)板预制长度、导梁拼装长度和机具设备材料进入预制作业线的长度:宽度应考虑梁段两侧施工作业的需要
(2) 在桥头路基上或引桥上设置预制台座,在荷载作用下,台座顶面的沉降变形应不大于2mm
(3) 台座的轴线应与桥梁轴线的延长线重合,台座的纵坡应与桥梁的纵坡一致,两轴线间的偏差应不大于5mm。相邻两支承点上台座中滑移装置的纵向顶面高程差应不大于2mm
(4) 混凝土梁体在支座位置处的横隔板,宜在整联梁顶推到位并完成解联后再进行浇筑,振捣时应避免振动器碰撞预应力管道和预埋件等。
2. 导梁临时墩的施工
(1) 导梁的长度宜为顶推跨径的0.6~0.8倍
(2) 钢梁顶推施工时,导梁与钢梁之间宜采用焊接连接或采用螺栓连接
(3) 对于跨径大于50m的梁桥宜设置临时墩
(4) 临时墩应能承受顶推过程中最大的竖直荷载,不应发生沉陷
(5) 临时墩在顶推时不得因纵向摩阻力而发生偏斜(必要时,可在墩顶设临时支撑)。为加强临时墩的抗推能力,可用斜拉索或水平拉索锚于永久墩下部或其墩帽,当墩距较小时,可用专用析架、型钢或钢管相连。
(6) 临时墩的墩基可采用混凝土浅基础、打入桩或钻孔灌注桩,墩身一般设计成能够重复使用的构件,可采用钢结构、装配式钢筋混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构,使之易于装拆。由于钢结构临时墩在荷载作用和温度变化下变形较大,一般较少采用,更多采用的是用滑升模板浇筑的混凝土薄壁空心墩、混凝土预制板、预制板拼砌的空心墩或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩。
(7) 临时墩一般只设置滑道而不设顶推装置,若必须加设顶推装置,应通过计算确定
(8) 各联主梁顶推作业完成并落梁到正式支座上以后,应将临时墩拆除。
3. 梁段顶推施工
(1) 顶推施工前,应根据梁体长度、顶推跨度、桥墩能承受的水平推力等条件,选择适宜的顶推方式
(2) 顶推滑道的长度应大于水平千斤顶行程加滑块的长度,宽度应为滑板宽度的1.2-1.5倍,滑动装置的摩擦系数宜经试验确定。水平+竖直千斤顶法滑动装置一般应由摩擦垫、滑块(支承块)、滑板和滑道组成。
(3) 采用单点或多点水平千斤顶方式顶推时,实际总顶推力应不小于计算顶推力的2倍;多点顶推(拉)时,各点的水平千斤顶应同步运行
(4) 宜在墩顶上设置导向装置,防止梁体在顶推过程中产生偏移。顶推过程中,宜对梁体的轴线位置、墩台的变形、主梁及导梁控制截面的挠度和应力变化等进行施工监控
(5) 顶推时至少应在两个墩上设置保险千斤顶
4. 落梁:永久支座应在落梁前进行安装
三、 顶推施工梁的质量要点及主要检验内容
1. 顶推过程中,要设专人观测墩台沉降、墩台纵向位移及梁体的偏位、导梁和主梁挠度等项目,提供观测数据
2. 顶推施工梁质量检验项目主要包括梁体轴线偏位、落梁反力和支点高差等内容。
转体施工
一、 概述
1. 适用条件:跨越深谷、急流、铁路和公路等
2. 特点:不干扰运输、不中断交通、不需要复杂的悬臂拼装设备和技术
3. 分类:竖转法、平转法和平竖结合法
4. 平转施工主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥
5. 竖转施工主要适用于转体重量不大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)
二、 平转法施工
1. 有平衡重转体施工: 有平衡重转体施工的特点是转体重量大,施工关键是转体,要将转动体系顺利、稳妥地转到设计位置,主要依靠以下措施实现:正确的转体设计;制作灵活可靠的转体装置,并布设牵引驱动装置。
(1) 对跨径较大、转动体系重心较高的拱桥,宜采用环道与中心支承相结合的转盘结构;对中、小跨径的拱桥,可采用中心支承的转盘结构。平衡重宜视情况利用桥台或设置临时配重。转体前,应核对平衡体的重量和转动体系的重心;如采用临时配重,应保证锚固设施安全、可靠
(2) 拱圈混凝土达到设计规定的强度后,方可分批、分级张拉扣索,对扣索的索力应进行检测,其允许偏差应为士3%
(3) 采用内、外锚扣体系时,扣索宜采用钢绞线或带锹头锚的高强度钢丝等高强度材料,其安全系数应大于2
(4) 扣索张拉到位、拱圈卸架后,应有24h 的观测阶段,检验锚固、支承体系的可靠程度,同时应观测拱结构的变形状态及随气温变化的规律,确定转体前拱顶的高程
(5) 采用钢绳牵引转动时,应在千斤顶直接顶推启动后再进行。
(6) 转体合龙应在当日最低温度时进行,当合龙温度与设计计算温度相差较大时,应考虑温度差带来的影响,修正合龙高程。合龙时,宜采取先打入钢楔的快速合龙措施,然后施焊接头钢筋、浇筑接头混凝土、封固转盘。合龙段混凝土达到设计强度后,应分批、分级松扣,拆除扣、锚索
2. 无平衡重平转施工: 无平衡重转体主要是针对大跨度拱桥施工,是把有平衡里转体施工中的拱圈扣索拉力出任网斥石体中锚碗平衡,从而节省了庞大的平衡重。无平衡重转体施工具有锚固、转动、位控三大体系,包括转动体系施工、锚碗系统施工、转体施工、合龙卸扣施工工艺。
(1) 转体系统宜由锚固体系、转动体系和位控体系等构成。对尾索张拉、扣索张拉、拱体平转、合龙卸扣等工序,施工时应进行索力、轴线、高程等监测
(2) 张拉尾索时,两组尾索应按上下左右对称、均衡的原则,对桥轴向和斜向的尾索进行分次、分组交叉张拉,并应使各尾索的内力均衡。张拉达到设计规定的荷载后,应对其内力进行量测;不符合要求时,应重新进行张拉,使之达到设计内力且均衡
(3) 张拉扣索前,应在桥轴向和斜轴向支撑以及拱顶、3/8、1/4、1/8跨径处设立平面位置和高程监测点,且应在全面检查支撑、锚梁、轴套、拱较、拱体和锚矿等的质量,经分析确认安全后,方可开始张拉。
(4) 两岸拱体平转至桥轴线位置就位后,应对其高程和轴线进行测量。
(5) 合龙口混凝土符合设计规定的强度或达到设计强度的85%后,应按对称均衡的原则,分级卸除扣索,卸除过程中应对拱体的拱轴线和高程以及扣索的内力进行监测;全部扣索卸除后,应测量拱体的最终轴线位置和高程。
三、 竖转法施工
1. 适用:混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土拱
2. 扣索宜选用钢丝绳或钢绞线,扣索的锚啶宜采用钢筋混凝土结构。钢丝绳的安全系数应不小于6;钢绞线的安全系数应不小于2;锚璇的抗拔、抗滑安全系数应不小于2
3. 转动前应进行试转,检验转动系统的可靠性。
缆索吊装施工
一、 概况
1. 适用范围:在峡谷或水深流急的河段上,或在通航的河流上
2. 主要施工设备:缆索吊机塔架、缆索吊机主索(承重索)、起重索、牵引索、扣索、工作索、风缆、横移索、跑车(天车、骑马滑车)、索鞍和锚锭等
二、 吊装方法和要点
1. 缆索吊装施工工序: 在预制场预制拱肋〈箱)和拱上结构,将预制拱肋和拱上结构通过平车等运输设备移运至缆索吊装位置,将分段预制的拱肋吊运至安装位置,利用扣索对分段拱肋进行临时固定,吊装合龙段拱肋,对各段拱肋进行轴线调整,主拱圈合龙,拱上结构安装
2. 施工中的注意要点
(1) 采用缆索吊装法进行拱桥的无支架安装施工时,缆索吊装系统应符合下列规定:
1||| 主塔和扣塔宜采用常备式定型钢构件在墩、台顶上拼装,其基础应牢固可靠,周围应设置防排水设施;塔的纵横向宜设置风缆,且风缆的安全系数应不小于2,当塔自身能满足横向受力及抗风要求时,可不设横向风缆;塔顶部应设置可靠的避雷装置。
2||| 塔顶分配梁应与塔身结构可靠连接;主索鞍在横向应设支撑装置,防止倾倒;如需移动索鞍,应做专项设计,采取有效措施后方可进行。扣塔上索鞍顶面的高程应高于拱肋扣点高程。
3||| 主缆宜采用钢丝绳,其直径和数量应根据吊装构件的重量通过计算确定,安全系数应不小于3,且每根主缆应受力均匀;抗风钢丝绳的安全系数应不小于2;起吊绳的安全系数应不小于5;牵引绳的安全系数应不小于3,钢丝绳扣索的安全系数应不小于3;钢绞线扣索的安全系数应大于2。地锚的设置应满足主缆可靠锚固的要求,抗拔安全系数应不小于2,抗滑、抗倾安全系数应不小于1.4。
4||| 缆索吊装系统设计时,应对可能出现的各种工况进行强度、刚度和稳定性验算;吊装前应对吊装系统进行检查验收,并应按设计荷载进行试吊,检验其安全性和可靠性,检验合格后方可用于正式吊装。
5||| 缆索吊装系统的安装、使用和拆除均应制定专项施工方案,保证施工安全
(2) 固定的风缆应待全孔合龙、横向连结构件混凝土的强度满足设计要求后方可撤除。
(3) 拱桥的拱圈采取单肋吊装或单肋合龙时,单肋的横向稳定必须满足安全验算的要求,且其稳定安全系数应不小于4,当不能满足时,应采用双肋合龙松索成拱的方式施工,且应在双肋合龙后采取有效的横向联结措施,增强其稳定性,使之形成基肋后再安装其他肋段
(4) 拱肋安装时,各段拱肋的高程和线形应根据施工控制的要求确定,且宜从拱脚段开始,依次向拱顶分段吊装就位。扣索的扣挂应稳妥可靠,应使拱肋断面不产生扭斜,且各段拱肋的上端头均应通过扣索的调整使其略高于设计高程。多跨拱桥安装时,应根据桥墩承受不平衡水平推力的能力,经计算确定相邻孔拱肋的安装顺序
(5) 各段拱肋在松索过程中,应符合下列规定:
1||| 松索的流程应根据施工控制的要求经计算确定,松索前应校正拱轴线位置及各接头高程,使之符合要求。松索应按拱脚段扣索、次拱脚段扣索、起重索三者的先后顺序,并按比例定长、对称、均匀地松卸
2||| 每次松索时均应采用仪器观测,并应控制各接头、拱顶及1/4跨处的高程,防止拱肋接头发生非对称变形而导致拱肋失稳或开裂。每次的松索量宜小,各接头高程变化宜不超过10mm,松索压紧接头缝后应普遍旋紧接头螺栓一次。
(6) 支架施工时对支架安装和拆卸的技术要求,还应符合下列规定:
1||| 卸架前应对主拱圈的混凝土质量、拱轴线的坐标尺寸、卸架设备、气温引起拱圈变化及台后填土等情况进行全面检查。
2||| 当拱肋接头混凝土及拱肋横向连结构件混凝土的强度符合设计规定或达到设计强度的85%时,方可开始卸架。卸架宜在主拱圈安装完成后,分次缓慢卸落,使拱圈及墩、台逐渐成拱受力。卸架时应监测拱圈挠度和墩、台变位等情况,并应避免拱圈发生较大变形
3||| 在严寒地区,主拱圈不宜在支架上过冬,支架宜在冰冻前拆除。
桥梁改建施工
一、 桥梁改建方案
1. 新、旧桥梁的上部结构与下部结构互不连接方式
2. 新、旧桥梁的上部结构和下部结构相互连接方式
3. 新、旧桥梁的上部结构连接而下部结构分离方式
二、 新旧桥梁上部结构拼接的构造要求(仅T梁刚性连接)
1. 钢筋混凝土实心板和预应力混凝土空心板桥,新旧板梁拼接之间宜采用较接或近似于较接连接
2. 预应力混凝土T梁或组合T梁桥,新旧T梁之间拼接宜采用刚性连接
3. 连续箱梁桥,新旧箱梁之间拼接宜采用较接连接
掐咯上部结构施工质量管理
一、 桥梁上部结构施工中常见质量控制关键点
1. 简支梁桥:
1||| 简支梁混凝土的强度控制
2||| 预拱度的控制
3||| 支座预埋件的位置控制
4||| 大梁安装时梁与梁之间高差控制
5||| 支座安装型号、方向的控制
6||| 梁板之间现浇带混凝土质量控制
7||| 伸缩缝安装质量控制
2. 连续梁桥:
1||| 支架施工:支架沉降量的控制
2||| 先简支后连续:后浇段工艺控制、体系转换工艺控制、临时支座安装与拆除控制
3||| 挂篮悬臂施工:浇筑过程中的线形控制、边跨及跨中合龙段混凝土的裂缝控制
4||| 预应力梁:张拉力及预应力钢筋伸长量控制
二、 悬臂浇筑施工梁实测项目: 混凝土强度(△)、轴线偏位、顶面高程、断面尺寸(△)、合龙后同跨对称点高程差、顶面横坡、平整度、相邻梁段间错台。
三、 悬臂拼装梁的实测项目: 合龙段混凝土强度(△)、轴线偏位(△)、顶面高程、合龙后同跨对称点高程差、相邻梁段间错台。
桥梁工程施工安全管理措施
一、 支架现浇法施工风险控制措施
1. 支架立柱应置于平整、坚实的地基上,立柱底部应铺设垫板或混凝土垫块扩散压力;支架地基处应有排水措施,严禁被水浸泡
2. 支架的立柱应设水平撑和双向斜撑,斜撑的水平夹角以45°为宜。立柱高于5m时,水平撑间距不得大于2m,并在两水平撑之间加剪刀撑。
3. 支架高度较高时,应设一组缆风绳
4. 立杆应竖直,2m高度的垂直偏差不得大于1.5cm。每搭完一步支架后,应进行校正
5. 支架应按照施工设计要求的方法、程序拆除。严禁使用机械牵引、推倒的方法拆除
6. 拆除作业应自上而下进行,不得上下多层交叉作业。
二、 悬臂浇筑施工风险控制措施
1. 浇筑墩顶段(0号段)混凝土前,应对托架、模板进行检验和预压,消除杆件连接缝隙、地基沉降和其他非弹性变形
2. 挂篮的抗倾覆、锚固和限位结构的安全系数均不得小于2
3. 挂篮行走滑道应平顺、无偏移;挂篮行走应缓慢,速度宜控制在0.1m/min以内,并应由专人指挥
4. 挂篮安装后,应进行全面地安装质量检查,确认安装质量符合要求后,应按设计荷载进行加载试验,以检验挂篮的承载能力、测量弹性变形量和残余变形量、控制各段梁体的抛高量(预抬量或预拱度);加载和卸载要分级进行
三、 架桥机施工风险控制措施
1. 向全体作业人员(含机械操作工)进行安全技术交底
2. 现场安装后须经专业的检测检验机构检验合格,发放使用证、挂验收合格牌后方可投入使用
3. 架梁时,其电源必须设专人进行控制,并设合格的专职电工;机修工应跟班作业,严防电源突然中断或架桥机电气、机械故障引发各类事故。
4. 架桥机纵向移动要做好一切准备工作,要求一次到位,不允许中途停顿
5. 安装作业不准超负荷运行,不得斜吊提升作业
6. 连接销子加工材质必须按设计图纸要求进行,不得用低钢号加工代替
7. 大雨、大雪、大雾、沙尘暴和六级(含)风以上等恶劣天气必须停止架梁作业。五级风以上严禁作业,必须用索具稳固架桥机和起吊天车,架桥机停止工作时要切断电源,以防发生意外。
8. 架桥机作业必须明确分工,统一指挥,要设专职操作人员、专职电工和专职安全员。要有严格的施工组织及措施,以确保施工安全
9. 架桥机应设置避雷装置
四、 高处作业安全管理措施
1. 在进行高处作业时,其安全技术相关要求如下:
(1) 高处作业不得同时上下交叉进行
(2) 高处作业人员不得沿立杆或栏杆攀登。高处作业人员应定期进行体检
(3) 高处作业场所临边应设置安全防护栏杆(1.2m)
2. 高处作业场所的孔、洞应设置防护设施及警示标志
3. 安全网应符合下列规定:
(1) 作业面与坠落高度基准面高差超过2m且无临边防护装置时,临边应挂设水平安全网。作业面与水平安全网之间的高差不得超过3.0m,水平安全网与坠落高度基准面的距离不得小于0.2m
(2) 安全带应符合下列规定:
1||| 安全带除应定期检验外,使用前还应进行检查。织带磨损、灼伤、酸碱腐蚀或出现明显变硬、发脆以及金属部件磨损出现明显缺陷或受到冲击后发生明显变形的,应及时报废
2||| 安全带应高挂低用,并应扣牢在牢固的物体上
3||| 安全带的安全绳不得打结使用,安全绳上不得挂钩
4||| 安全绳有效长度不应大于2m,有两根安全绳的安全带,单根绳的有效长度不应大于1.2m
5||| 严禁安全绳用作悬吊绳。严禁安全绳与悬吊绳共用连接器。
4. 高处作业上下通道应根据现场情况选用钢斜梯、钢直梯、人行塔梯,各类梯子安装应牢固可靠
5. 吊篮作业应符合现行的有关规定,且应使用专业厂家制作的定型产品,不得自行制作吊篮。吊篮和工作台的脚手板必须铺平绑牢,严禁出现探头板。
6. 高处作业现场所有可能坠落的物件均应预先撤除或固定。所存物料应堆放平稳,随身作业工具应装入工具袋,不得向下抛掷拆卸的物料
五、 水上作业安全管理措施
1. 施工准备
(1) 开工前,应根据施工需要设置安全作业区,并办理水上水下施工作业许可证,发布航行通告
(2) 水上作业人员应正确穿戴救生衣等个人安全防护用品
2. 工程船舶: 工程船舶必须持有效的船检证书,船员必须持有与其岗位相适应的适任证书,船员配置必须满足最低安全配员要求
3. 水中围堰(套箱)和水中作业平台应设置船舶靠泊系统和人员上下通道,临边应设置高度不低于1.2m 的防护栏杆,挂设安全网和救生圈。四周应设置警示标志和夜间航行警示灯光信号,通航密集水域应配备警戒船和应急拖轮。
六、 特种设备安全管理措施
1. 特种设备生产、使用单位的主要负责人应当对本单位特种设备的安全和节能全面负责
2. 特种设备使用单位应当在设备投入使用前或者投入使用后30日内到设备所在地市以上的特种设备安全监督管理部门办理特种设备使用登记。登记标志应当置于或者附着于该特种设备的显著位置
3. 特种设备定期检验
(1) 特种设备报检。特种设备使用单位应在特种设备检验合格有效期届满前1个月向特种设备检验检测机构提出定期检验要求(各特种设备的检验日期可从检验报告、合格标志查看)
(2) 特种设备报检要求。起重机械报检时,必须提供保养合同、有效的作业人员证件
七、 其他安全管理措施
1. 触电事故预防管理措施
(1) 施工现场临时安装的电气设备必须符合安全用电要求,并配备专职电工管理,其他人员不得擅自接电、拉线
(2) 施工用电设备数量在5台及以上,或用电设备容量在50kW及以上时,应编制用电施工组织设计。施工现场临时用电工程专用的低压电力系统,必须符合下列规定:
1||| 采用三级配电系统
2||| 采用TN-S接零保护系统
3||| 采用二级保护系统
(3) 坚持“一机、一闸、一漏、一箱”
(4) 雨天禁止露天电焊作业
2. 机械伤害事故预防管理措施
(1) 缺少安全装置或安全装置已失效的机械设备不得使用
(2) 按规范要求对机械进行验收,验收合格后方可使用
(3) 机械操作工持证上岗,工作期间坚守岗位,按操作规程操作,遵守劳动纪律
(4) 处在运行和运转中的机械严禁对其进行维修、保养或调整等作业
(5) 机械设备应按时进行保养,当发现有漏保、失修或超载带病运转等情况时,机料处应停止其使用
3. 中毒事故预防管理措施
(1) 人工挖孔桩中,要进行毒气试验和配备通风设施
(2) 严禁现场焚烧有害有毒物质
4. 火灾事故预防管理措施
(1) 施工现场必须设置足够的消防设备
(2) 预防监控措施
1||| 施工现场内严禁使用电炉子。使用碘钨灯时,灯与易燃物间距要大于30cm,室内不准使用功率超过60W的灯泡,最好采用低能耗、冷光源的节能灯。
2||| 存放易燃气体、易燃物仓库内的照明装置一定要采用防爆型设备,导线敷设、灯具安装、导线与设备连接均应满足有关规范要求。
大跨径桥梁施工
钢构桥
一、 平衡悬臂施工: 悬臂浇筑法施工与悬臂拼装法施工
二、 悬臂梁起步段施工: 为拼装挂篮或吊机,需在墩柱两侧先采用支撑托架浇筑一定长度的梁段。
三、 箱梁混凝土的浇筑(悬臂浇筑) 浇筑肋板混凝土时,两侧肋板应同时分层进行。浇筑顶板及翼板混凝土时,应从外侧向内侧一次完成,以防发生裂缝。 当箱梁截面较大(或靠近悬臂根部梁段),节段混凝土数量较多,每个节段可分两次浇筑,先浇底板到肋板的倒角以上,再浇筑肋板上段和顶板,其接缝按施工缝要求处理
四、 悬臂拼装
五、 块件拼装接缝: 湿接缝用高强细石混凝:士,胶接缝则采用环氧树胶为接缝料
拱桥
一、 现浇混凝土拱圈
跨径较小的拱圈或拱肋,应按拱圈的全宽从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑混凝:上,并应在拱脚混凝土初凝前全部完成。跨径较大的拱圈或拱肋,应沿拱跨方向分段对称浇筑,分段的位置应以拱架受力对称、均匀和变形小为原则,且宜设置在拱顶、1/4 跨部位、拱脚及拱架节点等处;各段的接缝面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5~1. 0m,槽内有钢筋接头时,其宽度尚应满足钢筋接头的需要。
浇筑拱圈混凝土时,应严格按照预先制定的浇筑程序对称于拱顶进行,并应控制两端的浇筑速度,避免产生过大的偏差。分段浇筑时,各分段内的混凝土宜一次连续浇筑完成,因故中断时,应浇筑成垂直于拱轴线的施工缝;如已浇筑成斜面,应凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式结合面
大跨径钢筋混凝土箱形拱圈采用在拱架上组装部分预制部件然后现浇混凝土的方法进行施工时,组装和现浇均应从两拱脚向拱顶对称进行。箱形拱圈的底板施工时,应按拱架的变形情况设置间隔缝,缝内的混凝土应在底板合龙时浇筑;拱圈的底、腹板混凝土强度达到设计强度的85%后方可安装盖板,铺设钢筋,现浇顶板混凝士。
拱圈合龙的温度应符合设计要求,设计未要求时,宜选择夜间气温较稳定时段的温度。拱圈合龙前如采用千斤顶对两侧拱圈施加压力的方法调整拱圈应力,拱圈混凝土的强度应达到设计规定的强度。
二、 无支架和少支架预制安装
1. 拱肋宜采用立式方法预制,且宜先在样台上放出拱肋大样,然后制作样板。放样时,应将横隔板、吊孔、接头位置准确放出
2. 箱形拱预制时,可先预制横隔板、腹板,然后在拱胎上进行组装,并浇筑底、顶板和接头混凝土。混凝士强度达到设计强度的85%后,方可起吊运输到存放场地存放
3. 采用无支架方法安装拱圈时,宜根据桥梁规模、构件重力、施工环境条件等,选用适宜的吊装方式和吊装机具。施工前应对吊装所采用非定型产品的特殊设施和机具进行专门设计,对跨径、起拱线高程、预制拱圈节段长度等应进行复核;对安装后形成的拱圈基肋应进行稳定性验算。
三、 劲性骨架拱:劲性骨架混凝土拱桥施工程序包括劲性骨架安装、灌注管内混凝土、灌注钢管管外包混凝土、从而形成钢筋混凝土结构
1. 劲性骨架的安装宜采用无支架或少支架法进行节段拼装,拱轴线及桥轴线的控制标准可按钢管混凝土拱的要求执行
2. 劲性骨架拱圈的浇筑施工应符合下列规定:
(1) 施工前,应在分析计算劲性骨架或劲性骨架与混凝土组合结构受力行为的基础上,进行混凝土浇筑程序设计;在施工过程中应对结构的应力和变形进行监控
(2) 采用分环多工作面均衡浇筑法施工时,各工作面的工作段长度可根据模板长度划分,且其浇筑进度差宜不超过一个工作段
(3) 采用水箱压载分环浇筑法施工时,应严格控制1/4 跨截面附近的劲性骨架的变形,预防混凝土开裂;必要时可在浇筑该处第一层(环)混凝土时设置约200mm的变形缝,待浇完第一层(环)后再采用混凝土填实。
四、 钢管混凝土拱
1. 钢管拱肋的制造应在工厂内进行。制造加工前应根据设计文件编制制造工艺,绘制加工图和拼装图等,公差范围应考虑加工误差和焊接变形的影响合理确定,并应进行焊接工艺评定;制造完成后,应在厂内进行不少于三个安装节段的试拼装。
2. 拱肋节段的对接接头宜与母材等强度焊接。所有焊缝均应进行外观检查,焊缝内部质量应达到II级以上标准,熔透焊缝应进行100%的超声波探伤
3. 拱肋节段间的焊接宜按安装顺序同步进行,且宜对称施焊。施焊前应保证节段间有可靠的临时连接,并应有效地控制焊缝间隙;施焊时结构应处于无应力状态
4. 混凝土的施工应符合下列规定:
(1) 混凝土应采用泵送顶升压注施工,混凝土输送泵的性能应能满足顶升压注施工的需要;混凝土应具有低含气量、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强等性能,其配合比应经试验确定
(2) 压注前应先对管内进行清洗、润湿管壁并泵入适量水泥浆,然后再正式压注混凝土
(3) 混凝土应由拱脚至拱顶对称、均衡地压注,有腹箱的断面应先管后腹,除拱顶外不宜在拱肋内的其他部位设置横隔板。压注应连续进行,不得中断,直至拱顶端的溢流管排出正常混凝土时方可停止,溢流管的高度应为1.5~2.0n。压注时尚应考虑上、下游拱肋的对称性和均衡性,并应将施工时间控制在混凝土初凝时间内。混凝土压注完成后应及时关闭设于压注口的倒流截止阀
(4) 缀板间的混凝士不宜采用压注施工
(5) 对大跨径钢管混凝土拱桥,宜采用多级泵送工艺,且对其混凝士的配合比和泵送工艺,应在试验室试验的基础上,根据需要进行模拟压注试验。
五、 钢拱桥
1. 钢拱肋制造加工完成后应在厂内进行试拼装
2. 钢拱桥的安装程序应符合设计规定,且宜采用无支架或少支架的安装方法施工
3. 钢拱桥可单构件安装或拼装成节段进行安装。当拼装成节段进行安装时,应防止节段在施工过程中产生过大的变形,必要时应采取临时加固措施增加其刚度
4. 拱肋节段间的安装应对称进行。拱肋的端头应设临时连接装置,安装时应先临时连接后再进行正式连接,并应对称施焊或栓接
六、 石拱桥
1. 拱圈的砌筑施工应符合下列规定:
(1) 拱圈及拱上结构施工时均应按设计要求留置施工预拱度
(2) 拱圈的辐射缝应垂直于拱轴线,辐射缝两侧相邻两行拱石的砌缝应互相错开,错开距离应不小于100mmo 同一行内上下层砌缝可不错开
(3) 浆砌粗料石和混凝土预制块拱圈的砌缝宽度应为10~20mm;块石拱圈的砌缝宽度应不大于30mm;采用小石子混凝土砌块石时,应不大于50mm
2. 拱圈砌筑的程序应符合下列规定:
(1) 砌筑拱圈前,应根据拱圈的跨径、矢高、厚度及拱架等情况,设计并确定拱圈砌筑的程序。砌筑时,应在适当的位置设置变形观测缝,随时监测拱架的变形情况,必要时应对砌筑程序进行调整,控制拱圈的变形
(2) 跨径小于10m的拱圈,当采用满布式拱架砌筑时,可从两端拱脚起顺序向拱项方向对称、均衡地砌筑,最后砌拱顶石;当采用拱式拱架砌筑时,宜分段、对称地先砌筑拱脚和拱顶段,后砌1/4跨径段。
(3) 跨径10~20m的拱圈,不论采用何种拱架,每半跨均应分成三段砌筑,先砌拱脚段和拱项段,后砌1/4跨径段,且两半跨应同时对称地进行。对分段砌筑的拱段,当其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时,应在拱段下部设置临时支撑,避免拱段滑移
(4) 跨径大于20m的拱圈,其砌筑程序应符合设计规定;设计未规定时,宜采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑,必要时应对拱架预加一定的压力。分环砌筑时,应待下环砌筑合龙、砌缝砂浆强度达到设计强度的85%以上后,再砌筑上环
(5) 多孔连续拱桥拱圈的砌筑,应考虑连拱的影响,并应专门]制定相应的砌筑程序
3. 采用小石子混凝土砌筑拱圈时,靠拱模一面应选用底面较大且较平整的石块,必要时应稍加修整,拱背面应大致平顺;砌筑施工设置空缝时,在空缝的两侧应选用较大且较平整的石块。砌缝中的小石子混凝土应饱满、密实;对较宽的竖缝,可在填塞小石子混凝土的同时,填塞一部分小石块, 将砌缝挤满。砌缝宽度应不大于50mm
4. 拱圈的封拱合龙应符合下列规定:
(1) 封拱合龙宜在当日最低温度且温度场较为稳定的时段进行
(2) 分段砌筑的拱圈应待填塞空缝的砂浆强度达到设计强度的85%后再进行合龙
(3) 封拱合龙前如采用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力,砌筑砂浆的强度应达到设计规定的强度后方可合龙
七、 拱上结构
1. 主拱圈的混凝士强度达到设计规定强度后,方可进行拱上结构的施工。施工前应对拱上结构立柱、横墙等基座的位置和高程进行复测检查,如超过允许偏差应予以调整,基座与主拱的联结应牢固;同时应解除拱架、扣索等约束
2. 对大跨径拱桥的拱上结构,施工时应严格按设计加载程序进行,设计未提供加载程序时,应根据施工验算由拱脚至拱顶均衡、对称加载。施工中应对主拱圈进行监测和控制。
钢桥
一、 概述
1. 基本知识
(1) 按力学体系:梁、拱、索三大基本体系和组合体系桥
(2) 按主梁结构形式:钢板梁、钢箱梁、钢桁梁和结合梁
(3) 按截面沿跨度方向有无变化:等截面钢梁、变截面钢梁
(4) 按连接方式:铆接、焊接、栓接以及栓焊连接
(5) 按钢桥基本构件结构外形和构造:杆系、板系、管系结构
2. 钢桥的主要特点
(1) 钢材材质均匀,工作可靠度高,其抗拉、抗压和抗剪强度都较高,因而相对同跨度的桥梁,钢桥自重轻,便于运输和架设安装,适合修建大跨度桥和特大跨度桥;
(2) 钢材塑性和韧性好,抗冲击和振动能力高,不易突然断裂破坏
(3) 钢桥的构件适合于工业化生产制造,便于运输,工地安装速度快,效率高,质量好,工期短;
(4) 钢桥在受到破坏后,易于修复和更换,适宜于战备和灾害恢复的快速抢修;.
(5) 钢桥易于腐蚀,养护费用较高
3. 材料
(1) 钢桥制造使用的材料除应有生产厂家的质量证明书外,制造厂还应按相关标准进行抽样复验,复验合格后方可使用
(2) 钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚,同一出厂状态,每10个炉(批)号抽验1组试件。进口钢材产品的质量应进行进口商检及按规定标准检验其化学成分和力学性能,与匹配的焊接材料做焊接试验
(3) 当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2。 钢材表面的锈蚀等级应符合C级及C级以上。钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
二、 钢桥安装
1. 一般要求
(1) 钢桥安装应按施工图、加工图和拼装简图进行,并应编制专项施工技术方案和安全技术方图
(2) 安装前应对临时支架、支承、吊机等临时结构和钢桥结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算;应按照杆件明细表核对进场的杆件、梁段及零件,查验产品出厂合格证及材料的质量证明书;并应对桥梁的墩台顶面高程、中线及各孔跨径进行复测,误差在允许偏差内方可安装
(3) 钢桥工地安装时,不得在现场对结构杆件进行未被批准的临时性的焊接和切割作业
(4) 钢桥安装应进行施工过程控制,保证其内力、变形、线形及高程符合设计要求
2. 架设方法
(1) 自行吊机整孔架设法:适宜于架设短跨径的钢板梁
(2) 门架吊机整孔架设法:适于地面或河床无水、少水,现场能修建低路堤、栈桥、上铺轨道的条件
(3) 浮吊架设法:适于河水较深、备有大吨位浮吊的条件;
(4) 支架架设法:适于桥下净空不高、水深较浅的条件,可用于架设各种跨径、各种类型的钢桥
(5) 缆索吊机拼装架设法:适于各种地形、地质、水文条件,可架设各类梁桥、拱桥、刚构桥和加劲钢梁等
(6) 转体架设法:适于地形相宜、桥下有交通通行的条件,可用于中等跨径的梁桥;
(7) 顶推滑移架设法:适于桥头路基或引桥上能够拼装钢梁的条件,宜于短距离纵向桥梁或横移法架梁以及横移更换旧梁,可架设单孔或多孔梁桥
(8) 拖拉架设法:适于河滩无水或水深较浅、易于建立支墩或桥头路基或引桥上能够拼装钢梁及平移梁的条件;
(9) 浮运架设法:适于深水河流或滨海河流处,可架设各类大跨径钢桥;
(10) 浮运拖拉架设法与浮运平转架设法:适于深水河流或滨海河流处,可架设各类大跨径钢
(11) 悬臂拼装架设法:适于各类地形、水文、通航、墩高等条件,是架设钢桥的主要方法之一
3. 安装技术要点
(1) 组装
1||| 组装前,应熟悉图纸和工艺文件,并应按图纸核对零件编号、外形尺寸和坡口方向,确认无误后方可组装。
2||| 对采用埋弧焊、C02气体保护焊及低氢型焊条手工焊等方法焊接的接头,在组装前应将待焊区域的铁锈、氧化皮、污垢、水分等有害物清除干净,使其表面露出金属光泽。
3||| 采用埋弧焊焊接的焊缝,应在焊缝的端部连接引出板,引出板的材质、厚度、坡口应与所焊件相同;引出板长度应不小于100mm
4||| 需做产品试板检验时,应在焊缝端部连接试板,试板的材质、厚度、轧制方向及坡口应与所焊对接板材相同,试板尺寸应满足试验取样要求
5||| 钢构件的组装应在胎架或平台上完成,每次组装前均应对胎架或平台进行检查,确认合格后方可组装。组装时应将相邻焊缝错开,错开的最小距离应符合规定。
(2) 焊接
a. 焊接的一般要求应符合下列规定:
1||| 在工厂或工地焊接工作之前,对首次使用的钢材和焊接材料应进行焊接工艺评定
2||| 焊接工艺应根据焊接工艺评定报告编制,施焊时应严格遵守焊接工艺,不得随意改变焊接参数。焊接材料应根据焊接工艺评定确定,焊剂、焊条应按产品说明书烘干使用,对储存期较长的焊接材料,使用前应重新按标准检验
3||| 焊接工作宜在室内进行,焊接环境的相对湿度应小于80%;焊接环境的温度,对低合金高强度结构钢应不低于5'C,普通碳素结构钢应不低于0°C。主要钢构件应在组装后24h内焊接
4||| 钢构件在露天焊接时,除应满足本条第3款的要求外,必须采取防风和防雨措施;主要钢构件应在组装后12h内焊接,当钢构件的待焊部位结露或被雨淋后,应采取相应措施去除水分和浮锈
5||| 层焊接时宜连续施焊,且应控制层间温度,每一层焊缝焊完后 应及时清理检查,应在清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后,再焊下一层
6||| 焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定;预热范围宜为焊缝每侧100mm 以上,且宜在距焊缝30~50mm范围内测温。
b. 焊接检验
1||| 焊接完毕且待焊缝冷却至室温后,应对所有焊缝进行外观检查,焊缝不应有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑、漏焊
2||| 焊缝经外观检查合格后方可进行无损检测,无损检测应在焊接24h后进行
3||| 采用超声波、射线、磁粉等多种方法检验的焊缝,应达到各自的质量要求,该焊缝方可认为合格
4||| 对构造复杂或厚板钢构件的焊缝,可采用相控阵或TOFD等作为辅助技术手段进行探伤检测。
(3) 钢构件矫正
a. 钢构件矫正时应符合下列规定
1||| 冷矫的环境温度宜不低于5°C,矫正时应缓慢加力,冷矫的总变形量应不大于变形部位原始长度的2%。时效冲击值不满足要求的拉力钢构件,不得矫正
2||| 热矫时加热温度应控制在600~ 800°C,严禁过烧,且不宜在同一部位多次重复加热
b. 矫正后的钢构件表面不应有凹痕和其他损伤
(4) 高强度螺栓连接副与摩擦面处理
1||| 公路钢结构桥梁所用的高强度螺栓连接副可选用大六角形和扭剪型两类,并应在专业螺栓厂制造。高强度螺栓、螺母、垫圈的表面宜进行表面防锈处理;垫圈两面应平直,不得翘曲,其维氏硬度HV30应为329~436 (HRC35~45)。
2||| 高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供货,并应提供出厂质量保证书。运输或搬运时应轻装轻卸,防止损伤螺纹。进场后除应检查出厂质量保证书外,尚应从每批螺栓中抽取8副进行检验,合格者方可使用
3||| 摩擦面处理应符合下列规定: 抗滑移系数试验用的试件应按制造批每批制作6组,其中3组用于出厂试验,3组用于工地复验。抗滑移系数试件应与构件同材质、同工艺、同批制造,并应在同条件下运输、存放且试件的摩擦面不得损伤
(5) 试拼装
1||| 钢结构桥梁应按试装图进行厂内试拼装,未经试拼装检验合格,不得成批生产
2||| 试拼装应在胎架上进行,胎架应有足够的刚度,其基础应有足够的承载力。胎架顶面(梁段底)纵、横向线形应与设计要求的梁底线形相吻合。试拼时钢构件应解除与胎架间的临时连接,处于自由状态
3||| 板梁应整孔试拼装;简支桁梁的试拼装长度宜不小于半跨,且桁梁宜采用平面试拼装:连续梁试拼装应包括所有变化节点;对大跨径桥的钢梁,每批梁段制造完成后,应进行连续匹配试拼装,每批试拼装的梁段数量应不少于3段,试拼装检查合格后,应留下最后一个梁段并前移参与下一批次试拼装。
4||| 钢桥墩和钢索塔的塔柱、钢锚箱应采取两节段立位匹配试拼装,合格后还应进行多节段水平位置的试拼装,每一批次的多节段水平位置试拼装应不少于5个节段
5||| 试拼装时,应采用试孔器检查所有螺栓孔
6||| 试拼装检验应在无日照影响的条件下进行,并应有详细的检查记录。
(6) 涂装
1||| 涂装施工时,钢构件表面不应有雨水或结露,相对湿度应不高于80%;环境温度对环氧类漆不得低于10C,对水性无机富锌防锈底漆、聚氨酯漆和氟碳面漆不得低于5C。在风沙天、雨天和雾天不应进行涂装施工:涂装后4h内应采取保护措施,避免遭受雨淋
2||| 底漆、中间漆涂层的最长暴露时间宜不超过7d,两道面漆的涂装间隔时间亦宜不超过7d;若超过,应先采用细砂纸将涂层表面打磨成细微毛面,再涂装后一道面漆。喷铝应在表面清理后4h内完成
3||| 涂装后,应在规定的位置涂刷钢构件标记。钢构件码放必须在涂层干燥后进行
(7) 工地连接
a. 桥梁钢结构安装时的高强度螺栓连接施工应符合下列规定:
1||| 由制造厂处理的钢结构构件的摩擦面,在安装前应复验所附试件的抗滑移系数,合格后方可安装,并应符合设计要求
2||| 高强度螺栓连接副的安装应在钢构件中心位置调整准确后进行,高强度螺栓、螺母和垫圈应按制造厂提供的批号配套使用。安装时钢构件的摩擦面应保持清洁、干燥,并不得在雨中进行安装作业
3||| 高强度螺栓的长度应与安装图一致,安装时其穿入方向应全桥一致,且应自由穿入孔内,不得强行敲入;对不能自由穿入螺栓的孔,应采用铰刀进行铰孔修整,铰孔前应将该孔四周的螺栓全部拧紧,使板层密贴,防止钢屑或其他杂物掉入板层缝隙中,铰孔的位置应做施工记录。严禁采用气割方法扩孔
4||| 安装施工时,高强度螺栓不得作为临时安装螺栓使用,亦不得采用塞焊对螺栓孔进行焊接
5||| 高强度螺栓连接副施拧前,应在施工现场按出厂批号分批测定其扭矩系数。每批号的抽验数量应不少于8套
6||| 施工高强度螺栓时,应按一定顺序,从板束刚度大、缝隙大之处开始,对大面积节点板应从中间部分向四周的边缘进行施拧,并应在当天终拧完毕;施拧时,不得采用冲击拧紧和间断拧紧的方式作业。大六角头高强度螺栓的施拧,仅应在螺母上施加扭矩
7||| 高强度螺栓施拧采用的扭矩扳手,在作业前后均应进行校正,其扭矩误差不得超过使用扭矩值的土5%。
8||| 采用扭矩法施拧高强度螺栓连接副时,初拧、复拧和终拧应在同一工作日内完成。初拧扭矩宜为终拧扭矩的50%,复拧扭矩等于初拧扭矩
9||| 高强度螺栓终拧完成后,应按规定进行质量检查,检查应由专职质量检查员进行,检查用的扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不得超过使用扭矩的土3%,且应进行扭矩抽查。
b. 桥梁钢结构在工地焊接连接时应符合下列规定:
1||| 当桥梁钢结构为焊接与高强度螺栓合用连接时,栓接结构应在焊缝检验合格后再终拧高强度螺栓连接副
2||| 工地焊接前应做工艺评定试验,施焊应严格按已评定的焊接工艺进行。焊接前应对接头坡口、焊缝间隙和焊接板面高低差等进行检查,并对焊缝区域进行除锈,且工地焊接应在除锈后的12h内进
3||| 工地焊接时应设立防风、防雨设施,遮盖全部焊接处。工地焊接的环境要求为:风力应小于5级;温度应大于5C;相对湿度应小于80%;在箱梁内焊接时应有通风防护安全措施。
三、 钢桥质量检查与检验
1. 钢板梁制作实测项目:梁高;跨度;梁长;纵、横梁旁弯;拱度;平面度;主梁、纵横梁盖板对腹板的垂直度;焊缝尺寸;焊缝探伤(△) ;高强度螺栓扭矩(△)
2. 钢桁架节段制作实测项目:节段长度;节段高度;节段宽度;节间长度;对角线长度差;桁片平面度;拱度;焊缝尺寸;焊缝探伤(△) ;高强度螺栓扭矩(△)
3. 钢箱梁制作实测项目:梁高(△);跨度;全长;腹板中心距(△) ;横断面对角线差;旁弯;拱度;腹板平面度;扭曲;对接错边;焊缝尺寸;焊缝探伤(△) ;高强度螺栓扭矩△)
4. 钢梁防护涂装实测项目:除锈等级(△);粗糙度(△);总干膜厚度;附着力
5. 钢梁安装实测项目:轴线偏位;高程;固定支座处支承中心偏位;对接错边;焊缝尺寸;焊缝探伤(△);高强度螺栓扭矩(△)
斜拉桥
一、 索塔(钢结构、混凝土结构、预应力混凝土结构)
1. 索塔施工方法及主要设备
(1) 索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计综合考虑选用合适的方法。 裸塔施工宜用爬模法,横梁较多的高塔宜用劲性骨架挂模提升法
1||| 翻模:模板高空翻转,操作危险,沿海地区不宜用此法
2||| 滑模:倾斜度较大,预留孔道及埋件多的索塔不宜用此法
3||| 爬模:国内外大多采用此法
(2) 索塔施工主要机械设备:一台塔吊, 一台施工电梯,还有混凝土浇筑设备、供水设备及混凝土养护设备等。
2. 混凝土索塔的施工规定
(1) 塔柱节段施工长度的划分,宜根据索塔结构形式、钢筋定尺长度和施工条件等因素确定;塔柱模板系统应具有足够的强度、刚度和稳定性,且宜进行抗风稳定性验算
(2) 塔座及塔柱实心段施工时,除应控制好模板的平面位置和倾斜度外,尚应对混凝土采取降低水化热和温度控制的措施;同时宜采取适当措施缩短塔座与承台、塔柱与塔座之间浇筑混凝土的间隔时间,间歇期宜不大于15d
(3) 索塔与主梁不宜同时交叉施工,必须交叉施工时应采取保证质量和施工安全的措施。索塔塔柱施工时宜设置劲性骨架,所设置的劲性骨架应能起到保证钢筋架立、模板安装和拉索预埋导管空间定位精度的作用;劲性骨架宜采用型钢制作
(4) 体积过大的横梁可沿高度方向分次浇筑,但分次浇筑的时间间隔宜不超过15d,并应采取措施防止施工接缝处产生收缩裂缝;分次浇筑时支架系统的设计宜考虑横梁的全部自重
(5) 塔柱和横梁可同步施工或异步施工,但异步施工时塔柱与横梁之间浇筑混凝土的间隔时间应不超过30d,并应采取措施使塔梁之间的接缝可靠连接,不得产生收缩裂缝
(6) 混凝土应根据索塔的高度及混凝土供应能力选择适宜的输送方式,采用输送泵时宜一泵到顶;当采用接力方式泵送混凝土时,上、下泵的输送能力应相互匹配,且应对设置接力泵位置的结构进行承载能力的验算,必要时应采取加固措施。浇筑混凝:土时,分层布料应均匀,应控制混凝土的自由倾落高度不超过2m,保证混凝土不产生离析,并应采取有效措施避免上部塔体施工时对下部已完成塔体的表面造成污染。混凝土浇筑完成后,应及时养护,养护的方法和措施应根据结构特点、气温、环境条件等因素综合确定,每一节段现浇混凝士的养护时间应不少于7d.
3. 钢锚梁的安装施工规定
(1) 对分节段制造、安装、现场连接的钢锚梁,应在厂内进行试拼装。
(2) 钢锚梁的起吊安装宜选择在6级风以下且气候条件较好的条件下进行
(3) 不论采用何种安装方式,在安装上层钢锚梁时,均应设置作业平台,并应对下层已安装完成的钢锚梁进行必要的防护,防止损伤其表面的防腐涂层
4. 钢锚箱的安装施工规定
(1) 对分节段制造、安装、现场连接的钢锚箱,应在厂内进行试拼装
(2) 安装前应编制专项施工方案,确定起吊安装的方法、机具设备和安全措施
(3) 吊装前,应按钢锚箱节段的起吊重力,对起重设备、吊架、吊具和索具等进行必要的受力验算和安全技术验收,保证其能满足起吊安装的各项要求;并应进行试吊,确认安全后方可正式开始起吊安装作业
5. 钢索塔的施工规定
(1) 索塔的钢构件在工厂制造时应进行试拼装,试拼装合格后方可启运,并应根据不同的运输方式对钢构件进行必要的临时加固和保护。节段钢构件安装的吊点、导向件及临时匹配件宜在厂内制造时设置
(2) 安装施工前,应根据高空作业的特点制订专项施工方案。应编制详细的节段钢构件吊装施工工艺,并应核对各节段构件的编号和起吊重力。在吊装前应对节段钢构件起吊的稳定性进行验算,并应对各关键部位进行临时加固后试吊,确认无误方可正式起吊安装
(3) 钢索塔节段的起吊安装应充分考虑气候对安装施工的影响,宜选择在6级风以下且天气条件较好的条件一下进行,保证施工安全
(4) 安装倾斜索塔时,应验算索塔内力,控制成塔线形,分高度设置水平横撑或拉杆。在安装过程中,应按设计要求分阶段对已完成的索塔采取必要的抑振措施,保证后续施工中永久结构和临时结构的安全性,以及施工操作人员的舒适性
(5) 对钢索塔节段安装的精确定位控制测量,宜选择在日落后4h至日出前2h且温度场较为稳定的时段进行
二、 主梁:顶推法;平转法;支架法(临时支墩拼装、支架上现浇) ;悬臂法(悬臂拼装、悬臂浇筑)
1. 主梁应严格按照预定的程序、方法和措施进行施工。对设计为飘浮或半飘浮体系的斜拉桥,在主梁施工期间应使塔梁临时固结。主梁在悬臂施工时,应保持两端的施工荷载对称平衡,其最大不平衡荷载不得超过设计允许的范围;并应严格控制桥面上的各种临时施工荷载。
2. 混凝土主梁采用悬臂浇筑法施工时,尚应符合下列规定:
(1) 主梁0号梁段及相邻梁段浇筑施工时,应设置可靠的支架系统。支架系统应进行专门设计,其强度、刚度和稳定性应满足使用要求,同时应考虑变形、地基的不均匀沉降和日照温差等因素对支架系统的不利影响;施加在支架上的临时施工荷载应包括悬浇挂篮的重力。辅助跨梁段的现浇支架亦应符合.上述规定。
(2) 用于悬浇施工的挂篮应进行专门设计,挂篮应满足使用期的强度和稳定性要求,同时应考虑主梁在浇筑混凝土时抗风振的刚度要求。挂篮的全部构件制作完成后应进行检验和试拼,合格后再运至现场整体组装,并应按设计荷载及技术要求进行预压。挂篮在预压时应测定其弹性挠度的变化、高程调整的性能及其他技术性能
3. 混凝土主梁采用悬臂拼装法施工时,尚应符合下列规定:
(1) 对梁段拼装用的非定型桥面悬臂吊机或其他起吊设备,应进行专门设计并宜委托具有相应资质的专业单位加工制造,加工完成后应进行出厂质量验收。起吊设备在现场组装后应进行试吊,确认安全后方可用于正式施工
(2) 0号及其相邻的梁段为现浇时,在现浇梁段和第一节预制安装梁段间宜设湿接头,对湿接头结合面的梁段混凝土应进行凿毛并清洗干净。湿接头混凝土宜采用微膨胀低收缩混凝土
4. 钢主梁的施工应符合下列规定:
(1) 钢梁制造完成后应在工厂内进行试拼装和涂装,经质量检验合格后方可运至工地现场。钢构件上的吊点、导向件及临时匹配件宜按设计要求在工厂加工制造时设置
(2) 在工地临时存放时,应对存放场地进行规划,存放场地应平整、稳固、排水良好,存放的钢构件或梁段应支离地面一定高度,基础应具有足够的强度,并应防止地基的不均匀沉降;同时应采取必要的防护措施,防止钢梁积水锈蚀和栓接板面损坏、污染
5. 斜拉桥的主梁亦可采用支架现浇、顶推、转体等方法施工
6. 主梁的合龙施工应符合下列规定:
(1) 对合龙前最后若干个悬臂施工梁段的高程、线形、轴线偏差及索力应进行严格控制,使合龙口两侧主梁的自然相对偏差满足合龙的误差要求
(2) 混凝土主梁和全焊钢主梁在合龙时,应按设计要求设置临时刚性连接,控制合龙口长度及主梁轴线与高程的变化;栓接钢主梁合龙时,应提前调整合龙口两侧钢主梁的姿态,并应对两侧钢主梁螺栓孔之间的间距进行控制
(3) 主梁中跨合龙后,应按设计要求的程序在规定时间内拆除塔梁临时固结装置,保证结构体系的安全转换
三、 拉索:拉索按材料和制作方式的不同可分为:平行钢筋索;平行(半平行)钢丝索;平行(半平行)钢绞线索;单股钢绞缆;封闭式钢缆
1. 拉索及其附件应符合设计规定,进场后应进行质量验收。成品平行钢丝拉索在出厂前应做放索试验,同时应做1.2~1.4倍设计索力的超张拉检验,检验后冷铸锚板的内缩值宜不大于5mm;成品拉索和钢绞线应缠绕成盘进行运输,在起吊、运输和存放时应采取措施防止其产生破损、变形或腐蚀
2. 拉索在安装施工前,应按设计要求及拉索结构的不同制订相应的专项施工方案和施工工艺。安装前尚应全面检查预埋拉索导管的位置是否准确,发现问题应及时采取措施予以处理,同时应将导管内可能有的杂物清理干净
3. 为施工配备的张拉机具,其能力应大于最大拉索所需要的张拉力
4. 拉索张拉的顺序、级次数和量值应符合设计和施工控制的规定;张拉宜以测定的索力或油压表量值为准,以延伸值作为校核;对大跨度斜拉桥,宜采用无应力索长和索力双控的方法,且宜以索长控制为主,以索力作为校核
5. 平行钢丝拉索的安装和张拉施工应符合下列规定:
(1) 施工前应根据索长、索重、斜度和风力等因素,计算拉索在安装时锚头距索管口不同距离以及满足锚环支承时的牵引力;张拉杆、连接套和软牵引等施工辅助设施应经专门设计,并应在正式使用前进行1.2倍设计牵引力的对拉试验
(2) 吊装时不宜使用起重钩或容易对索体产生集中应力的吊具直接挂扣拉索,宜采用带胶垫的管形夹具和尼龙吊带并设置多吊点进行起吊。放索时索体应在柔软的滚轮或皮带输送机上拖拉,并应控制索盘的转速,防止转速过快导致索盘倾覆
6. 钢绞线拉索的安装施工应符合下列规定:
(1) 拉索外套管的连接接长采用热熔焊接接头时,热熔焊接的温度应符合外套管材料的要求。对外套管进行移动时,不得将其在未加支垫保护的桥面上拖拽;起吊过程中,其下方严禁站人。与外套管有连接关系或承套关系的所有部件均应与其临时固定,临时固定时宜在塔、梁两端各留出1m左右的空间
(2) 钢绞线的下料长度应计入牵引、张拉时的工作长度;下料时对钢绞线的切割应采用砂轮锯,不得采用电弧焊或氧乙炔进行切断
(3) 牵引安装钢绞线时,其牵引装置必须安全可靠,牵引过程中钢绞线不得产生弯折,转向时应通过导向轮实现。每根钢绞线安装就位后,均应及时采用夹片锁定
7. 钢绞线拉索的张拉施工应符合下列规定: 钢绞线拉索宜采用单根安装、单根张拉、最后再整体张拉的施工方法。单根钢绞线的张拉应按分级、等值的原则进行,整体张拉时应以控制所有钢绞线的延伸量相同为原则。拉索整体张拉完成后,宜对各个锚固单元进行顶压,并安装防松装置
8. 拉索索力实测值与设计值的偏差宜为士5%,超过时宜进行调整。调整索力时应对索塔和相应的主梁梁段进行变形和应力的监测,并做记录
9. 斜拉索防护可分为临时防护和永久防护两种,防护类型主要有以下几种:
(1) 封闭索防护;
(2) 平行索用塑料罩套保护
(3) 套管压浆法
(4) 预应力混凝土索套防护
(5) 直接挤压护套法
悬索桥
一、 悬索桥分类及施工内容
下部工程包括锚碇基础、锚体和塔柱基础等施工;上部工程包括主塔、主缆和加劲梁的施工
施工架设主要工序为: 基础施工→塔柱和锚碇施工→先导索渡海工程→牵引系统和猫道系统→猫道面层和抗风缆架设→索股架设→索夹和吊索安装→加劲梁架设和桥面铺装施工
二、 锚碇施工
锚碇是悬索桥的主要承重构件,主要抵抗来自主缆的拉力,并传递给地基基础,按受力形式的不同可分为重力式锚碇、隧道式锚碇和岩锚等。 重力式锚碇依靠自身巨大的重力抵抗主缆拉力,隧道式锚碇的锚体嵌入地基基岩内,借助基岩抵抗主缆拉力,隧道式锚碇只适合在基岩坚实完整的地区,其他情况大多采用重力式锚碇或自锚式悬索桥。岩锚是通过锚固钢绞线或锚杆直接锚固于岩体,将荷载传递至基岩。 岩锚与隧道锚的主要区别在于:隧道锚是将主缆索股通过锚固系统集中在一个隧洞内锚间,隧洞内浇筑混凝土形成锚塞体;而岩锚则将锚固系统的预应力筋分散设置在单个岩孔中锚间,不需要浇筑混凝:土锚塞体,高质量的岩体替代了锚塞体,从而大量节省混凝土锚体材料。
1. 重力式锚碇基坑开挖应沿等高线自上而下分层进行,在坑外和坑底应分别设置截水沟和排水沟。采用机械开挖时,应在基底高程以上预留150一300mm土层采用人工清理,且不得破坏基底岩土的原状结构;采用爆破方法施工时,宜使用预裂光面爆破等小型爆破法,避免对边坡造成破坏
2. 地下连续墙基础基坑开挖前对地下连续墙基底的基岩裂隙宜进行压浆封闭,并应减少地下水向基坑渗透。监测内容宜包括环境监测、水工监测、地下连续墙体监测、土工监测及内衬监测等
3. 隧道锚洞室和岩锚的开挖施工应符合下列规定:
(1) 开挖施工前,宜根据两侧洞室的开挖方法和步骤,对围岩的侧壁收敛、拱顶下沉和底部隆起等变形进行模拟仿真计算,并应根据其计算分析结果提出开挖施工中变形量控制的标准
(2) 地下水较丰富时,宜在隧洞的侧墙处设排水沟,在开挖作业面的底部设集水坑,并应采取必要的措施将水引出洞外;在衬砌混凝土的施工缝处应沿隧洞轴线方向预埋止水板
(3) 宜在附近选取一地质相似的地方进行爆破监控试验,对爆破施工方案的各种参数进行试验和修正,据此确定爆破方案
(4) 洞口处宜设置护拱,并应采取有效措施防止落石等物体进入洞内
(5) 洞室开挖施工时,宜对水平净空收敛、地表及边坡位移、拱顶下沉、底板隆起等进行监控测,监控估测的断面布置和频率宜根据实际情况确定
(6) 岩锚施工时的钻孔宜采用破碎法施工,达到设计深度后,应采用洁净高压水冲洗孔道并采取有效方法将钻渣掏出。锚索下料时宜采用砂轮机切割,穿束时应设置定位环,保证锚索在孔中位于对中位置,同时应避免锚索扭转。锚索安装完成后应及时对孔道进行压浆。
4. 型钢锚固体系施工时,锚杆、错梁在制造时应进行抛丸除锈、表面防腐涂装和无损检测等工作;出厂前应对构件连接进行试拼装,试拼装应包括锚杆拼装、锚杆与锚梁连接、锚支架及其连接系平面试装
5. 隧道式锚锭的混凝土施工时,锚体混凝士应与岩体结合良好,且宜采用自密实型微膨胀混凝士,保证混凝土与拱顶基岩紧密黏结;浇筑混凝土时洞内应具备排水和通风条件
三、 索塔施工
1. 塔身施工: 大跨度悬索桥塔身国内主要采用钢筋混凝土塔,国外主要采用钢塔,钢塔施工主要有浮吊、塔吊和爬升式吊机等架设方法。 塔柱竖向主钢筋的接长可采用冷压套管连接、电渣焊、气压焊等方法
2. 主索鞍施工
四、 主缆施工
1. 牵引系统:牵引系统是架设于两锚碇之间,跨越索塔用于空中拽拉的牵引设备,主要承担猫道架设、主缆架设以及部分牵引吊运工作,常用的牵引系统有循环式和往复式两种。
2. 猫道
(1) 猫道设计应符合下列规定:
1||| 猫道的线形宜与主缆空载时的线形基本平行,猫道对索塔产生的纵桥向变位应小于索塔高度的1/5000。猫道在桥纵向应左右对称于主缆中心线布置,猫道间宜设置若千条横向人行道
2||| 承重索在设计时应充分考虑猫道的恒载及可能作用于其上的其他荷载。对承重索进行强度计算时,其荷载组合及安全系数应符合表的规定。承重索的锚固系统应有足够的调整范围,每端宜设±2m以上的调节长度。
3|||
4||| 对特大跨径悬索桥,必要时可通过猫道风洞试验,获得试验参数后对猫道进行结构动力分析及抗风稳定性验算。可采取适当增加猫道间横向联结的措施增强其抗风稳定性
5||| 猫道的门架绳在其错固系统可靠的情况下,可与猫道承重绳共同受力
(2) 承重索和抗风缆采用钢丝绳时,架设前应对钢丝绳进行预张拉处理,消除其非弹性变形,预张拉的荷载应不小于其破断荷载的0.5倍,且应持荷60min,并进行两次;预张拉时的测长和标记宜在温度较稳定的夜间进行
(3) 猫道的架设应按横桥向对称、顺桥向边跨和中跨平衡的原则进行,且应将裸塔塔顶的变位及扭转控制在设计允许的范围内
(4) 在主缆架设完成、加劲梁安装之前,应将猫道改挂于主缆上,改挂前应拆除横向通道。改挂宜分段进行,并应分次逐步放松承重索的锚固系统,最终放松至承重索设计要求的放松量。改挂后的悬挂点应设在猫道的底梁处,在桥纵向的间距宜不超过24m
(5) 主缆的防护工程及检修道安装施工完成后,可进行猫道的拆除工作。拆除前应利用锚固调节系统适当收紧承重索,减小猫道改挂绳的受力;猫道拆除时,宜分节段拆除其面层和底梁,拆除宜按中跨从塔顶向跨中方向、边跨从塔顶向锚碇方向的顺序进行;在拆除过程中,应采取措施保证改挂绳的受力在允许范围内,并应采取适当措施保护主缆、吊索和桥面附属设施等已施工完成的结构
3. 主缆:锚碇和索塔工程完成、主索鞍和散索鞍安装就位、牵引系统架设完成后,即可进行主缆架设施工,主缆架设方法主要有空中纺丝法(AS 法)和预制平行索股法(PPWS 法)。
(1) 主缆采用预制平行钢丝索股时,宜在工厂内将对应索鞍位置的索股六角形截面调整为四边形截面,并作出相应标记
(2) 预制平行钢丝索股的架设施工应符合下列规定:
1||| 架设时对前3根索股宜低速牵引,对牵引系统进行试运转,在保证运转正常后方可进行正式的索股架设工作。索股在牵引架设时应在其后端施加反拉力;牵引过程中如绑扎带有连续两处被绷断,应停机进行修补。索股锚头牵引到位后,在卸下锚头前应将索股临时固定,防止滑移;索股在架设过程中如出现鼓丝现象,在入锚前应进行梳理,不得将其留在锚跨内
2||| 索股在现场整形入鞍时,应在该段索股处于无应力状态下采用整形器完成,整形时应保持钢丝平顺,不得交叉、扭转或损伤钢丝。索股横移时,应将索股从猫道滚筒上提起,确认全跨径的索股已脱离滚筒后,方可移至索鞍的正上方;横移时的拽拉量不宜过大,且操作人员不得处于索股下方
(3) 采用空中纺线法架设主缆时,应符合下列规定:
1||| 钢丝接头的性能必须通过试验确定。在梨形蹄铁处或索鞍座附近不得存在工厂钢丝接头
2||| 编缆前应先挂一根基准钢丝作为参照,并以此为准确定第一条编织索股的正确高程
(4) 索股的线形调整应符合下列规定:
1||| 对索股线形的垂度调整应在夜间温度稳定时进行
2||| 对基准索股的线形应采用绝对垂度进行调整。调整完成后,应连续数天对其线形进行观测,观测宜在风力小于5级的夜间且温度稳定时进行,并应记录对应的跨中高程、气温、索股温度及索鞍IP点的偏量;对基准索股的线形,尚宜考虑索股非弹性变形滞后的影响,在进行垂度控制时适当进行预抬高,并应在确认基准索股的线形稳定后方可进行其他索股的架设。其他索股的线形应以基准索股为准,进行相对垂度调整。调整好的索股在索鞍位置应临时压紧固定,不得使其在鞍槽内滑移
(5) 主缆索力的调整应以设计和施工控制提供的数据为依据,其调整量应根据调整装置中测力计的读数和锚头移动量双控确定。其精度要求为:实际拉力与设计值之间的允许误差为设计锚固力的3%
(6) 主缆的紧缆应分为预紧缆和正式紧缆两阶段进行,并应符合下列规定:
1||| 预紧缆应在温度稳定的夜间且应将主缆全长分为若干区段分别进行。预紧缆完成处应采用不锈钢带捆紧,并应保持主缆的形状,不锈钢带的间距可为5~6m,外缘索股上的绑扎带宜边紧缆边拆除。预紧缆的目标空隙率宜为26% ~28%
2||| 正式紧缆时,应采用紧缆机将主缆挤压整形成圆形,其作业可在白天进行。紧缆的顺序宜从跨中向两侧方向进行,紧缆挤压点的间距宜为1m
(7) 主缆的缠丝工作宜在二期恒载完成后进行,缠丝的总体方向宜由高处向低处进行,两个索夹之间则应自低到高进行
4. 锁夹与吊索
(1) 安装前,应测定主缆的空缆线形,并在对设计规定的索夹位置进行确认后,方可于温度稳定时在空缆上放样定出各索夹的具体位置并编号。安装前尚应清除索夹内表面及索夹位置处主缆表面的油污及灰尘,涂上防锈漆
(2) 索夹在主缆上精确定位后,应立即紧固螺栓,且在紧固同一索夹的螺栓时,应保证各螺栓的受力均匀。索夹安装位置的纵向误差应不大于10mm
(3) 索夹螺栓的紧固应按安装时、加劲梁吊装后、全部二期恒载完成后三个荷载阶段分步进行,对每次紧固的数据应进行记录并存档
(4) 在工程交工验收前宜对索夹的位置是否滑移做专项检查,且宜对索夹的螺栓进行紧固
5. 加劲梁:钢加劲梁应由专业单位加工制造,制造完成后应在厂内进行武拼装和防腐涂装
(1) 钢箱梁的安装规定
1||| 安装钢箱梁的非定型吊机应进行专门设计,在安装前必须进行试吊,检验其安全性和可靠性
2||| 安装的顺序应符合设计规定。从吊装第二节段开始,应与相邻节段间预偏0.5~0. 8m的工作间隙,吊至高程后再牵拉连接,并应避免吊装过程中与相邻节段发生碰撞。安装合龙段前,应根据实际的合龙长度,对合龙段长度进行修正
3||| 采用焊接连接时,应先将待连接钢箱梁的节段与已安装节段临时刚性连接,接头焊缝的施焊宜从桥面中轴线向两侧对称进行;接头焊缝形成并具有足够的强度和刚度时,方可解除临时刚性连接。
(2) 钢桁梁的安装规定
1||| 采用单构件方式安装时,宜根据钢桁梁和吊索的受力情况及桥位的气候条件,选择全铰接法或逐次固结法。架设的顺序可从索塔处开始,向中跨跨中及边跨的端部方向进行
2||| 应对缆索吊机、桥面吊机、铰接设备、吊索牵引机具、片架运输台车、行走轨道铰点过渡梁和移动操作平台等设备做专项设计、加工及试验。桥面吊机应满足拼装过程中顺桥向坡度变化的要求,底盘应设止滑保险装置
(3) 采用荡移法转移或架设安装加劲梁梁段时的规定
1||| 悬挂梁段用的吊索、吊杆等构件的强度及其连接强度应不小于计算荷载的2倍。当利用索夹作为临时吊点时,应对索夹进行验算和安全评价,并不得影响其正常使用功能,荡移施工过程中应防止其产生松动或滑移
2||| 荡移过程中当需要在悬空的加劲梁梁段上进行检验、测量、转换吊点等作业时,应设置作业人员专用进出通道,且人员在梁段稳定可靠后方可进入作业区;梁段荡移时,所有人员必须撤离
6. 自锚式悬索桥:本内容适用于“先梁后缆”方法施工的自锚式悬索桥。
(1) 加劲梁为钢箱且采用大节段现场起重安装时,应对起吊安装的施工工艺进行专项设计
(2) 加劲梁为钢箱且采用顶推工艺安装时,应符合下列规定:
1||| 拼装平台的长度宜不小于3节钢箱的节段长度,两侧滑道应对应设置在钢箱纵隔板位置。顶推导梁应具有足够的强度和刚度,其长度宜为最大顶推跨径的0.75倍左右
2||| 施工前应制定钢箱节段在拼装平台上进行接口拼装、焊接的工艺细则。接口处的中线和高程误差应不大于2mm;接口的焊接均应符合I级焊缝的要求,并应进行无损检测
(3) 加劲梁为预应力混凝土箱梁时,宜采用分段现浇的方式施工
(4) 不论采用何种方法安装不同类型的加劲梁,对其支架的结构均应进行专项设计。支架的设计荷载除应符合本“支架”的相关规定外,尚应考虑主缆架设、索夹和吊索安装施工时的临时荷载。支架顶部应预留高程调整的操作空间和位置,且应使支承点与加劲梁的加劲位置相对应
(5) 加劲梁的线形控制应充分考虑支架的沉降和变形、体系转换及二期恒载等因素的影响,预拱度的设置应满足施工过程中的荷载变化及受力体系转换顺序的要求。支架的顶面高程应按“设计高程+预拱度”设置,当加劲梁为钢箱时,宜略低于该高程:当加劲梁为预应力混凝土箱梁时,宜等于该高程
(6) 主缆锚固系统的施工应符合下列规定:
1||| 钢锚导管应与锚垫板先组焊后再安装
2||| 散索套宜根据其构造特点进行安装。宜先安装临时套,待主缆索股架设完成后,拆除临时套,再正式安装散索套和施拧高强度螺栓
(7) 在安装过程中为铅垂线形的空间线形主缆,其安装要求与铅垂线形主缆相同;在安装过程中及成桥状态均为空间线形的主缆,其猫道的宽度应满足索股牵引及入锚的要求,索股应先入鞍后入锚
(8) 索夹应经过厂内工艺试验确定其与主缆间的摩阻力、握裹力满足设计要求。索夹的紧固力宜通过滑移试验确定。索夹的安装顺序在中跨宜从跨中向塔项进行,边跨宜从锚固点附近向塔顶进行。对空间线形主缆,索夹在安装时应注意偏角的变化
(9) 吊索的张拉及体系转换应符合下列规定:
1||| 吊索张拉前应确定张拉施工方案,明确张拉的顺序、步骤和方法;应制定鞍座顶推步骤,确定分次项推的时机和顶推量;同时应配备接长杆、千斤顶、作业台架等施工机具
2||| 吊索宜分2~3次进行张拉,逐步到位。张拉顺序宜从索塔向跨中进行,张拉时应同步、分级、均匀施力,且应以拉力和拉伸长度进行双控,并以拉力为主;同时在张拉过程中应根据吊索张拉实施步骤,适时顶推鞍座,并应对索塔的倾斜度、主缆和加劲梁的线形进行严密的监测和控制。
7. 防腐涂装:工地焊接的表面补涂油漆应在表面除锈24h内进行,分层补涂底漆和面漆,并达到设计的漆膜总厚度
8. 施工控制:悬索桥上部构造施工时,应对下列部位或项目进行监测和控制:
1||| 索塔、锚碇的沉降和位移
2||| 在主索鞍的钢格栅定位前,应对索塔裸塔进行36h连续变形观测;在主缆架设安装前,应进行索塔和锚碇的联测
3||| 在主缆架设安装过程中,对基准索股的连续监测应不少于3d,对索塔和锚碇的沉降及位移监测应不少于3次
4||| 在索夹安装前,对主缆的线形以及两侧主缆的相对误差,应进行不少于3d的连续观测
5||| 每一节段加劲梁吊装后,均应对索塔和锚碇的沉降及变位、主缆的线形、加劲梁的线形等进行监测
桥梁工程质量通病及防治措施
钢筋混凝土梁桥预拱度偏差的防治
1. 提高支架基础、支架及模板的施工质量,确保模板的标高无偏差
2. 加强施工控制,及时调整预拱度误差
3. 严格控制张拉时的混凝土强度,控制张拉的试块应与梁板同条件养护,对于预制梁还需控制混凝土的弹性模量
4. 要严格控制预应力筋在结构中的位置,波纹管的安装定位应准确;控制张拉时的应力值,按要求的时间持荷
5. 张拉千斤顶定期标定,钢绞线伸长值的计算应采用同批钢绞线弹性模量的实测值
6. 预制梁存梁时间不宜过长,控制预制梁与桥面系铺装的龄期差。
桥面铺装病害的防治
桥面铺装病害形成原因:
1. 梁体预拱度过大,桥面铺装设计厚薄难以调整施工允许误差;
2. 施工质量控制不严,桥面铺装混凝土质量差;
3. 桥头跳车和伸缩缝破坏引起的连锁破坏;
4. 桥梁结构的大变形引起沥青混凝土铺装层的破坏;
5. 水害引起沥青混凝土铺装的破坏;
6. 铺装防水层破损导致桥面铺装的破坏等。
桥梁伸缩缝病害
一、 原因分析
1. 交通流量增大,超载车辆增多,超出了设计
2. 设计因素包括:将伸缩缝的预埋钢筋锚固于刚度薄弱的桥面板中;伸缩设计量不足;设计对伸缩装置两侧的填充混凝土、锚固钢筋设置、质量标准,未做出明确的规定:对于大跨径桥梁伸缩缝结构设计技术不成熟;对于锚固件胶结材料选择不当
3. 施工因素包括:施工工艺缺陷;锚件焊接内在质量;赶工期忽视质量检查;伸缩装置,两侧 混凝士强度、养护时间、粘结性和平整度未能达到标准;伸缩缝安装不合格。
4. 管理维护因素包括:通行期间,填充到伸缩缝内的外来物未能及时清除;轻微的损害未能及时维修;超重车辆桥行驶
二、 防治措施
1. 在设计方面,精心设计,选择合理的伸缩装置
2. 提高对桥梁伸缩装置施工工艺的重视程度
3. 提高对锚固件焊接施工质量的控制
4. 提高后浇混凝土或填缝料的施工质量,加强振捣密实,应及时养护,无空隙、空洞
5. 避免伸缩装置两侧的混凝t与桥面系的相邻部位结合不紧密
桥头跳车