城市桥梁工程知识汇总

下图讲述了城市桥梁工程的知识，包含桥梁结构形式及通用施工技术、支架与拱架的设计与验算、支架与拱架的拆除、钢筋施工技术、混凝土施工技术。

城市桥梁工程

• 桥梁结构形式及通用施工技术
  • 净跨径
    • 相邻桥墩（台）间净距，或拱桥拱脚截面最低点之间
  • 计算跨径
    • 支座中心之间
  • 总跨径
    • 各孔净跨径之和
  • 桥梁全长
    • 两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离
  • 桥梁高度
    • 桥面与低水位或桥下线路路面之间的高差
  • 建筑高度
    • 桥上行车路面标高至桥跨结构最下缘之间距离
  • 容许建筑高度
    • 桥面或轨顶标高，对通航净空顶部标高之差
  • 拱轴线
    • 拱圈各截面形心点的连线
  • 净矢高
    • 从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离
  • 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
  • 矢跨比
    • 也称拱矢度，计算矢高与计算跨径之比
• 模架、支架和拱架的设计与验算
  • 梁、板和拱的底模及支承板、拱架、支架等
    • 计算强度：①+②+③+④+⑦+⑧
    • 验算刚度：①+②+⑦+⑧
  • 缘石、人行道、栏杆、柱、梁板、拱等的侧模板
    • 计算强度：④+⑤
    • 验算刚度：⑤
  • 基础、墩台等厚大结构物的侧模板
    • 计算强度：⑤+⑥
    • 验算刚度：⑤
  • 上述代号意思如下
    • ①：模板、拱架和支架自重
    • ②：新浇筑混凝土、钢筋混凝土或圬工、砌体的自重力
    • ③：施工人员及施工材料机具等行走运输或堆放的荷载
    • ④：振捣混凝土时的荷载
    • ⑤：新浇筑混凝土对侧面模板的压力
    • ⑥：倾倒混凝土时产生的水平向冲击荷载
    • ⑦：水流压力、波浪力、流水压力、撞击力
    • ⑧：其他可能荷载；风雪、冬期施工保温设施荷载等
• 模板、支架和拱架的制与安装
  • 1、地基处理：足够承载力（预压地基），立柱底端必须放置垫板或混凝土垫块。严禁被水浸泡，冬期施工必须采取防止冻胀措施
  • 2、通行孔两边应加护桩、夜间应设警示灯。施工中易受漂流物冲撞的河中支架应设牢固的防护设施
  • 3、应随安装随架设临时支撑。采用多层支架时，上下层立柱应在同宜中心线上
  • 4、支架或拱架不得与施工脚手架、便桥相连
  • 5、预压合格并形成记录，（消除弹性变形、非弹性变形）
  • 6、支架、拱架安装完毕，经检验合格后方可安装模板；模板与钢筋配合进行，底部与基础预埋件连接牢固，上部采用拉杆固定；模板在安装过程中，必须设置防倾覆设施
  • 7、浇筑前，应对模板、支架和拱架进行检查和验收
  • 8、施工前应编制转向方案，超过一定规模的进行专家论证
• 模板、支架和拱架的拆除
  • 1、非承重侧模：保证结构菱角不损坏，混凝土强度2.5MPa
  • 2、芯模和预留孔道：保证表面不发生塌陷和裂缝
  • 3、承重模板、支架：强度能承受自重荷载及其他叠加荷载
  • 4、浆砌石、混凝土砌块拱桥：砂浆强度80%以上
  • 5、跨径：〈10m全部完成；中等跨径实腹式护拱完成；大跨径空腹式腹拱墙完成
  • 6、预应力结构侧模：预应力张拉前拆除
  • 7、预应力结构底模：结构建立预应力后拆除
• 钢筋施工技术
  • 一般规定及钢筋加工
    • 1、钢筋级别、种类和直径应按设计要求采用；当需要代换时，应由原设计单位做变更设计
    • 2、预制构件吊环：采用未经冷拉的热轧光圆钢筋，计算拉应力应不大于50MPa
    • 3、浇筑混凝土之前应对钢筋进行隐蔽工程验收
    • 4、弯制前应先调直（优选机械方法）
    • 5、箍筋弯钩平直部分，一般结构5d，抗震要求10d
    • 6、钢筋宜在常温状态下弯制，不宜加热。宜从中部开始逐步向两端弯制，弯钩宜一次弯成
  • 钢筋连接
    • 热轧钢筋接头
      • 1、接头：焊接（优先闪光对焊）、机械连接、绑扎连接
      • 2、钢筋直径≤22mm时，无焊接条件可采用绑扎连接，受拉构件主钢筋不得采用绑扎连接
      • 3.钢筋骨架和钢筋网片的交叉点焊接宜采用电阻电焊
      • 4、钢筋与钢板的T形连接，宜采用埋弧压力焊或电弧焊
    • 钢筋接头设置
      • 1、在同一根钢筋上宜少设接头
      • 2、应设在受力较小区段
      • 3、在任一焊接或绑扎接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头
      • 4、接头末端至钢筋弯起点的距离不得小于10d
      • 5、钢筋受力分不清受拉、受压的按受拉办理
      • 6、钢筋接头部位横向净距不得小于钢筋直径，且不得小于25mm
  • 钢筋进场检验及存放
    • 检验次序
      • 1、出厂合格证、质量证明书、检验报告等
      • 2、外观检查、型号、尺寸等
      • 3、力学性能检验：抗拉强度、抗弯强度、伸长率等
    • 存放
      • 仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质。室外存放不得直接堆放在地面上，必须垫高、覆盖、防腐蚀、防雨露（不超过6个月）
      • 1、钢筋：成捆2m、散放1.2m
      • 2、加工成型钢筋笼：2m、3层
      • 3、钢桩：支点布置合理、防滚动措施、3层
      • 4、混凝土桩：支点吊点同一竖线、4层
• 混凝土施工技术
  • 混凝土的抗压强度
    • 以边长为150mm的立方体标准测定
  • 混凝土原材料
    • 1、原材料：水泥、粗细骨料、矿物掺合料、外加剂、水
    • 2、配制高强度混凝土的矿物掺合料可选用优质粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉和磨细天然沸石粉
    • 3、外加剂：减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、防冻剂、膨胀剂、防水剂、混凝土泵送剂、喷射混凝土用的速凝剂等
  • 配合比设计步骤
    • 初步→试验室→基准→施工
  • 混凝土施工
    • 1、原材料计量：对砂石的含水率的检测，每一工作班不应少于一次
    • 2、混凝土搅拌：应在搅拌地点和浇筑地点分别随机取样检测塌落度，并观察粘聚性和保水性，每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准，如从出料至入模时间不超过15Min,可以在搅拌地点检测
  • 混凝土运输
    • 1、混凝土的运输能力应满足凝结速度和浇筑速度的要求
    • 2、严禁在运输过程中向混凝土搅拌物中加水
    • 3、采用泵送混凝土时，应保证混凝土泵送连续工作，泵送时间不宜超过15min
  • 混凝土浇筑
    • 1、浇筑前的检查：模板、支架、钢筋及预埋件
    • 2、混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕
    • 3、振捣密实的标准：应以使混凝土表面出现浮浆，不再冒气泡和不再沉落为准
  • 混凝土养护
    • 1、洒水养护时间：硅酸盐、普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥-不得少于7d；掺用缓凝型外加剂、有抗渗等要求、高强度混凝土-不少于14d
    • 2、当气温低于5°C时，应采取保温措施，不得对混凝土洒水养护
  • 大体积混凝土浇筑施工质量控制主要措施
    • 内因（原材料、配合比）
      • 1、选用低水化热水泥（大坝水泥、掺火山灰、矿渣）
      • 2、充分利用中后期强度，尽可能降低水泥用量
      • 3、严格控制集料级配及其含泥量
      • 4、参加合适的缓凝、减水等外加剂
      • 5、塌落度控制在120±20mm
      • 6、混凝土采用冷水或冰水拌合
      • 7、投毛石法（水工结构，25%）
    • 外因（浇筑、振捣与养护）
      • 1、控制混凝土的入模温度在25°C以下
      • 2、分层分段浇筑。温差：20°C（中心与表面、表面与气温、抗裂25·30°C）。内降：混凝土内部预埋冷却管；外保：覆盖保温材料
• 预应力混凝土施工技术
  • 预应力筋的制作
    • 1、下料长度：孔道长度或台座长度、锚（夹）具长度，千斤顶长度、焊接接头或墩头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等
    • 2、加工：宜使用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割
    • 墩头锚固：高强度钢丝宜采用液压冷镦；冷拔低碳钢丝可采用冷冲墩粗；钢筋宜采用电热墩粗（HRB500级钢筋墩粗后电热处理）
    • 4、支点：支点距离不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m
  • 管道与孔道
    • 1、孔道分类：可由钢管抽芯、胶管抽芯或金属伸缩真管抽芯预留。这些管道应具有足够强度和刚度，不允许有漏浆现象
    • 2、检验批：金属50000M，塑料10000
    • 3、内横截面积：至少应是预应力筋净截面积的2.0倍
  • 锚具、夹具和连接器
    • 基本要求
      • 1、分类：夹片式（单孔和多孔夹片锚具）、支承式（墩头锚具、螺母锚具）、握裹式（挤压锚具、压花锚具）、组合式（热铸锚具、冷铸锚具）
      • 2、具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性
    • 验收规定
      • 1、锚具、夹具（1000套）和连接器（500套）检验
      • 2、外观：10%且不少于10套
      • 3、硬度：5%且不少于5套
      • 4、静载锚固性能试验：大桥、特大桥等重要工程、质量证明资料不齐全、不正确或质量有疑点的锚具，抽取6套锚具组成3个预应力锚具组装件，由具有相应资质的专业检测机构进行
  • 预应力混凝土配置
    • 1、优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不宜使用矿渣硅酸盐水泥，不得使用火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥
    • 2、水泥用量不宜大于550km/m³
    • 3、严禁使用含氯化物的外加剂及引气剂或引气型减水剂（氯离子最大含量不宜超过水泥用量的0.06%）
  • 预应力混凝土浇筑
    • 1、锚固区及钢筋密集部位加强振捣
    • 2、避免碰撞
  • 预应力张拉施工
    • 基本规定
      • 1、采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核（6%）
      • 2、预应力张拉时，初应力宜为张拉控制应力的10%·15%，伸长值应从初应力时开始测量
      • 3、应在张拉控制应力处于稳定状态下进行预应力筋的锚固
    • 先张法预应力施工
      • 1、张拉台座应具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数不得小于1.5，抗滑移安全系数不得小于1.3.锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致
      • 2、预应力筋就为后，严禁使用电弧焊切割或焊接梁体钢筋及模板。隔离套管内端应堵严
      • 3、同时张拉多跟预应力筋时，各根预应力筋初应力应一致
      • 4、先张法预应力筋张拉程序符合表中规定。张拉钢筋时，为保证施工安全，应在超张拉放张至0.9σcom才安装模板、普通钢筋及预埋件等
    • 后张法预应力施工工序及要点
      • 1、场地处理、设底模
      • 2、钢筋骨架制作、固定波纹管、模板制作：压浆孔与溢浆孔；排气孔与排水孔。安装就位后应立即通孔检查，发现堵塞应及时疏通。管道经检查合格后，应将端面封堵，防止杂物进入。安装后需2在其附近进行焊接作业时，必须对管道采取保护措施
      • 3、混凝土浇筑、振捣及养护、托模：浇筑之前，必须检查管道井并确认完好；应定期抽动，转动预应力筋。先浇筑混凝土后穿束时，浇筑后应立即疏通管道，确保其畅通。采用蒸汽养护时，养护期内不得装入预应力筋。穿束后至灌浆完成应控制在下列时间内，否则应对预应力筋采取防锈措施：空气湿度大于70%或盐分过大时，7d；空气湿度40%·70%时，15d;空气湿度小于40%时，20d
      • 4、穿预应力筋束、预应力筋张拉：按计算长度下料，用人工或卷扬机等其他牵引设备穿入孔道。张拉强度：强度设计值75%；限制位移的模板拆除后进行。张拉设备：配套使用，配套定期校验。张拉方式：曲线或L≥25m直线-----宜在两端张拉；L〈25m直线-----可在一端张拉。宜先中间，后上、下或两侧。后张发预应力筋张拉程序（注意初应力、超张拉及持荷）。断丝、滑丝、断筋的数量。控制应力达到稳定后方可锚固（外露长度不宜小于30mm）,锚具应用封端混凝土保护（张拉切割后即封堵）
      • 5、压浆：张拉后，应当及时用水泥浆进行孔道压浆，水泥浆的强度不得低于30MPa。每一工作班组应留取不少于3组砂浆试块，标养28d。压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5°C。当白天气温高于35°C时，压浆宜在夜间进行
      • 6、封锚