超全面!桥梁施工标准化施工指南(桥梁基础 围堰 承台等)
一、主要施工技术
1.桥梁基础施工技术
2.围堰施工技术
3.墩身承台施工技术
4.膺架移动模架现浇梁施工技术
5.连续梁(刚构)施工技术
6.拱桥施工技术
7.斜拉桥施工技术
1.1明挖基础
又称扩大基础。
立面一般为台阶形。
埋置深度浅,构造简单。
深度要求:承载力,冲刷线,土壤冻结线。
1.2钻孔桩基础
冲击钻机成孔:冲击钻孔施工适用于黄土、粘性土、粉质粘土、杂土、坚硬土层、含有孤石的砂砾石层、漂石层、岩层等。
回旋钻机成孔:适应于于黏土、亚粘土、砂土、亚砂土、风化岩、岩石等地质类型,在有地表水、地下水的地质也同样适用。
套管钻机成孔:适应于有流砂,有地下水的地(砂)层。
旋挖钻机成孔:适用于土层、砂卵石、风化岩及岩层等地质。
1.2钻孔桩基础-护筒埋设
1.2钻孔桩基础-泥浆调制与循环系统设置
安全防护:采用满堂支架制梁时,泥浆池不宜设置在两墩之间
1.2钻孔桩基础-验孔
1.2钻孔桩基础-灌注砼
1.2钻孔桩基础-问题及防治
塌孔:调节泥浆、护壁、护筒、回填重钻
偏孔:钻机(平稳准)、控制进尺、回填重钻
扩孔和缩孔:调节泥浆、形成护壁/钻头磨损?
梅花孔:调节泥浆、冲程,转向装置检查,回填重钻
卡钻:
糊钻和埋钻:调节泥浆、冲程,清渣
浮笼:导管埋深、控制灌注速度,上下抖动导管
1.3挖孔桩基础
采用人工下井以风镐或风钻,辅助适当的爆破开挖成孔,配以简单机具设备,灌筑混凝土成桩。
适用于无水或少水的较密实的各类土层或岩层。
1.4沉井基础
适用条件:非岩石土层。
浮式沉井:适用于水深流急的大江大河上施工。
就地制作沉井:适用于水深较小、流速较缓及枯水期河床面外露的施工场合。
起源:
先秦时期即通过修筑草土堤堰进行水利工程施工,如灵渠。
清代靳辅著的《治河方略》中记载“用船装运土于水中筑成围埂,其埂出水二尺,中阔三十丈,长五十丈。围埂既成,用草料防护,随将埂内之水车干”。
定义与作用:
挡土隔(止)水
临时性围护结构
提供安全的作业空间
常用类型:
土围堰,地连墙,排桩,咬合桩,钢板桩,锁口钢管桩,双壁钢围堰,钢吊箱等
一、钢板桩围堰
适用范围:
土层:砂类土、黏性土、碎石土、风化岩
淤泥质软土中要有可靠措施
深度:7~8m
优点:
强度高、止水效果好
施工灵活、速度快
可重复使用
缺点:
刚度较小
支撑工作量大
围堰设计:
围堰顶面标高确定原则
应高出施工期间最高水位(包括浪高)或原地面0.5~0.7m
内支撑布置原则:
1.基础平面形状、尺寸和开挖深度
2.不妨碍基础和墩柱施工
3.基坑周围的环境保护要求
内支撑常用布置形式:
设计依据:
1.设计文件、地勘报告与水文资料;
2.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120)
3.《钢结构设计规范》(GB50017)
设计验算内容与步骤:
1.拟定材料规格和内支撑布置;
2.计算内支撑的弹性刚度与材料抗力;
3.根据地质报告、水文资料计算水土压力;
4.钢板桩内力计算及承载力、刚度验算;
5.基坑整体稳定、抗倾覆稳定性及抗隆起验算;
6.计算钢板桩嵌固深度;
7.内支撑体系内力计算及承载力、刚度验算
◆U型拉森钢板桩
◆拉森四型、拉森六型
◆出厂长度12m、18m
◆长度>18m需焊接接长
◆验收规格、材质和接头焊接质量
转角处理方法:
内支撑:
多采用钢支撑
腰梁:H型钢、Ⅰ字钢
支撑:钢管、H型钢、Ⅰ字钢
验收:材料规格是否设计相符
优点:
1.安拆方便、速度快
2.可重复使用
3.可调整钢板桩变形
缺点:
1.整体刚度相对较弱
2.支撑间距相对较小
施工工艺流程
技术要点
二、双壁钢围堰
适用范围:
覆盖层较薄
易清淤吸泥
河床平坦
优点:
整体刚度及强度大
可兼作施工平台基础
可兼作承台模板
缺点:
材料回收率底、成本高
施工难度大
围堰设计:
设计依据 :
1.设计文件、地勘报告与水文资料;
2.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120)
3.《钢结构设计规范》(GB50017)
设计验算内容与步骤:
1.围堰构造设计和拟定材料规格;
2.根据地质报告、水文资料计算水土压力;
3.结构受力分析及各构件承载力、刚度验算;
4.吊放系统设计与验算。
围堰顶面标高确定原则:
应高出施工期间最高水位(包括浪高)或原地面0.5~0.7m
内支撑布置原则:
1.不得妨碍基础和墩柱施工
2.圆形围堰一般不设置内支撑
3.较大长方形围堰根据验算增设内支撑
技术要点:
1、制作:工厂制作,分块检验(煤油渗透试验)
2、拼装:桥位拼装、异位拼装
3、浮运:适用于大型围堰
4、下沉
◆下放方法
◆吸泥设备:吸泥机、空压机
◆限位措施
◆测量与纠偏
5、封底
6、封底
7、内支撑
先封底,后支撑。
8、拆除
3.1承台
3.2桥墩—定义及分类
定义:多跨桥的中间支承结构。
3.2桥墩—优缺点比较
优点:
整体刚度大
抗倾覆性能好
承重性能好
节省材料
自重轻
施工简便
节省材料
自重轻、节约材料
美观
刚度和强度大
缺点:
自重大
抵抗冲击能力差
跨度小
抵抗冲击能力差
3.3桥台—定义及作用
桥台定义:位于桥梁两端的支承结构,是桥梁与道、隧的连接点。
作用:
传递荷载
抵挡台后的填土压力
稳定桥头路基
靠而平稳地连接桥头线路和桥上线路
4.1膺架施工支架类型
梁式支架:适用于跨越道路或浅水河流及墩高较高的梁体现浇施工。
满堂式支架:适用于地基条件较好,跨越旱地且墩高较低的梁体现浇施工。
分组讨论:
案例:2005年12月14日贵州小尖山大桥现浇梁支架垮塌。
讨论:支架设计和施工中可能有哪些问题造成了此次事故?
1、支架型式选择错误,支架高宽比过大。
2、地基处理有问题,边跨地基纵坡过大。
地基处理技术要点:
满堂式支架地基处理:
1、地基承载力试验。
2、设置排水坡和排水沟。
3、地基坡度过大应做成台阶状。
梁式支架地基处理:
1、扩大基础基底地基承载力试验。
2、钢管桩平面位置、竖直度、入土深度和钢管接长焊接质量。
支架搭设技术要点:
进场材料质量验收
满堂式支架搭设:
1、按照规范要求和支架方案搭设,剪刀撑的设置尤为重要。
2、监控立杆的竖直度,各构件的连接情况,顶底托是否脱空和自由端长度,与桥墩等结构的连墙质量等内容。
梁式支架搭设:
1、监控钢管桩平面位置、竖直度、横向连接和接长焊接质量等内容。
2、贝雷梁(型钢梁)与下方的型钢主横梁采用连接槽钢(焊接)方式进行连接。
支架搭设完毕后,应组织人员进行验收并挂牌。
支架预压技术要点:
1、可采用砂袋、水箱或预制块等方式预压。
2、预压重量不小于施工最大荷载的110%,分级预压。砂袋做好防雨覆盖措施。
3、分级堆载和分级卸载过程中进行沉降测量观测,计算支架变形量和地基沉降量。
钢筋、预应力安装技术要点:
1、钢筋、预应力的施工顺序。
2、预应力管道定位。
3、预应力管道的保护。
混凝土施工技术要点:
1、腹板与底板倒角处的混凝土浇筑。
2、浇筑期间对预应力管道的保护。
3、大体积混凝土的浇筑和养生。
预应力张拉压浆技术要点:
1、张拉前解除支座约束。
2、张拉顺序。
3、张拉力和伸长量双控。
4、压浆料配合比。
支架拆除技术要点:
1、先上后下,后装先拆。
2、剪刀撑不可一次性全部拆除。
4.2移动模架类型
移动模架拼装技术要点:
1、拼装方案:拼装支架设计、吊装机具选择。
2、拼装平台施工。
3、进场构件节段验收。
4、吊装、连接。
组织人员验收。
移动模架拼装流程:
移动模架拼装监控重点:
1、进场构件的质量,包括材质、尺寸、加工精度等。
2、高强连接螺栓拧力。
3、焊接焊缝的质量,外观和探伤检测。
4、滑道、模板等接缝处的平整度。
5、液压系统的密闭性和灵敏性。
移动模架预压技术要点:
1、模拟荷载分布情况。
2、分级预压,测量模架变形量。
梁体现浇技术要点:
参考膺架现浇梁施工。
可以采取哪些措施缩短移动模架现浇梁施工工期?
钢筋整体吊装入模系统。
移动模架开模、走行技术要点
1、侧模外移、底模下降开模。
2、模架整体纵移,两侧同步,控制走行速度。
工艺概念:悬臂灌筑法又称无支架平衡伸臂法或挂篮法,是以完成的墩顶节段(0号块)为起点,通过挂篮的前移对称地向两侧跨中逐段灌筑混凝土,并施加预应力,节段循环作业的方法。
挂篮预压的目的:
1、检查挂篮加工及安装质量,检验挂篮的承载力及稳定性。
2、消除挂篮加荷后的非弹性变形,测定弹性变形及非弹性变形规律,为各梁段立模预抬量提供依据。
挂篮前移→外模就位,并调整底模标高→绑扎底、腹板钢筋,安装预应力管道→拼装内模和端模→绑扎顶板钢筋,安装预应力管道→浇筑梁段混凝土并养护→梁端面混凝土凿毛→张拉预应力→孔道压浆→接长轨道,解除相关约束,做好挂篮前移准备→进入下一个梁段循环
边跨直线段施工:
主要技术措施:
⑴确定地基加固方案、支架搭设结构,验算合格;
⑵采用设计荷载1.2倍重量预压;
⑶为减少直线段与悬浇段收缩徐变不一致,直线段不宜过早浇筑。
⑸浇筑推进方向应使永久支座均匀受力。
短边跨直线段与合龙段同步浇筑:
连续梁完成悬浇节段后挂篮继续向前走行,主桁架伸过边墩顶,并在墩顶设置前支点,利用挂篮模板完成边跨直线段与合龙段同步浇筑
适用条件:
①边直段长度≤6m
②悬浇采用平行桁架挂篮(贝雷梁挂篮)
优势点:
①边直段实现无支架施工,节约成本
②尤其适合处于深谷、河沟中的连续梁
③在设计阶段提前考虑,可以进一步推广
合龙段施工:
连续梁体系转换:
(1)实现成桥线形:通过配换重和临时预应力束、劲性骨架锁定等措施,实现施工线形向成桥线形的转换
(2)优化结构内力:通过合龙顺序优化、合龙段顶推调整内力等措施,实现连续梁(刚构)恒载内力分布合理且尽可能缩小各项次内力的不利影响。
常见施工方法:
6.1支架法施工拱桥
适用范围:跨度、矢高小,跨越区域冲刷及支架施工方便,两岸高差小,及通航要求低。
6.2悬拼法施工拱桥
适用范围:适宜于山谷、宽深河流及施工期水位变化频繁不宜水上作业的拱桥施工。
6.3悬浇法施工拱桥
适用范围:适用于山谷、宽深河流及施工期水位变化频繁不宜水上作业的河流、湖泊、海域上桥梁的施工。
6.4转体法施工拱桥
适用范围:适合于施工场地狭窄,地势陡峭的山谷、宽深河流、施工期水位变化频繁不宜水上作业及跨线的拱桥。
6.5吊杆安装施工
适用范围:用于各类拱桥吊杆(立柱)的现场安装施工
6.6拱肋内混凝土压注施工
适用范围:用于钢管混凝土拱桥施工
常见施工方法:
7.1索塔施工
适用范围:适用于钢筋混凝土主塔施工
索塔施工核心设备-液压爬模
7.2预应力砼主梁悬浇施工
适用范围:适用预应力混凝土斜拉桥主梁的悬浇节段施工,悬浇施工常用牵索挂篮。
悬浇施工核心设备-牵索挂篮
7.3钢桁主梁悬拼施工
适用范围:适用于斜拉桥上部结构钢桁梁安装施工
7.4平行钢丝斜拉索施工
适用范围:适用于采用平行钢丝索的预应力砼斜拉桥拉索安装况,其它形式桥梁的斜拉索安装施工可参考。
桥梁施工新技术:
斜拉桥梁上运梁旋转悬拼技术
钢混结合段模块组拼滑移技术
梁体节段预制拼装技术
基于BIM的桥梁施工管理