1、2B310000 公路工程施工技术 课件 13： 2B313000 桥涵 工程 2B313010 桥梁的组成、分类及主要 施工技术 一、 桥梁的组成与分类 （一）桥梁的组成 1、相关尺寸与术语名称 基础 净跨径 l0 计算跨径 l 桥梁全长lL 桥台 桥墩 桥面系 支座 桥 梁 高 度 桥梁净空高度 桥梁的组成 上部结构 又称桥跨结构，主要承重结构 下部结构 包括桥墩、桥台、基础 附属设施 桥面系（ 桥面铺装、排水防水系统、栏杆） 伸缩缝、桥台搭板、锥坡 支座系统 1) 净跨径：梁桥：设计洪水上相邻两个桥墩或桥台之间的净距，用 LO 表示； 拱桥：每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。 2
2、) 总 跨径：多孔桥各孔净跨径之和； LO 它 反映桥下宣泄洪水的能力。 3) 计算跨径：对于具有支座的桥梁指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱桥，拱圈（拱肋）各截面形心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；用 l 表示。 4) 桥梁全长：桥梁两端的两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，用 L 表示 。 5) 桥梁高度：桥面与低水位之间的高差；或桥面与桥面下线路路面之间的距离；在某种程度上反映桥梁施工的难易性。 6) 桥下净空高度：是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离；以 H 表示，它应保证 能安全排洪，不得小于该河通航所规定的净空高度。 7) 桥梁建筑
3、高度：是指桥上行车路面 （轨顶） 标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径大小有关 ，而且还随行车部分在桥上布置的高度而异；公路（铁路）定线中所确定的桥面（轨顶）标高，与通航净空顶部的标高差，有称为 容许建筑高度 。桥梁的建筑高度不得大于容许建筑高度，否则就不能保证桥下通航f fo L/2 LO 要求。 8) 净矢高：指拱桥从拱顶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，用 fo 表示； 9) 计算矢高：拱顶截面形心至相邻两拱脚形心之连线的垂直距离用 f 表 示。 10) 矢跨比：计算矢高 f 与计算跨径 l 之比（ f/l）， 它反映拱桥受力特性的重要指标。 例
4、 ： 单跨拱桥的两拱脚截面最低点之间的水平距离称为该桥的 (A)（ 2009、二建） 。 A净跨径 B单跨跨径 C计算跨径 D桥梁全长 例 ： 公路定线中确定的桥面标高与通航净空顶部标高之差称为 (C) (2009、一建 ) A桥梁高度 B桥梁建筑高度 C桥梁容许建筑高度 D桥梁净空高度 例 ： 桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离称为（ A） (2006 一建 )。 A.桥梁全长 B.桥梁孔径 C.计算跨径 D.总跨径 例 ：桥梁容许建筑高度是指公路 (或铁路 )定线中所确定的 (2010，二建 ). A桥面标高与设计洪水位之差 B桥面标高与通航净空顶部标高之差 C.桥跨结构最下缘
5、与设计洪水位之差 D.桥跨结构最下缘与通航净空顶部标高之差 例 ： 某高速公路有一座单跨拱桥，其净跨径为 l0，计算跨径为 l，净矢高为 f0，计算矢高为 f，则该拱桥的矢跨比为（ D） （ 2007、一建） 。 A f0/l0 B f0/l C f/l0 D f/l （二）桥梁的分类 1、桥梁的基本体系： 梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥 。 1) 梁式体系 梁式桥梁是梁作为承重结构以它的 抗弯能力 来承受荷载。梁：简支梁、悬臂梁、固端梁、连续梁。 2) 拱式体系 主要承重结构是拱肋，以承压为主，可采用抗压能力强的圬工材料 （石、混凝土、钢筋混凝土）来修建。 3) 刚架桥 是一种介于梁与拱之间的
6、一种结构体系 ，它是由受弯的上部梁（板）结构和承压的下部柱（墩）整体结合一起的结构。一般用于跨度不大的城市桥梁和公路 高架桥和立交桥。 4) 悬索桥 以悬索为主要承重结构的桥。大跨桥梁的主要形式。 5) 组合体系 连续刚构、梁、拱组合体系、斜拉桥 2、桥梁的其它分类 1) 按用途分：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥等 2) 按桥梁长度分：特大桥、大桥、中桥、小桥 3) 按主要承重材料分：圬工桥（砖、石、混凝土）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥 4) 按跨越障碍的性质分：跨河桥、跨线桥（立体交叉）、高架桥和栈桥 5) 按上部结构的行车道位置，上承式、中承式、下承式桥。 例 ： 桥梁按结构体
7、系划分，有梁式桥、拱桥、悬索桥和 （ B）四种基本体系。 (2007、一建 ) A斜拉桥 B刚架桥 C连续刚构桥 D梁、拱组合体系桥 二、 桥梁的基础施工 （一）桥梁基础的分类： 刚性基础、桩基础 、管柱、沉井、地下连续墙 （二）各类基础的适用条件 （三） 明挖扩大基础 基础定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理、基础砌筑 基坑底部尺寸较设计平面尺寸每边各增加 0.5 1.0m，以便于支撑、排水、立模板（工作宽度） 基坑排水方法： 积水坑排水法、井点排水法 等 基坑 施工中的 注意事项 ： * 在基坑顶缘四周适当距离设截水沟，避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁稳定性； * 坑壁边缘应留有护道，静荷距
8、坑边缘不小于 0.5m，动荷载不小于 1.0m； * 应经常注意坑边缘顶面土有无裂缝，坑壁有无疏散 塌落现象发生； * 基坑尽量在少雨季节施工 * 基坑应及时回填，对桥台及河床铺砌的桥墩基坑，应分层夯实。 （四）钻孔灌注桩基础施工 钻孔灌注桩是施工主要工序：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清孔、钢筋笼制作与吊装、灌注水下混凝土。 护筒作用 ：稳定孔壁、防止塌孔、隔离地表水、保护孔口 地面、固定桩孔位置、钻头导向。 桥梁的基础 刚性基础 适用于地基承载力较好的各类土层 桩基础 管柱、沉井 适用于各种 土质基底、尤其是深水、岩面不平无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜做其它基础时，均可采用 沉桩 锤击
9、沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力沉桩 钻孔灌注桩 适用于黏性土、沙土、卵砾石碎石、岩石等各类土层 挖孔灌注桩 适用于无地下水、少量地下水且较密实土层或分化岩层 地下连续墙 适用于 作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向、侧向荷载的桥梁基础 泥浆制备：钻孔泥浆由 水、黏土（膨润土）、添加剂 组成； 泥浆的作用有 ：浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力、隔断孔内外渗流、 防止坍孔； 正循环回旋钻孔 ：利用钻具切削土体钻进，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， 泥浆夹带钻渣沿钻孔上升，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。其特点：钻进与排渣同时进行。
10、 反循环回旋钻孔 ： 与正循环不同的是泥浆输入钻孔，然后从钻头的钻杆下口吸进通过钻杆中心排出至沉淀池。特点： 排渣与钻进效率高，钻 渣容易堵塞管道，泥浆质量要求较高。 旋挖钻机钻孔：是一种高度集成的桩基施工设备，采用一体化设计，履带式360o 回旋底盘及桅杆式钻杆，一般为全液压系统。适用于：黏土、粉土、砂土、淤泥质土 、人工回填土、含有部分卵石、碎石的地层。 清孔：抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法及用砂井置换清孔法。其中：抽浆法比较彻底，适合于各种钻孔方法的灌注桩。 清孔质量要求： 摩擦桩 ：孔底沉淀土厚度，中、小桥不得大于（ 0.4 0.6d桩的直径 ），大桥按设计文件规定。 支承桩 ：宜
11、用 抽浆法清孔 。 灌注水下砼： * 备料、搅拌设备、用电、运输设备； * 用钢导管灌注，导管内径为 200 300mm，使用前进行水密承压、和接头抗拉试验，严禁压气试压； * 混凝土运到灌注地点检测均匀性和塌落度，如不合要求，二次搅拌； * 首批混凝土的数量满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需要，首批混凝土下落后应连续浇注； * 灌注过程中，导管埋置深度在 2 6m，浇注过程中经常检测和调整导管埋深； * 为防止钢筋笼上浮，当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部 1m 时，应降低混凝土浇注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口 4m以上时，提升导管 ，使其底口高于骨架底部 2m以上，恢复正常浇注速度。
12、* 浇注过程中，特别是有潮汐地区和承压水地区，注意保持孔内水头； * 孔内溢出的泥浆及时疏导，不得污染环境和河流； * 发生故障时，查明原因，确定合理的处理方案，及时处理 * 例 ： 桥梁桩基钻孔时，钻渣从钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内，这种钻孔方法称为 (B)（ 2009、二建） 。 A冲击钻孔法 B正循环回转钻孔法 C反循环回转钻孔法 D旋挖钻机钻孔法 例 ： 钻孔灌注桩施工中，制备泥浆的主要作用有 (ABCD )（ 2009、一建） 。 A，冷却钻头 B。润滑钻具 C浮悬钻渣 D防止坍孔 E，减小孔内静水压力 例 ： 钻孔灌注桩施工中，用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥
13、浆笼头，并通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内的钻孔方法是 (2010 二建 ) A正循环回转钻孔法 B.反循环回转钻孔法 C螺旋钻孔法 D冲抓钻孔法 三、 桥梁的下部结构施工 （一）承台施工 承台施工注意：承台处于干处、水中；基底的处理 ； 模板一般组合钢模。 （二）墩台施工 1、钢筋混凝土墩台 2、石砌墩台 施工 四、 桥梁的上部结构施工 （一）桥梁上部结构装配式施工 1、先张法预制梁、板 工序要点： 1） 按预制需要，整平场地，完善排水系统，统筹规划水电系统的布设安装； ） 2） 根据）梁的尺寸、数量、工期确定预制台座长度、数量、尺寸，台座应坚固、平整、不沉陷、表明光滑； 3） )承力台座由混凝
14、土筑城，应有足够的刚度、强度、稳定性，；钢横梁受力后，挠度不能大于 2mm。 施工要点 ： 1) 同时张拉多根预应力筋时，应预先调整初应力，使相互之间的应力一致；张拉过程中，应使活动横梁和固定横梁始终保持平行，并抽查预应力值，其偏差的绝对值不得超 过按一个构件全部力筋预应力总值的 5%。 2) 预应力张拉完毕后，与设计位置偏差不得大于 5mm，同时不得大于构件总边长的 4%。 3) 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%，同时对于预应力钢筋不允许断筋。 4) 横梁应有足够的刚度，受力后挠度应不大于 2mm。 5) 应先张靠近台座截面重心的预应力钢材，防止台座承受过大的偏心
15、压力， 6) 在台座上铺放预应力筋时，应采取措施防止沾污预应力筋。 7) 用横梁整批张拉时，千斤顶应对称布置，防止活动横梁倾斜。 8) 张拉时，张拉方向应与预应力钢材在同 一直线上。 9) 紧锚塞时，用力不可过猛，以防止预应力钢材折断，拧紧螺母时，应注意压力表读数始终保持在控制张拉力处。 10) 台座两端应设防护措施。张拉时，沿台座长度方向每隔 4 5m 应放一防护架。 11) 当预应力钢筋张拉到控制张拉力后，宜停 2 3min 再打紧夹具或拧紧螺母。此时操作人员应站侧面。 2、后张法预制梁板 施工 工 序： 1） 按施工需要规划预制场地，整平压实，完善排水系统，确保场内不积水。 2） 根据预
16、制梁的尺寸、数量、工期，确定预制台座的数量、尺寸，台座用表面压光的梁（板）筑成，应坚固不沉陷，确保 底模沉降不大于 2mm，台座上铺钢板底模或用角钢镶边代作底模。当预制梁跨大于 20m 时，要按规定设置反拱。 3） 根据需要及设备条件，选用塔吊或跨梁龙门吊作吊运工具，并铺设轨道。 4） 统筹规划梁（板）拌和站及水、电管路的布设安装。 5）预制模板由钢板、型钢组焊而成，应有足够的强度、刚度和稳定性，尺寸规范、表面平整光洁、接缝紧密、不漏浆，试拼合格后，方可投入使用。 6）在绑扎工作台上将钢筋绑扎焊接成钢筋骨架，把制孔管按坐标位置定位固定，如使用橡胶抽拔管要插入芯棒。 7）用龙门吊机将钢筋骨架吊装
17、入模，绑扎隔板钢筋，埋 设预埋件，在孔道两端及最低处设置压浆孔，在最高处设排气孔，安设锚垫板后，先安装端模，再安装涂有脱模剂的钢侧模，统一紧固调整和必要的支撑后交验。 8）将质量合格的梁（板）混凝土用拌和车运输，卸入吊斗，由龙门吊从梁的一端向另一端水平分层浇筑，先下部捣实后再腹板、翼板，浇至接近另一端时改从另一端向相反方向顺序下料，在距梁端 3 4m 处浇筑合龙，一次整体浇筑成型。当梁高跨长，或混凝土拌制跟不上浇筑进度时，可采用斜层浇筑，或纵向分段，水平分层浇筑。 9）梁（板）混凝土的振捣以紧固安装在 侧模上的附着式为主，插入式振捣器为 辅 ，振捣时要掌握好振动的持续时间、间隔时间和钢筋密集区
18、的振捣，力求使梁（板）混凝土达到最佳密实度而又不损伤制孔管道。 10）梁（板）混凝土浇筑完成后要将表面抹平、拉毛，收浆后适时覆盖，洒水湿养不少于 7d，蒸汽养生恒温不宜超过 80，也可采用喷洒养生剂。 11）使用龙门吊拆除模板，拆下的模板要顺序摆放，清除灰浆，以备再用。 12）构件脱模后，要表明型号，预制日期及使用方向。 13）将力学性能和表面质量符合设计要求的预应力钢丝或钢绞线按计算长度下料，梳理顺直，编扎成束，用人工或卷扬机或其他牵引设备穿入孔道。 14）当构件梁（板）达到规定强度时，安装千斤顶等张拉设备，准备张拉。 15）张拉使用的张拉机及油泵、锚、夹具必须符合设计要求，并配套使用，配套
19、定期校验，以准确标定张拉力与压力表读数间的关系曲线。 16） 按设计要求在两端同时对称张拉 ，张拉时千斤顶的作用线必须与预应力轴线重合，两端各项张拉操作必须一致。 17）预应力张拉采用 应力控制，同时以伸长值作为校核 。实际伸长值与理论伸长值之差应满足规范要求，否则要查明原因采取补救措施。 18）张拉过程中的断丝、滑丝数量不得超过设计规定，否则要更换钢筋或采取补救措施。 19） 预应力筋锚固要在张拉控制应力处于稳定状态时进行，其钢筋内缩量不得超过设计规定。 20）预应力筋张拉后，将孔道中冲洗干净，吹除积水，尽早压注水泥浆。 后张法张拉时的施工要点： 1）对钢筋施加预应力之前，应对构件进行检验，
20、外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时，构件混凝土强度应符合设计要求；设计无要求时，不应低于设计强度等级值的 75 。当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时，砂浆强度不低于15MPa。 2）对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁板与锚具和垫板接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净 。当采用先穿束的方法时用压气、压水较好。 3）钢筋穿束前，螺丝端杆的丝扣部分应有水泥袋纸等包缠 2 3 层，并用细铁丝扎牢；钢丝束、钢绞线束、钢绞束等穿束前，将一端找齐平，顺序编号。对于短束，用人工从一端向另一端穿束；对于较长束，应套上穿束器，由引线及牵引设备从另一端拉出。 4）对于夹片式锚具，上好的
21、夹片应齐平，在张拉前并用钢管捣实。 （ 5）预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可采取分批、分段对称张拉。 6）应使用能张拉多根钢绞线或钢丝的千斤顶同时对每一钢束中的全部力筋施加应力，但对于扁平管道中不 多于 4 根的钢绞线除外。 7）预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。当设计无具体要求时，对于曲线预应力筋或长度不小于 25m的直线预应力筋，宜在两端张拉；对长度小于 25m的直线预应力筋，可在一端张拉；曲线配筋的精轧螺纹钢筋应在两端张拉，直线配筋的精轧螺纹钢筋可在一端张拉。 8）后张预应力筋断丝及滑丝不得超过有关规定的控制数。 9）预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。预应力
22、筋锚固后的外露长度不宜小于 300 ，锚具应用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采取防止锈蚀的措施。一般情况下，锚固完毕并经检验合格后即可切 割端头多余的预应力筋，严禁用电弧焊切割，强调用砂轮机切割。 10）张拉切割后即封堵。用素灰将锚头封住，然后用塑料布将其裹住进行养生，以防止裂缝而使锚头漏浆、漏气，影响压浆质量。 施工中易出现的问题及处理方法 1）预应力损失过大 预应力损失过大是指预应力施加完毕后预应力筋松弛，应力值达不到设计值的现象。 原因分析 锚具滑丝或钢绞线（钢丝束）内有断丝。 钢绞线（钢丝）的松弛率超限。 量测表具数值有误，实际张拉值偏小。 锚具下混凝土局部破坏变形过大。 钢索与孔
23、道间摩阻力过大。 防治措施 检查预应力筋的 实际松弛率，张拉钢索时应采取张拉力和引伸量双控制。事先校正测力系统，包括表具。 锚具滑丝失效，应予更换。 钢绞线（钢丝束）断丝率超限，应将其锚具、预应力筋更换。 锚具下混凝土破坏，应将预应力释放后，用环氧混凝土或高强度混凝土补强后重新张拉。 改进钢束孔道施工工艺，使孔道线形符合设计要求，必要时可使用减摩剂。 锚头下锚板处混凝土变形开裂 1）原因分析 通常锚板附近钢筋很密，浇筑时振捣不密实，以致该处混凝土强度低。 锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够。 1） 预防措施 锚板 、锚垫板必须有足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布
24、置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力。 浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土的强度。 2） 治理方法 将锚头取下，凿除锚下损坏部分，然后加筋用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。 例 ： 下列说法正确的是 （ ACE）。 A、先张法预制梁（板）承力台座由混凝土筑成，应有足够的强度、刚度和稳定性，钢横梁受力后，挠度不能大于 2 B、先张法 按技术规范或设计图纸规定的张拉强度进行张拉，一般为： 0初应力 103 k（持菏 2 分钟） k（锚固） C、先张法中钢绞线张
25、拉后 8 小时，开始绑扎除面板外的普通钢筋 D、后张法按设计要求在两端同时对称张拉，张拉时千斤顶的作用线必须与预应力轴线重合，两端各项张拉操作必须一致；张拉设备不足时，宜单端正张拉 E、预应力张拉采用应力控制，同时以伸长值作为校核 （二）桥梁上部 结构 支架施工 1、支架、拱架、模板的类型 1) 支架： 立柱式支架：用于陆地、不通航的河道、桥墩不高 小跨径桥梁； 梁式支架： 根据跨径不同可采用：工字钢、钢板梁、钢桁梁。 梁柱式支架：桥墩较高、跨径较大支架下必须通航或排洪时使用。 2) 拱架：支柱式、撑架式、扇形、桁式、组合式。 3) 模板：组合钢模、木模板、木胶合板、竹胶合板等。 2、支架、模
26、板制作、安装时注意事项 1) 构件 连接紧密、减小变形、使 支架 沉降量 符合设计； 2) 保持支架稳定，防止支架、脚手架和便桥接触； 3) 模板接缝必须密合，以防漏浆漏浆； 4) 外露面模板应涂石灰乳浆、肥皂水、无色润滑油等润滑剂。 3、确定施工预拱度应考虑的因素： 1) 卸 架后上部构造本身及活载一半所产生的竖向挠度； 2) 支架在荷载作用下的弹性压缩 挠度； 3) 支架在荷载作用下的非弹性压缩挠度； 4) 支架基底在荷载作用下非弹性沉陷； 5) 由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度。 4、施工工序（现浇预应力混凝土箱梁为 例 ） 1) 地基处理：变形、沉陷、防水、排水； 2) 支架： 强度
27、、刚度、稳定性满足要求，计算时考虑荷载 ：梁体混凝土重量、模板及支架重量、施工（人、料、机）荷载、作用在模板、支架上的 风 力、其它可能产生的荷载 （如：雪荷载、保证设施等）； 3) 模板：由底模、侧模、内 模组成； 4) 普通钢筋、预应力钢筋的布设 5) 混凝土浇筑 6) 预应力张拉 张拉作业前必须对千斤顶、油泵 进行 配套标定； 梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度时，才能张拉 ； 张拉采用双控，以张拉力控制为主，以钢束的实际伸长量减小校核； 7) 压浆、封锚 （三）桥梁上部结构逐孔施工（了解） 逐孔施工法：临时支承组拼预制节段（预制拼装）、移动支架逐孔现浇法、整孔吊装或分段吊装。 例 ：
28、 桥梁支架施工时需对支架进行设计计算，其计算荷载应主要考虑 (ABCD)（ 2009、二建） 。 A梁体混凝土重量 B支 架、模板重量 C人、料、机及风荷载 D保证设施荷载 E预压试验荷载 例 ： 桥梁上部结构逐孔施工通常选用的施工方法是 (B)（ 2009、一建） 。 A顶推法或现浇法 B预制拼装法或现浇法 C预制拼装法或顶推法 D顶推法或转体施工法 2B313020 涵洞分类及施工技术 一、涵洞的分类 小于 5m 的单跨孔径或多跨跨径总长小于 8m；但圆管涵和箱涵不管 管径和跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。 例 ： 除圆管涵和箱涵外，单孔跨径小于 ( 2010 二建 )的泄水或通行的小型构造物是涵洞。 A 5m B 6m C 7m D 8m 二 、涵洞的 施工 （一）混凝土和钢筋混凝土圆管涵的施工 主要工序：测量放线 基坑开挖 砌筑圬工基础或现浇混凝土管座基础 安
