建筑教程橋梁施工

1、橋梁施工內(nèi)容提要：主要介紹橋梁下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的各種施工方法、施工特點和適用范圍。學(xué)習(xí)的基本要求：1、掌握橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工方法及適用范圍2、了解梁橋上部結(jié)構(gòu)施工方法及施工特點3、了解拱橋上部結(jié)構(gòu)施工方法及適用范圍第一節(jié)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工橋梁下部結(jié)構(gòu)由橋墩、 橋臺及下部的基礎(chǔ)構(gòu)成。 由橋梁上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，通過橋臺或橋墩傳至基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳至地基。基礎(chǔ)的類型很多，大致分為淺置基礎(chǔ)和深置基礎(chǔ)。一、淺置基礎(chǔ)淺置基礎(chǔ)是在橋臺或橋墩下直接修建的實體基礎(chǔ)，一般適用于在岸上或水流沖刷影響不大，水深在 570m左右的淺水處，并有完整的巖面或堅實的土層。淺置基礎(chǔ)又叫明挖基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，是簡單的，也是我們最希

2、望采用的基礎(chǔ)類型。但自然條件千變?nèi)f化，不決定于我們。遇到更復(fù)雜的自然條件時，就不得不采用其它更復(fù)雜的基礎(chǔ)型式。有一個特例，就是浮橋，它是用特制的浮體浮在水面上做成浮動的橋墩，用拋于河底的錨碇或其它方法使它們在水上定位，然后在其上安裝木梁或鋼梁， 鋪上橋面，通行汽車等。浮體可以是船只，也可以是密閉的鋼制浮箱（浮鯨）。浮橋常用于軍事行動上。鋅鋁合金做成的輕便軍用便橋由鋼浮箱拼裝而成的鋼浮橋、樁基礎(chǔ)（預(yù)制樁）當(dāng)墩臺所處位置的覆蓋層很厚，適于承力的地基很深， 或同時水深也較大時， 可以選用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)可以將荷載直接傳遞到地層深處。單樁的承載力一般有限， 所以樁基礎(chǔ)通常以群樁的型式出現(xiàn)，樁群的頂部還要

3、修建一個承臺將樁群連為整體。柴油錘:可以采用有樁架作導(dǎo)向的氣錘或柴油錘將樁打入地基中，使用十分廣泛。振動打樁機(jī):也可以采用振動打樁機(jī)的方法將樁沉入地基中。打樁船:在深水中打樁時要配備大型的打樁船，它配備有很高的樁架用來導(dǎo)向和插樁。靜力壓樁機(jī):用氣錘、柴油錘或振動的方法打樁，速度較快，但噪聲及振動很大，在城市 中對環(huán)境有影響。為了避免對環(huán)境的干擾，所以又發(fā)明了靜力壓樁機(jī)，即利用壓重為支點， 用千斤頂將樁壓入到地基中去。樁按材料可劃分為鋼樁、鋼筋混凝土方樁、鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管混凝土管樁。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，樁的傳力方式有兩種。(1)柱樁：將樁尖通過軟弱的覆蓋層后再嵌入堅實的巖面，荷

4、載由樁尖直接傳到基巖 中，樁象柱子一樣受力。(2)摩擦樁：當(dāng)基巖埋藏很深，樁尖不可能達(dá)到時，荷載是通過位于覆蓋層中的樁的 樁壁與土壤降的摩阻力和樁的端部的支承力共同來承受的。三、就地成孔灌注樁基礎(chǔ)(現(xiàn)澆)其施工方法是：先就地成孔，后在孔內(nèi)插入鋼筋籠，再灌注水下混凝土而成。由于它的 施工工藝比較簡易，成為目前推廣最快使用最多的一種橋梁基礎(chǔ)型式，適用的直徑可以從 0.8m直到3.0m以上。常用的成孔方法是旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔，所成樁簡稱 鉆孔灌注樁。所用鉆機(jī)由機(jī)身、鉆桿及鉆頭組成。根據(jù)所在地層的不同，可以分別換用不同型式的鉆頭。例如：用刮刀鉆頭來對付松軟的地層；用牙輪鉆頭來對付堅硬的巖石。除卵石地層外，

5、各種地質(zhì)條件基本上都可以采用這種鉆孔樁。它的鉆孔速度比沖擊型鉆機(jī)要快得多。M隹帕進(jìn)岫川耕使用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)鉆孔可有兩種不同的排殖方法。一種是正循環(huán)排殖法。另一種是反循環(huán)排殖法。后者效率更高，鉆進(jìn)速度更 快，是一種常用的施工方法。施工步驟：泥 漿從鉆孔口注入，壓縮空氣由地面通過送氣 鋼管壓送到鉆頭底部。此時壓縮空氣氣泡和 鉆孔底部的泥漿混合鉆硝后形成一種比重 較輕的混合物（泥漿 +鉆硝+空氣）?；旌狭?巖硝的泥漿通過鉆桿內(nèi)腔上浮到鉆機(jī)上端 的的排殖軟管內(nèi)，被排放到鉆硝處理池中進(jìn) 行分離。分離后的泥漿可以循環(huán)使用。巖硝 就是這樣不斷地被攜出地面的。這種排殖方 法的能力很強(qiáng)。旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔步驟示意圖網(wǎng)柱

6、水下叫I.1、埋入鋼護(hù)筒2.在覆蓋層中鉆進(jìn)3.在巖中鉆進(jìn) 4.安裝鋼筋及水下碎導(dǎo)管5.清孔排殖6.灌注水下碎7.拔出鋼護(hù)筒 四、沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)是在橋梁工程上比較常用的一種型式，適用于地基表層較差而深部較好的地 層，既可以用在陸地上， 也可以用在較深的水中。 所謂沉井基礎(chǔ)，就是在用一個事先筑好的 以后充當(dāng)基礎(chǔ)的混凝土井筒，一邊挖土，一邊靠它的自重不斷下沉到設(shè)計標(biāo)高的方法來完成 的。首先是在地面上做成鋼筋混凝土沉井底節(jié)，底節(jié)足部的內(nèi)側(cè)井壁做成由內(nèi)向外斜的“刃腳”，然后在井內(nèi)用機(jī)械進(jìn)行井底土壤的挖掘與除土工作，使之不斷下沉。沉井底節(jié)以上隨 之逐節(jié)接高。沉井下沉到預(yù)定標(biāo)高后，再以混凝土封底，并建筑沉

7、井頂蓋，沉井基礎(chǔ)便告完成。然后即可在其上修建墩身。施工步驟如下：1、沉井底節(jié)在人工筑島上灌筑2、沉井開始下沉及接高3、沉井下沉至設(shè)計位置4、進(jìn)行封底及墩身工作五、沉箱基礎(chǔ)O頂板上裝有氣所謂沉箱是將沉井的底節(jié)做成有頂板的工作室（猶如一個倒扣的杯子）筒和氣閘。施工人員通過氣筒和氣閘到達(dá)工作室內(nèi)進(jìn)行挖土工作，挖出的土通過氣筒和氣閘運(yùn)出沉箱。這樣，沉箱就可以利用其自重下沉到設(shè)計標(biāo)高。然后用混凝土填實工作室做成基礎(chǔ)的底節(jié)。沉箱的接長工作和沉井一樣。二者不同之處：一個是開口，一個是閉口；沉井是 人不進(jìn)入水下工作，沉箱則是人可進(jìn)入水下工作。但沉箱這種施工方法的主要缺點是對施工 人員身體有害（頻繁增壓和減壓，

8、人體血液中空氣沒有及時排除，易得沉箱病）工效很低。所以目前我國已不采用這種方法。日本等一些國家仍在沿用， 但盡量減少工人進(jìn)入室內(nèi)施工。江陰長江大橋:北橋塔下的沉井的平面尺寸是61*51m,是世界上平面尺寸最大沉井基礎(chǔ)。錢塘江大橋:采用的是沉箱法修建深水橋墩基礎(chǔ)。六、深水設(shè)置基礎(chǔ)很多跨越海峽的大橋，水深、潮急，有時航運(yùn)還很頻繁，為了盡可能減少上述因素對橋梁基礎(chǔ)施工的干擾， 許多橋梁已在采用一種先將基礎(chǔ)在岸上預(yù)制好，然后在深水中設(shè)置的基礎(chǔ)型式。施工步驟：先將海底進(jìn)行爆破取平，然后用挖泥船或帶有大型抓斗的吊船將爆破后的 碎石清除；形成基底臺面，再用大型浮吊吊裝的方法在深水中安置預(yù)制好的橋梁基礎(chǔ)和墩身

9、。 這種方法可以用很快的速度完成深水基礎(chǔ)的施工工作。日本和丹麥等國已開始采用。在海底鉆孔爆破作業(yè)以及清底、整平工作完成以后，還要用超聲波探測儀及水下電視等手段檢測整平的效果。 有的工程還采用過超大直徑的磨削機(jī)打磨巖面，這樣可以使基底平面內(nèi)的高差達(dá)到小于 10cm.。這種基礎(chǔ)型式在海洋石油鉆井平臺中已多次應(yīng)用。如 1998年 在美國的墨西哥灣中修建的 Bullwinkle石油鉆井平臺，水深達(dá) 411m,是世界上最深的水下 建筑物。它對于橋梁基礎(chǔ)也是一個很好的參考實例。第二節(jié)梁橋上部結(jié)構(gòu)施工、膺架架設(shè)（1030m）膺架架設(shè)是一種最古老的架設(shè)方法，即在橋下先搭設(shè)滿布式膺架，然后在膺架上就地 灌筑預(yù)應(yīng)

10、力梁的混凝土，或是拼裝其預(yù)制節(jié)段。搭設(shè)膺架費(fèi)工費(fèi)時，對橋下條件的要求也較苛刻。二、架橋機(jī)架設(shè)（2050m）簡支梁式架橋機(jī)的特點是：架橋機(jī)空載運(yùn)行到位，以前方墩臺為支點，待架的梁由架 橋機(jī)上的起重小車吊住，移送到橋位，然后落梁。讓架橋機(jī)的承重部分在接近簡支的狀態(tài)下 進(jìn)行架梁作業(yè)。施工安全可靠，架梁速度快，最大起重能力可達(dá)300t。單簡支梁架橋機(jī)雙簡支梁架橋機(jī)頂推法架梁施工步驟示意圖利用千斤頂牽引進(jìn)行頂推法施工、龍門吊機(jī)架設(shè)（2050）當(dāng)橋梁位于較平坦的河灘灘地或在平 地上，可用龍門吊機(jī)架設(shè)簡支梁。圖為南京長江大橋引橋用 2臺起重能力為150t的龍 門吊機(jī)架設(shè)跨度39.6m的預(yù)應(yīng)力碎箱梁。預(yù) 應(yīng)力

11、碎箱梁先用運(yùn)梁臺車自墩旁的運(yùn)梁專 用線運(yùn)來，然后龍門吊機(jī)吊起箱梁，將之架 設(shè)就位。龍門吊機(jī)采用能自動行走的輪箱沿橋 梁架設(shè)方向行走。四、頂推法（3050m）梁段在設(shè)置于橋臺后的制梁臺座上逐節(jié)灌筑 （每節(jié)段長度在 875m左右），在張拉預(yù)應(yīng) 力鋼絲束以后用墩頂?shù)捻斖圃O(shè)備將梁向前頂推前進(jìn)。灌筑一段，向前頂推一段，直至到達(dá)預(yù)定橋位。這種方法適用于中等跨度且梁底底面平直的混凝土連續(xù)梁。其優(yōu)點是：（1） 當(dāng)橋梁跨越深水、山谷以及不允許中斷橋下交通時，可以無阻礙地滑行通過；（2） 是在橋頭一個工廠化的固定地點制造梁段，容易保證梁段的施工質(zhì)量。頂推設(shè)備實際上是一牽引裝置。其動力是一個行程1000mm的穿心千

12、斤頂。利用千斤頂拉動錨在混凝土梁底部的拉桿錨柱，拉動全梁向前移動。因為是在梁的后部拉動全梁前移，形似頂推，故得名。為減小摩阻力，在各墩上設(shè)置聚四氟已烯滑板和不銹鋼板組成的臨時滑 移裝置。五、平衡懸臂法施工 （60250m）平衡懸臂法施工應(yīng)用極為廣泛。它的最 大優(yōu)點是不用搭設(shè)費(fèi)工費(fèi)時的膺架，故特別適用于深水、峽谷地區(qū)，使用的設(shè)備也較少， 是修建跨度較大的不能用架橋機(jī)架設(shè)的預(yù) 應(yīng)力混凝土橋梁的一種經(jīng)濟(jì)合理的方法，公路上用此法施工的橋的最大跨度已達(dá)到270m。懸臂法可分為工地現(xiàn)澆混凝土梁段及 預(yù)制節(jié)段拼裝兩大類。前者的施工原理：待 混凝土強(qiáng)度達(dá)到張拉強(qiáng)度后，預(yù)應(yīng)力束張 拉，掛籃向前走行，進(jìn)行下一節(jié)段

13、混凝土的 灌筑，如此逐段向前推進(jìn)。后者的施工步驟 如下：1、修建橋墩及橋臺；2、在墩頂安裝掛籃進(jìn)行梁體的平衡懸臂法施工；3、梁體的灌筑街段逐漸伸長；4、直至跨中，最后合攏，完成整個梁段的施工。錢塘江二橋：圖為錢塘江二橋預(yù)應(yīng)力混凝 土連續(xù)梁正在以平衡懸臂法施工時的情形。圖中所示是即將合攏，懸臂最長時的現(xiàn)場實 況。六、用雙層吊索架設(shè)大跨度鋼桁梁架設(shè)步驟：節(jié)間開始拼裝；懸臂至 108m前可不采用吊索架；懸臂至 162m前采用單層吊索架；懸臂至180m前采用雙層吊索架。增加鋼梁伸出時的剛度，減小下垂度。大跨度鋼桁梁跨中合攏時，為保證精度, 合攏時需要調(diào)整的尺寸差值。須在橋墩頂部設(shè)置縱、橫移設(shè)備，來調(diào)整

14、鋼梁七、斜腿剛構(gòu)橋的拼裝與合攏陜西安康漢江橋第三節(jié)拱橋上部結(jié)構(gòu)施工2、用纜索吊機(jī)豎直拼裝二斜腿;1、將廠制箱梁節(jié)段在浮船上組拼后浮運(yùn)到橋位;3、將斜腿向下轉(zhuǎn)體就位；4、在浮船上組拼好中孔主梁梁段；5、整孔起吊中孔主梁梁段;7、自中孔向兩側(cè)對稱懸臂拼裝兩邊孔;6、中孔主梁與斜腿合攏;8、建成后的安康漢江橋拱橋的施工方法，可分為有支架施工和無支架施工。本節(jié)主要介紹纜索吊裝方法。它具 有跨越能力大、無需搭設(shè)拱架、適應(yīng)性廣等優(yōu)點。、纜索吊裝施工纜索吊裝設(shè)備分為：主索、工作索、塔架和錨固裝置。下圖為石潭溪大橋施工步驟:吊裝另一根拱肋，合攏單肋吊裝，單肋合攏（拱肋分三大段吊裝）橫撐吊裝混凝土澆筑橋面施工拱橋初成混凝土澆筑：（1）泵送頂升澆灌法：泵送頂升法按頂升高度情況分：一次性澆注、分級 泵送。泵送混凝土?xí)r兩邊泵送速度應(yīng)加強(qiáng)協(xié)調(diào)，盡量對稱頂升。泵送混凝土?xí)r，在拱頂焊溢 流管，以使拱頂混凝土密實。（2）人工澆搗法（小跨徑鋼管混凝土拱橋）：人工澆灌時，混 凝土從澆筑段的上端灌入，在鋼管上開澆灌孔及振搗孔，通過漏斗下料，用插入式振搗棒振搗?；炷镣ㄟ^振搗孔和澆灌孔時可稍稍溢出，然后在開口蓋板原位點焊。、轉(zhuǎn)體施工法轉(zhuǎn)體施工法可按轉(zhuǎn)動方向分為兩大類：豎向轉(zhuǎn)體施工法和平面轉(zhuǎn)體施工法。下圖為丫髻沙大橋施工步驟（豎轉(zhuǎn)加平轉(zhuǎn)