預應力混凝土梁預制與架設講義_ppt

1、預應力混凝土梁預制與架設 1 預應力混凝土梁預制與架設 1.1 預應力混凝土梁預制 1.1.1 預制場地布置 1.1.2 底模、側(cè)模與內(nèi)模 1.1.3 鋼筋工程 1.1.4 預應力體系 1.1.5 預埋件 1.1.6 混凝土的灌注與養(yǎng)護 1.1.7 孔道壓漿與封端 1.1.8 存梁臺座 1.1.9 梁體的運輸 1.1.10 長線法與短線法預制技術 1.2 預應力混凝土梁架設 1.2.1 支架現(xiàn)澆方法 1.2.2 吊裝架設方法 1.2.3 架橋機架設方法 1.2.4 浮運架設方法 1.2.5 懸臂澆注方法 1.2.6 移動模架施工方法 1.2.7 懸臂拼裝方法 1.2.8 造橋機拼裝方法 1.2

2、.9 頂推施工方法案例：上海洋山深水港工程東海大橋70m箱梁預制及架設技術 2 鉆孔樁施工技術 2.1 施工平臺布置 2.2 成孔作業(yè) 2.3 清孔作業(yè) 2.4 鋼筋籠工程 2.5 水下混凝土灌注 2.6 樁底壓漿 2.7 樁的質(zhì)量檢驗 2.8 樁頭清理作業(yè) 3 土木工程套裝軟件plan功能概述 1 預應力混凝土梁預制與架設 預應力混凝土被廣泛使用于橋梁結(jié)構(gòu)。由于預應力混凝土橋梁大部分是在現(xiàn)場制造，產(chǎn)品質(zhì)量較難控制。影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素：技術人員的技術水平，現(xiàn)場管理水平；裝備狀況，如混凝土供應能力、模板質(zhì)量等；原材料、半成品、成品（預埋件）質(zhì)量控制；混凝土質(zhì)量控制（配合比）及施工工藝控制；混

3、凝土養(yǎng)護及存放；預應力體系工藝控制（管道、張拉、壓漿）；預制場地條件及布局；1.1 預應力混凝土梁預制 預應力混凝土梁的預制工作內(nèi)容主要包含：預制場地的選擇和建設；模板設計、制造和安裝；鋼筋綁扎，預應力體系的布置，預埋件的正確埋設；混凝土配合比的選定與報審、混凝土的拌制、輸送和灌注；混凝土的養(yǎng)護；預應力孔道的壓漿與封端；預制梁體的存放、缺陷修復等。 1.1.1 預制場地布置 預制梁場地選擇的基本原則：場地處于硬地基區(qū)域以減少基礎處理工作量；場地的面積能滿足需要；具有良好的預制梁體出運條件；具有良好的材料運輸、設備采購、員工生活等條件；具有良好的水電供應、交通、通訊條件；受氣候影響小，生產(chǎn)條件好

4、；具有良好的社會治安狀況；預制的綜合成本低。如圖1.1.1a/ 1.1.1b圖1.1.1a 某大橋70m梁預制場地 圖1.1.1b 某大橋70m梁預制場地 1.1.2 底模、側(cè)模與內(nèi)模 模板的設計、制造、安裝質(zhì)量直接影響預制梁體的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。模板應具有足夠的總體和局部剛度含非彈性變形合適的分塊大小和部位；快捷的安裝和拆除速度；安裝、拆除損耗少；液壓部件活動靈敏，伸展、收縮到位，不漏油；模板表面平整，接縫橫平豎直，棱角分明，沒有銹斑和污漬；選用合適的脫模劑，脫模劑涂刷紋路美觀；模板材質(zhì)耐腐蝕、防繡能力強；焊縫及連接牢固；不漏漿；配合施工的預留孔位或部件布置合理（如進料孔、振動器）；預埋件

5、能有效固定；見圖1.1.2a/b/c。關注預拱度設置。1.1.2a 臺座及底模布置(見東海大橋圖冊p4551)1.1.2b 某大橋70m梁內(nèi)模 (見東海大橋圖冊p6469、混凝土梁圖冊p5371)1.1.2b 某大橋70m梁外模 (見東海大橋圖冊p5263、混凝土梁圖冊p2852)1.1.3 鋼筋工程 鋼筋工程可以采用就地綁扎或分塊吊裝，就地綁扎占用預制臺座的時間較長，需要較多的預制臺座，整體吊裝速度快，可縮短梁體預制周期。鋼筋應根據(jù)設計要求和施工規(guī)范要求進行加工和綁扎；應具有足夠的整體性，滿足吊裝或混凝土灌筑(振搗、作業(yè)人員荷載、進料及振搗通道等)需要；符合要求的保護層厚度，為防止扎絲銹蝕，

6、扎絲應背向模板；選用合適的保護層墊塊，使預制梁表面更加美觀；預應力管道、預埋件等有效定位，有效的措施防止管道漏漿；鋼筋接頭的質(zhì)量及布置滿足要求。圖1.1.3 頂板鋼筋網(wǎng)整體吊裝(見東海大橋圖冊p7097、混凝土梁p7288) 1.1.4 預應力體系 預應力體系是預應力混凝土結(jié)構(gòu)的最重要的組成部分，預應力鋼筋主要形式有：鋼鉸線、鋼絲、精扎螺紋鋼筋，錨具的主要形式有夾片錨、F式錨等，預應力管道的形式主要有：抽拔管道、鋼波紋管道、塑料波紋管道。預應力管道應預埋準確、定位有效，安裝中應保證不漏漿，無損傷，管道應具有足夠的剛度和抗拉強度；喇叭口安裝精度應嚴格控制，使預應力鋼筋在喇叭口處不產(chǎn)生折角，防止張

7、拉時出現(xiàn)斷絲，不降低有效預應力值；預應力體系中的部件應進行有效的檢驗。 圖1.1.4 鋼波紋管道(見混凝土梁89145)1.1.5 預埋件 預埋件包括支座、水電支架、照明系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、警示標志系統(tǒng)、防雷擊系統(tǒng)、施工需要等，由于混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性，灌注混凝土后增設預埋件將對梁體造成局部破壞，影響梁體的質(zhì)量或外觀，因此：灌注混凝土前，預埋件的內(nèi)容、數(shù)量、規(guī)格應經(jīng)過設計、監(jiān)理單位等的認可；預埋件應在混凝土灌注前列表檢查落實，防止漏埋；預埋件應有效定位，防止在混凝土灌注過程中發(fā)生移位、損壞等；施工臨時使用的預埋件的后期處理應不影響混凝土的外觀質(zhì)量以及耐久性要求。圖1.1.5 支座錨栓預埋1

8、.1.6 混凝土的灌注與養(yǎng)護 混凝土灌注前，應對混凝土灌注體系進行認真的檢查:包括砂、石、水泥、粉煤灰、礦粉、硅粉、外加劑、水的質(zhì)量和儲備數(shù)量，施工配合比的調(diào)整;供電系統(tǒng)特別是備用供電系統(tǒng)、混凝土攪拌、輸送或運輸系統(tǒng)、布料系統(tǒng)、振搗系統(tǒng)、人員數(shù)量及組織系統(tǒng)、前臺與后臺通訊系統(tǒng)、后勤保障系統(tǒng)、表面收漿和養(yǎng)護系統(tǒng)、天氣預報系統(tǒng)、各方面的應急保障措施等的檢查落實;混凝土的灌注工藝影響混凝土產(chǎn)量的需求，混凝土的產(chǎn)量最低應滿足下一層混凝土在初凝前能灌注上一層混凝土，一般的分層厚度為30cm。混凝土振搗時應插入下一層混凝土10cm左右，以保證結(jié)合面混凝土的質(zhì)量?；炷凉嘧⒅?，除保證振搗質(zhì)量外，更應注意不要

9、對預埋部件造成損傷。及時進行混凝土表面的二次收漿是保證混凝土表面不產(chǎn)生龜裂的重要手段，必須安排足夠的人力保證二次收漿及時進行，按時完成。混凝土的養(yǎng)護工藝主要有澆水保濕養(yǎng)護、蒸汽養(yǎng)護、噴灑養(yǎng)護液等養(yǎng)護措施。澆水養(yǎng)護中應注意水資源的循環(huán)利用；蒸汽養(yǎng)護中應注意蒸汽管的布置，出汽口的朝向，溫度場的均勻性，注意混凝土靜養(yǎng)、升溫、降溫、脫模溫差的控制等；噴灑養(yǎng)護液養(yǎng)護中應注意養(yǎng)護液噴灑的均勻性、密度等。養(yǎng)護液的選擇應注意不造成混凝土顏色、外觀的損害。 關于混凝土裂紋裂縫缺陷指肉眼可見的宏觀裂縫，其寬度在0.05mm以上?；炷恋奈⒂^裂縫為混凝土所固有，水泥漿體硬化后的干縮值較大，而骨料限制了水泥漿體的自由

10、收縮，這種約束等作用使混凝土內(nèi)部從硬化開始就在骨料與水泥漿體的粘結(jié)面上出現(xiàn)了微裂縫。混凝土的收縮變形主要有：1）塑性沉降收縮；骨料下沉，粉煤灰和水上浮而產(chǎn)生沉降、離析、泌水。2）塑性收縮：初凝前水分蒸發(fā)，混凝土內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成塑性階段體積收縮；及時抹壓可以愈合；3）自縮水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降，混凝土不失重，發(fā)生在早期（模板拆除之前）；及時保水養(yǎng)護；4）碳化收縮；5）溫度收縮“冷縮”，溫度上升時，混凝土彈性模量小，產(chǎn)生的預壓力松弛釋放；隨后的冷卻過程，彈性模量增大和松弛作用減小導致大得多的拉應力產(chǎn)生。6）干燥收縮混凝土硬化后，濕度0.5，自生收縮與干縮相比小的可以忽略

11、不計，當水灰比0.35，混凝土內(nèi)相對濕度很快會降到80%以下，自生收縮與干縮則接近各占一半，當水灰比低至0.17時，則自生收縮要占100，而干縮為0。（大致概念）*配筋并不能消除或者減小混凝土里的收縮裂紋，而只能把少而寬的裂紋分散為大量的微細裂紋。正是那些看不見，檢測不到的微細裂紋，可能最終成為離子在混凝土與鋼筋表面之間遷移的必要通道。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因分類：與結(jié)構(gòu)設計及受力荷載有關的原因：1）超過設計荷載范圍或設計未考慮到的作用；2）地震、臺風等特殊荷載作用；3）構(gòu)件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足或配置位置不當；4）結(jié)構(gòu)物的沉降差異；5）次應力作用；6）對溫度應力和混凝土收縮應力估

12、計不足；分類：與使用及環(huán)境條件有關的原因：1）環(huán)境溫度、濕度的變化；2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件各區(qū)域溫度、濕度差異過大；3）凍融、凍脹；4）內(nèi)部鋼筋銹蝕；5）火災或表面遭受高溫；6）酸、堿、鹽類的化學作用；7）沖擊、振動影響；分類：與材料性質(zhì)和配合比有關的原因：1）水泥非正常凝結(jié)（受潮水泥、水泥溫度過高）；2）水泥非正常膨脹（游離CaO、游離MgO、含堿量過高）；3）水泥的水化熱；4）骨料含泥量過大；5）骨料級配不良；6）使用了堿活性骨料或風化巖石；7）混凝土收縮；8）混凝土配合比不當（水泥用量大、用水量大、水膠比大、砂率大等）9）選用的水泥、外加劑、摻合料不當或匹配不當；10）外加劑、硅灰等摻合料摻量過大

13、；分類：與施工有關的原因：1）拌和不均勻（特別是摻用摻合料的混凝土），攪拌時間不足或過長，拌和后到澆筑時間間隔過長；2）泵送時增加了用水量、水泥用量；3）澆筑順序有誤，澆筑不均勻（振動趕漿、鋼筋過密）4）搗實不良，坍落度過大、骨料下沉、泌水，混凝土表面強度過低就進行下一道工序；5）連續(xù)澆筑間隔時間過長，接縫處理不當；6）鋼筋搭接、錨固不良，鋼筋、預埋件被擾動；7）鋼筋保護層厚度不夠；8）滑模工藝不當（拉裂或塌陷）；9）模板變形、模板漏漿或滲水;10）模板支撐下沉、過早拆除模板、模板拆除不當；11）硬化前遭受擾動或承受荷載；12）養(yǎng)護措施不當或養(yǎng)護不及時；13）養(yǎng)護初期遭受急劇干燥（日曬、大風）

14、或凍害；14）混凝土表面抹壓不及時；15）大體積混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度或表面溫度與環(huán)境溫度差異過大裂縫問題的試驗研究1、化學外加劑和礦物摻合料對水泥砂漿干縮與開裂影響的研究結(jié)論：1）摻加減水劑對砂漿干縮值（濕度水灰比養(yǎng)護溫度堿含量SO3 b)水灰比的影響：隨著水灰比增大，開裂時間一直在延長，幅度也比較大；主要原因是低水灰比漿體自收縮大大增加； c)比表面積影響：隨著比表面積增大，純硅酸鹽體系的開裂時間提前，反映出抗裂性能下降。原因是比表面積增加引起水泥早期水化反應加速，徐變松弛能力下降，彈性模量增加，而收縮速度大大提高。 d)養(yǎng)護溫度的影響：隨著養(yǎng)護溫度的提高，漿體的水化反應速度大大加快，漿

15、體硬 化后的抗裂性能下降。 e）SO3的影響：SO3含量增加，抗裂性能逐漸下降；5）粉煤灰的影響： a)對粉煤灰膠凝體系的開裂影響排序為：粉煤灰摻量水膠比養(yǎng)護溫度粉煤灰比表面積； b)粉煤灰摻量的影響：摻量在060%區(qū)間中增加，膠凝體系的開裂時間持續(xù)增加，抗裂性能提高。原因：早期粉煤灰不參與水化，彈性模量發(fā)展緩慢。 c)水膠比的影響：水膠比提高，體系抗裂性能提高；水膠比對于大摻量粉煤灰混凝土的各項性能尤其強度影響很大。 d)養(yǎng)護溫度的影響：養(yǎng)護溫度提高，體系抗裂性能降低。純硅酸鹽水泥體系溫度在2030度的時候，開裂時間就開始急劇下降，而粉煤灰膠凝體系的轉(zhuǎn)折點在3040度； e)粉煤灰比表面積的

16、影響：粉煤灰的細度對于膠凝體系的抗裂性能影響很小?？赡苁欠勖夯翌w粒磨細前后都不參與水泥水化，在早期只是物理填充的作用； f)粉煤灰的摻入顯著提高膠凝材料體系的抗裂性能；6）礦渣粉的影響： a)對摻有礦渣粉的膠凝體系的開裂影響排序為：水膠比養(yǎng)護溫度礦渣粉摻量礦渣粉比表面積； b)礦渣粉摻量的影響：膠凝體系的開裂時間推遲，抗裂性能提高。摻量達60%后，此作用減小。 c）養(yǎng)護溫度的影響：隨著養(yǎng)護溫度的增加，膠凝體系的抗裂性能幾乎直線下降； d)水膠比的影響：水膠比降低，抗裂性能下降； e)礦渣細度的影響：影響作用相對較小（在比表面積為219438m2/kg范圍） f)礦渣粉對膠凝材料體系的抗裂性能有

17、改善作用，礦渣粉體系的影響作用受到水膠比和養(yǎng)護溫度的影響很大。7）硅灰的影響：對摻有硅灰的膠凝體系的開裂影響排序為：水膠比養(yǎng)護溫度硅灰摻量。 a)本組試驗的開裂時間遠遠小于參有粉煤灰和礦渣粉的膠凝體系。 b)水膠比的影響：水膠比降低，膠凝體系的抗裂性能減?。?c)養(yǎng)護溫度的影響：養(yǎng)護溫度提高，膠凝體系的抗裂性能降低； d)硅粉摻量的影響：影響程度較小，但是可以看出硅粉的摻加不能改善膠凝體系抗裂 性能，硅灰膠凝體系的開裂時間都小于不摻硅灰的體系。8）外加機的影響 a)縮減劑的加入總體上都推遲了膠凝體系的開裂時間。 b)減水劑對膠凝體系開裂時間是有影響的，不同減水劑的作用情況不同。6、減縮防裂混凝

18、土配合比優(yōu)化設計1）配比參數(shù)控制原則： a)骨料體積含量最大原則：當骨料體積含量大于70%時最為有效； b)最佳水膠比范圍原則：0.50.6 c)最佳石子級配原則：級配曲線小于10mm部 分接近級配范圍下限； d)含泥量最小原則；2）組成材料選用原則： a)水泥品種：水化熱低的水泥，C3S(硅酸三鈣)含量低的水泥，細度適中的水泥； b)骨料：含泥量低、級配接近級配曲線范圍下限、細骨料種類對混凝土干縮的影響從大到小的順序:河砂海砂(含堿？)機制砂、粗骨料種類對混凝土干縮的影響從大到小的順序:機碎石河礫石石灰石碎石、骨料彈性模量對混凝土收縮的影響從大到小的順序:硬砂巖安山巖石灰?guī)r。c)礦物摻合料：

19、優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，使用磨細礦渣時，細度不宜過細；d)外加劑：與水泥相適應。7、泵送高流態(tài)混凝土抗裂性能試驗研究1）骨料：集料的表面特征對混凝土的抗裂性的影響比集料的顆粒形狀更為敏感，碎卵石集料與膠結(jié)料之間的粘結(jié)性能較碎石與膠結(jié)料之間的粘結(jié)性差，因此表現(xiàn)出更大的開裂趨勢；2）砂率：砂率增大時，出現(xiàn)裂縫的機會增加；當砂率分別為38%、40%、43%時，混凝土平板在第7天時單位面積平板的裂縫面積分別為50.84mm2、1653.75mm2、2209.32mm23）粉煤灰摻量：粉煤灰會降低混凝土早期的極限抗拉強度，所以粉煤灰對于混凝土的抗裂性存在一個最優(yōu)的摻量，本次試驗中，摻有粉煤灰的混凝土平板的抗

20、裂性較普通混凝土得到了明顯的改善，但對摻量較高的粉煤灰混凝土應加強養(yǎng)護或采用二次抹面。摻入粉煤灰可以改善混凝土的和易性，減小泌水性。4）在同一批試驗中，抗裂性較好的混凝， 其電阻率值都略低于抗裂性較差的混凝土。某大橋第一片混凝土梁裂紋原因分析分析產(chǎn)生裂紋的主要原因有：a)水灰比小，達到0.32（有文獻表明水灰比對氯離子滲透影響大，）混凝土自收縮增大；b)水泥細度?。簩嶋H水泥比表面積421m2/kg(初凝1h37m，終凝2h22m)，加快水化熱過程，溫度收縮加大。(現(xiàn)為356m2/kg,初凝2h13m，終凝2h48m）、c)入模溫度高：入模溫度達到32，加快水化熱過程，溫度收縮加大。長距離的泵送

21、，提高混凝土的入模溫度；d）混凝土灌注和養(yǎng)護環(huán)境溫度高：灌注日期2003.7.18，環(huán)境溫度2733，灌注時間為14:0005:00，加快水化熱過程，溫度收縮加大。e）硅粉的摻加：硅粉在混凝土中的較大的水化活性及硅灰高強混凝土早期致密的微結(jié)構(gòu)使混凝土早期的粗毛細孔含量少，細毛細孔含量多，致使混凝土內(nèi)部早期的自干燥作用明顯；硅灰混凝土彈性模量高，應力松弛能力小，增加了收縮開裂趨勢；f)鋼筋間距偏大：原腹板、翼板、頂板鋼筋設計間距為14200；g)石子直徑偏?。涸黾幽z凝材料用量；h)膠凝材料用量大：為480kg，增加水化熱；從設計配合比看，混凝土5d的強度約為40MPa,而實際達58MPa,終凝時

22、間為11h，而實際約7h。i)蒸汽養(yǎng)護工藝下降溫時間短，脫模時溫差大。j)受海島、海風影響，晝夜溫差大。鋼筋混凝土梁裂紋預防的主要措施1)合適的配合比設計(外加劑與水泥匹配)；2)原材料質(zhì)量控制(水泥安定性)；3)混凝土拌合(時間)、運輸(溫度)、灌注(落差)、振搗 (趕漿？)工藝控制；4)混凝土表面收漿與養(yǎng)護工藝控制；避風；5)合理的結(jié)構(gòu)設計和鋼筋布置；合理的保護層厚度；6)入模溫度控制及各類溫差控制(蒸汽養(yǎng)護溫度場、升降溫時間)；7)采用預張拉工藝！圖1.1.6某大橋70m箱梁混凝土澆注(見東海大橋圖冊p98111、混凝土梁圖冊p149225) 1.1.7 孔道壓漿與封端 孔道的壓漿和封端

23、質(zhì)量直接影響預應力混凝土的耐久性。孔道壓漿主要有普通孔道壓漿和真空孔道壓漿工藝，普通孔道壓漿的壓力約為0.7Kpa。真空壓漿增加管道的抽真空設備，使管道內(nèi)空氣產(chǎn)生-0.7Mpa的壓力，真空壓漿可以使管道內(nèi)的壓漿更加密實，更有效的保護預應力鋼筋。封端一般有壓漿前進行封端和壓漿同時進行封端的工藝，壓漿同時實現(xiàn)封端的工藝具有更好的完整性。 圖1.1.7 真空壓漿示意(見東海大橋圖冊p112118、混凝土梁圖冊p226234)1.1.8 存梁臺座在有條件的情況下，應采用三點支撐方式存放預應力混凝土箱型節(jié)段，這種節(jié)段長度一般在35m左右。一般的預制預應力混凝土箱型梁長度在1640m，采用三點支撐方式不易

24、實現(xiàn)，由于預應力混凝土箱型梁抗扭強度一般較弱，因此在四點支撐的情況下應特別注意支撐點的不均勻沉降問題，過大的不均勻沉降將造成梁體的損傷。存梁臺座的數(shù)量應與制梁速度、養(yǎng)護周期、架梁速度相匹配。 圖1.1.8 存梁臺座 1.1.9 梁體的運輸重物移動的可能方案有空中運輸方案，如利用直升飛機起吊、運輸；水中運輸方案，如利用船舶裝載運輸；陸地運輸方案，如龍門吊機起吊、運輸?shù)取τ陬A應力混凝土箱梁，重量大，目前條件下采用空中運輸方案無實現(xiàn)的可能。垂直移動方案有：龍門吊機起重提升、汽車或履帶吊機等起重提升、千斤頂起重提升、抽水注水或漲潮或落朝升降等。水平移動方案有：輪式臺車運輸，如輪胎式臺車、輪軌式臺車；

25、滾輥式臺車運輸，如氣囊，鋼滾筒；滑移式臺車運輸?shù)?；水上船舶運輸?shù)取?圖1.1.9重達2000t的70m箱梁陸地滑移運輸(東海大橋p129201、混凝土梁p242260) 1.1.10 長線法與短線法預制技術 在懸拼施工中，需進行預應力混凝土節(jié)段的預制，預應力混凝土節(jié)段的預制一般采用長線法和短線法預制工藝。長線法預制有利于節(jié)段匹配質(zhì)量的控制，由于底模線形不宜進行頻繁調(diào)整，底模的線形一般采用綜合的預拱度進行布置。長線法占地面積大，地基處理工作量大，模板投入大，成本相對較高。見圖1.1.10a。短線法預制需加強節(jié)段匹配質(zhì)量的控制，線形調(diào)整相對容易實現(xiàn)。短線法占地面積小，模板投入小，在國外被廣泛使用。

26、見圖1.1.10b預制節(jié)段的存放一般采用三點支撐方式，對支點地基不需進行嚴格的沉降處理，其運輸一般采用輪胎式運輸車進行運輸。圖1.1.10a 長線法預制場景(混凝土梁p261p335)1.1.10b 短線法預制場景(混凝土梁p336p404)1.2 預應力混凝土梁架設 預應力混凝土梁一般采用現(xiàn)場澆注和預制安裝的方法進行施工。現(xiàn)場澆注一般采用支架法、懸臂澆注法、移動模架法、頂推施工法進行施工；預制安裝方法一般采用吊裝架設法、架橋機架設法、浮運架設法、懸臂拼裝法、造橋機拼裝法等進行施工；預應力混凝土梁的施工方法與設計的各工況計算假定緊密關聯(lián)。 1.2.1 支架現(xiàn)澆方法支架現(xiàn)澆是矮墩橋梁施工中常用的

27、施工方法。施工中應注意支架地基的處理，防止地基沉降，除必要的地基加固外，良好的排水條件是防止地基沉降的重要手段。由于支架拼裝后各連接部分存在間隙，在調(diào)整底模線形前應對支架進行預壓重以消除非彈性變形，預壓時間根據(jù)沉降量的最終指標進行確定。支架應具有較小的彈性變形，防止混凝土澆注過程中出現(xiàn)裂紋，在混凝土初凝時間內(nèi)完成混凝土澆注工作可以減少混凝土出現(xiàn)支架變形產(chǎn)生裂紋的可能性。底模的標高應考慮支架彈性變形的影響。支架設計應考慮其拆除工作，在梁體混凝土澆注完成后，支架承受強大的壓力，支架的設計應考慮此壓力能被順利釋放。 圖1.2.1支架現(xiàn)澆(見梁式橋p8097)1.2.2 吊裝架設方法預制箱梁在條件允許

28、的情況下可以采用龍門吊機吊裝、陸地汽車或履帶等吊機吊裝、水上浮吊等方式進行吊裝。采用千斤頂提升也是其一種安裝方式。吊具應精心設計，吊機的選型應滿足需要，運梁就位的位置及吊機的位置應進行詳細布置。在梁體精確定位困難的情況下，應考慮梁體精確定位的方案，必要時設置梁體的縱橫移設施以加快梁體的架設速度。梁體就位時的起落速度應緩慢，防止造成梁體或支座的損傷。 圖1.2.2 龍門吊機架設32m梁(見梁式橋p98133)1.2.3 架橋機架設方法架橋機架設方案的前期投入較大，一般使用于需架設的梁體數(shù)量多，運距長的情況下。架橋機架設效率高，一般每天可以完成2片梁的架設；架橋機架設施工中，應注意架橋機安裝完成后

29、應進行試吊并保存試吊記錄；架設中各工序的步驟應嚴格按要求進行，防止架橋機傾覆；架橋機應進行必要的保養(yǎng)和維修，確保設備處于良好的工作狀態(tài)；架橋機施工方案研究中應特別重視起點和終點的架設條件，選擇合適的架橋機結(jié)構(gòu)形式；待架設的梁體一般通過已架設的梁體進行運輸，對梁體的承載能力應進行設計檢算，確保梁體的安全。 圖1.2.3架橋機工作場景(見梁式橋p136p176) 1.2.4 浮運架設方法在水域或海域中，根據(jù)施工條件，可以使用浮運架設的方法。在浮運架設方案中應充分考慮梁體的下水施工方案(支架等的影響)，應考慮梁體運輸過程中的傾覆穩(wěn)定性，應考慮運輸線路的選擇，由于梁體運輸屬大件運輸，應征得海事等部門的

30、同意和協(xié)助。浮運架設方案應考慮漲潮或落潮引起的水位標高變化的影響，應考慮加載或卸載對浮體吃水深度變化的影響，由于水位變化和吃水深度變化，在錨碇系統(tǒng)受力變化的影響下，浮體還可能產(chǎn)生平面位置的變化。潮水變化、過往船舶、風力等因素產(chǎn)生的波浪或涌浪對浮體會產(chǎn)生影響。風力影響也是不可忽略的因素。錨碇設備的設置方案對架梁就位質(zhì)量和架梁工作效率會產(chǎn)生影響。 圖1.2.4 浮運架設(見梁式橋p177185)1.2.5 懸臂澆注方法懸臂澆注施工是預應力混凝土連續(xù)箱梁施工的一種比較常用的方式，80年代后在我國被廣泛應用。懸臂澆注一般采用掛籃施工，節(jié)段長度一般為35m，混凝土重量在150t以內(nèi)。在斜拉橋施工中，一般

31、采用牽索掛籃，節(jié)段長度可以達到8m左右。由于掛籃在混凝土重量作用下產(chǎn)生變形，應此掛籃在灌注混凝土前應消除非彈性變形外，還需根據(jù)計算設置預拱度，梁體的線形應根據(jù)設計計算要求在施工中進行調(diào)整，以保證順利合龍和成橋線形。 宜在混凝土初凝時間內(nèi)完成混凝土灌注，精心籌劃混凝土灌注順序，防止由于掛籃的變形造成混凝土開裂。掛籃結(jié)構(gòu)設計和施工中應防止掛籃傾覆，后錨固點是掛籃結(jié)構(gòu)的重要部分，應進行充分的檢驗。掛籃的結(jié)構(gòu)方式也影響施工效率，應進行精心的選型和細節(jié)設計優(yōu)化。掛籃應具有足夠的剛度，一般掛籃自重為節(jié)段重量的0.50.8。懸臂澆注施工周期應考慮混凝土強度增長和彈性模量增長所需的技術間隙時間，應考慮混凝土收

32、縮、徐變對預應力損失的影響，為保證施工質(zhì)量，在目前技術條件下，建議的施工周期為68天。 圖1.2.5懸臂澆注施工(見梁式橋p186267)1.2.6 移動模架施工方法在我國，移動模架施工工藝于90年代逐步推廣使用。移動模架前期投入大，相對于支架現(xiàn)澆施工，移動模架不需進行地基處理。在軟弱地基、水域、高墩、山區(qū)等施工條件下，移動模架具有明顯的優(yōu)越性能。移動模架跨度一般在50m以內(nèi)，少量的達到60m，節(jié)段施工周期一般在1215天。移動模架結(jié)構(gòu)有上導梁和下導梁方式，下導梁結(jié)構(gòu)更加簡潔,有利于鋼筋骨架的吊裝。下導梁移動模架過橋墩的方式有導梁開啟和底模開啟方式，國內(nèi)常見的為導梁開啟方式。 圖1.2.6 移

33、動模架施工(見梁式橋p318346)1.2.7 懸臂拼裝方法相對于懸臂澆注，懸臂拼裝速度更快，相對于造橋機拼裝，懸臂拼裝設備投入較少，但使用懸臂拼裝方案時必須實現(xiàn)將懸臂拼裝節(jié)段運輸?shù)綉冶鄣觞c下，因此在運輸困難的山區(qū)、不能滿足船舶運行的淺水湖泊、受漲落潮水影響的淺灘區(qū)域，不宜使用懸臂拼裝方案。在懸臂拼裝中應及時調(diào)整梁體線形。作為拼接面膠接的材料應具有耐久性能，攪拌應均勻，填充應飽滿但不對預應力管道的暢通造成影響。拼接面在拼接前應進行適當處理，清除污漬和預制時涂刷的隔離材料。預制節(jié)段在拼接面處的損傷宜在拼接完成后進行修補，防止對匹配面的匹配產(chǎn)生影響，造成局部應力過大。 膠接材料應在一定的壓力作用下

34、凝固以保證拼接質(zhì)量。為保證壓力的均勻，對施加的預應力應進行合理的布置。在拼接作業(yè)中，對膠接面施加壓力后，膠接材料必然會被擠出，為美化外觀，應及時將擠出的膠接材料清除，清除過程中，應不損害梁體外觀。 圖1.2.7懸臂拼裝施工(見梁式橋p346354) 1.2.8 造橋機拼裝方法造橋機施工方案的設備投入大，但能克服懸臂拼裝的局限性，因此使用更廣泛。節(jié)段預制后在預制場地存放28天以上才進行節(jié)段拼接，減少了混凝土后期收縮和徐變對預應力損失的影響。 圖1.2.8 造橋機進行節(jié)段拼裝(見梁式橋p355p424) 1.2.9 頂推施工方法指在一個固定的臺座澆注混凝土節(jié)段，節(jié)段混凝土達到強度后頂推出混凝土澆注

35、臺座再進行下節(jié)段混凝土澆注，不斷的循環(huán)來完成預應力混凝土梁的施工方法。頂推梁導梁的剛度應與梁體的剛度相匹配，導梁剛度越大，導梁與混凝土梁體連接面內(nèi)力越大，導梁剛度越小，混凝土梁體受力越大。節(jié)段的頂推中由滑動面支撐，滑動面標高相對固定，為防止梁體受扭損壞、局部的支撐面受力過大，滑動面的平整度宜控制在1mm/m的范圍內(nèi)。 圖1.2.9頂推梁施工(見梁式橋p473p530)2 鉆孔樁施工技術2.1 施工平臺布置水上鉆孔樁施工平臺的主要形式有：移動式平臺、導管架平臺、單棧橋平臺、雙棧橋平臺、整體安裝平臺、就地建設平臺、圍堰或筑島式平臺、浮運安裝式平臺、獨立樁平臺等。 2.1.1移動式平臺水上移動式平臺

36、的特點是海上定位準確，浮運就位后，利用支腿使平臺提升出海面，平臺荷載通過支腿直接傳遞到海床支撐面，平臺頂標高不受潮汐的影響，可作業(yè)時間長、效率高。該平臺具有水下炸礁、鉆孔樁施工等項功能。利用水上移動平臺可實現(xiàn)對鋼護筒的精確定位、插打以及鉆孔作業(yè)等，操作簡便，臨時設施投入較少，該平臺抗風浪能力較強，待鉆孔樁施工完畢后平臺可快捷迅速移位、準確定位。移動式平臺的主要施工步驟：移動式平臺的精確定位；鋼護筒的制造、插打和固定；鉆機就位，進行鉆孔樁施工。 圖2.1.1 移動式平臺 (見鉆孔樁p42p57)2.1.2導管架平臺導管架平臺具有工廠化加工、制造精度高、整體下放速度快、安裝快捷等特點。針對風高浪急

37、、施工條件惡劣的海域，可縮短施工工期。特別適用于無覆蓋層裸巖海床或無穩(wěn)定獨立樁能力的淺覆蓋層海床的地質(zhì)條件。導管架平臺的主要施工步驟：導管架結(jié)構(gòu)的加工制造；選擇較好的時機浮運到位，借助吊船進行導管架的下放，定位鋼管樁的插打；平臺上部結(jié)構(gòu)的安裝，必要時進行錨樁的施工；鋼護筒的制造、精確定位鋼護筒，鋼護筒插打和固定；鉆機就位，鉆孔樁的施工。存在鋼結(jié)構(gòu)用料較多，周轉(zhuǎn)率較低的缺點，同時在施工過程中需要大型浮吊、船機配合作業(yè)。 圖2.1.2 導管架平臺2.1.3單棧橋平臺單棧橋平臺施工方案主要是在平臺一側(cè)布設臨時棧橋通道，用以滿足人員的上下、材料的運輸?shù)?。圖2.1.3棧橋的施工方案為：使用棧橋上的吊機逐

38、步延伸施工棧橋，棧橋施工過程中受海浪、海流、涌潮、潮差等不利因素的影響較小，可增加有效作業(yè)時間。特別適用于漲潮有水，落潮無水的岸邊區(qū)域（船舶不能到達的施工區(qū)域）。在覆蓋層具有穩(wěn)樁能力的區(qū)域，棧橋施工速度較快。 圖2.1.3 單棧橋平臺 2.1.4雙棧橋平臺雙棧橋平臺指在平臺兩側(cè)布設臨時棧橋通道，用以滿足人員的上下、材料的運輸?shù)取Ｔ阡撟o筒未插打之前，棧橋作為施工平臺的主要受力支撐體系，待鋼護筒插打到位后增設平臺與護筒之間的支撐體系，把平臺上部結(jié)構(gòu)及鉆機的重量傳遞到護筒上。雙棧橋平臺主要施工步驟：雙側(cè)棧橋鋼管樁基礎、橋面及上部結(jié)構(gòu)施工；棧橋上龍門吊機的拼裝；利用龍門吊機進行平臺的拼裝和架設；鋼護筒

39、的精確定位、插打、固定；平臺支撐體系轉(zhuǎn)換；鉆孔樁的施工；棧橋的施工可采用類似2.1.3單棧橋平臺棧橋的施工方法，在棧橋上布置吊機逐步延伸施工棧橋?？梢苿拥淖鳂I(yè)平臺縮短平臺建設周期，提高作業(yè)平臺的重復利用率。 圖2.1.4雙棧橋平臺 2.1.5整體安裝平臺整體安裝平臺方案適用于水深流急，海床巖面傾斜裸露的海域的基礎施工。平臺制造成本較大。整體安裝平臺制造前宜先安排“多波束”測深船對施工區(qū)域海床面標高進行精確測量，然后根據(jù)測量出的海床標高，確定整體平臺各套管及護筒的長度，進行放樣制作。預制場地應選擇在大型浮吊可以靠泊起吊的碼頭附近。整體安裝平臺制造完成后，采用大型起重船起吊浮運至施工墩位處。采用G

40、PS定位系統(tǒng)指導浮吊的定位、拋錨。為克服由于水流力作用下整體平臺的傾斜或失穩(wěn)，整體平臺四角處定位樁應與整體平臺臨時固定，隨平臺一起下放，整體平臺下放后，解開四個定位角樁，立即進行插打、調(diào)平、糾偏。必要時，在下放的過程中整體平臺的四個角點處各拋設混凝土錨，通過錨繩調(diào)整平臺位置及保持平臺的穩(wěn)定。整體平臺下放到位后，在已插打定位樁內(nèi)填充混凝土，以增加整體平臺的穩(wěn)定性，然后進行整體平臺封底混凝土的灌注，使平臺與基巖粘結(jié)成整體，增強整體平臺的抗風浪能力并利于鉆孔及灌注樁孔混凝土作業(yè)。整體安裝平臺的下放作業(yè)時間應盡量避開漲落潮、涌潮及天文大潮等流速較快的時間段，宜選擇在低平潮時下放導管架。整體平臺安裝完成

41、后，搭設施工平臺，進行鉆孔樁施工。整體安裝平臺利用正式鋼護筒作為平臺的一部分，要求安裝精度高。整體安裝平臺重量大，圖2.1.5采用的是2600t吊船，起重由4根直徑4m正式鋼護筒（正式樁直徑3m，考慮海中高流速區(qū)域安裝誤差0.5，因此正式鋼護筒直徑為4m）及8根直徑1.5m用于支撐定位調(diào)平平臺的輔助鋼套筒組成的高度約26m的重達700t的整體安裝平臺。圖2.1.5 整體平臺吊裝 2.1.6就地建設平臺就地建設平臺施工方案適用于海床覆蓋層較厚，鋼樁或混凝土樁插打后可自身穩(wěn)定的施工區(qū)域，該方案水上作業(yè)工序較多，受海浪、涌潮等影響，吊船作業(yè)效率低，平臺施工周期較長。主要的施工步驟：定位樁插打完畢后，

42、進行樁間連接系拼焊；安裝分配梁，分配梁上安裝桁架梁等形成施工平臺，或采用吊船分塊分片安裝預先組拼好的平臺；鉆機就位，鉆孔樁的施工。定位樁、分配梁、桁架梁必須連接牢靠，以保證平臺的整體性。 圖2.1.6 就地建設平臺 2.1.7鋼圍堰或筑島式平臺鋼圍堰平臺適用于深水基礎孤墩施工，鋼圍堰制造成本較大。根據(jù)基礎的大小和海床地質(zhì)情況，確定鋼圍堰的尺寸、高度和刃腳是否制造成高低腿形式。鋼圍堰首先在工廠分節(jié)分塊制造，在施工現(xiàn)場附近的碼頭組拼成整體后，進行浮運、拋錨定位，通過調(diào)整錨繩進行鋼圍堰精確定位，在鋼圍堰雙壁之間的隔倉內(nèi)填充混凝土或注水使圍堰下沉，待鋼圍堰精確下放就位后將定位錨繩收緊，通過吸泥繼續(xù)下沉

43、鋼圍堰，到位后灌注水下封底混凝土，安裝施工平臺，進行鉆孔樁施工。 鋼圍堰平臺阻水面積大，在水流、涌浪作用下，深海中鋼圍堰的穩(wěn)定不易保證，一般用于大跨度的橋梁基礎。見圖2.1.7。筑島圍堰施工方案適用于水深在3.0米以內(nèi)，水流流速較小的基礎施工，圍堰外坡面應有措施防止水流沖刷。 在有覆蓋層區(qū)域，也可用鋼板樁、鋼管樁筑島圍堰平臺。 圖2.1.7 鋼圍堰平臺 2.1.8浮運安裝式平臺浮運安裝式平臺利用導向船浮運平臺，導向船在墩位處拋錨定位，在平臺內(nèi)插打定位樁，將平臺支撐于定位樁，退出導向船，完善施工平臺，進行鉆孔樁施工。將平臺支點從導向船轉(zhuǎn)換到定位樁的體系轉(zhuǎn)換過程中，不能有較大的水位、水流向變化，防

44、止導向船的移位造成定位樁的損壞。 圖2.1.8浮運安裝式平臺2.1.9獨立樁平臺獨立樁平臺施工方案適用于海床覆蓋層較厚，水流流速較小，鋼護筒插打后可自身穩(wěn)定的施工區(qū)域。先用打樁船將鋼護筒施打到位，鋼護筒插打完畢后，用浮吊安裝施工平臺。施工平臺安裝完后，進行鉆孔樁施工。 圖2.1.9 獨立樁平臺2.2 成孔作業(yè)鉆孔樁成孔方法一般有：螺旋鉆機成孔、正/反循環(huán)迴轉(zhuǎn)法成孔、套管鉆機成孔、沖抓鉆機成孔、沖擊鉆機成孔等。鉆孔樁成孔工藝一般采用正循環(huán)和反循環(huán)施工工藝。正循環(huán)工藝為：泥漿從鉆桿泵入，從鉆桿底部流出，混雜鉆渣從孔底向孔口流出，泥漿進入沉渣池，鉆渣沉淀或分離，泥漿再循環(huán)，一般鉆孔深度在30m以內(nèi)，

45、成孔效率較低，由于采用的泥漿比重較大，孔壁泥皮較厚。反循環(huán)工藝為：泥漿從樁的孔口進入，在氣舉作用下，混雜鉆渣從鉆桿流出進入沉渣池，鉆渣沉淀或分離，泥漿再循環(huán)，鉆孔深度已達到135m。 正循環(huán)鉆孔設備主要有鉆機、泥漿泵、泥漿池、沉渣池或分離器、當深度較大時還需配備取渣桶。反循環(huán)鉆孔設備主要有鉆機、空氣壓縮機、風包、泥漿池、沉渣池或分離器。泥漿質(zhì)量和標高是保障孔壁不致坍孔、鉆渣及時排出的重要措施。成孔后應進行孔徑、孔深、孔的傾斜度測量?？咨钜糟@孔長度為準，測錘復核。 由于正循環(huán)鉆孔采用的泥漿比重大，影響摩擦樁的承載力，在重要結(jié)構(gòu)中不宜采用。圖2.2 反循環(huán)迴轉(zhuǎn)法成孔施工(見鉆孔樁p95p396)

46、2.3 清孔作業(yè)清孔質(zhì)量直接影響鉆孔樁的沉渣厚度，影響樁的承載能力，一般采用取渣或換漿清孔，采用氣舉配合泥漿分離器進行清孔可以達到良好的效果。沉渣厚度指成孔拆除鉆機后，用帶小鋼絲繩的測錘測量的孔深，減去安裝鋼筋籠及水下混凝土灌注導管后開始水下混凝土灌注前在同一測點用同一測量系統(tǒng)測量的孔深的差值。測點盡量靠近樁中心。清孔作業(yè)不應造成泥漿的離淅，離淅的泥漿會增加沉渣和浮漿的厚度，可能造成導管堵管事故。當沉渣厚度不能滿足規(guī)范要求時，應進行二此清孔。 圖2.3 清孔作業(yè) 2.4 鋼筋籠工程鋼筋籠應具有足夠的加勁，防止裝吊過程中損壞。鋼筋籠裝吊過程中應注意聲測管的保護。鋼筋籠的保護層定位一般采用鋼筋、混凝土圈、工程塑料圈，從鋼筋腐蝕通道考慮，