桥梁施工组织设计论文.docx
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1、桥梁施工与组织桥梁施工技术与施工组织的主要内容及其相互影响摘要: 本文主要以预应力连续箱梁桥为例,简单介绍了桥梁工程从基础到承台,墩台结构,主梁结构以及桥梁附属结构工程的施工技术与施工组织的内容。Abstract: In this paper, the key technology of the bidge constructing are discussed. As tensioning box girder for an example, bridge structer constructing is introduced amply including foundation, piers
2、, supports, girders and auxiliary stucters. Finally construction organization is mentioned simply.关键词:施工技术 施工组织 基础 墩台 主梁 附属结构 21世纪,随着经济的飞速发展与科学技术的不断创新,桥梁这一关系国家基础建设的关键工程得到了质的发展.特别是高速公路与铁路的建设以及跨江跨海大桥的建设,我国桥梁技术无论是从设计还是施工都有了比较成熟的理论依据与经验方法.科技发展带动工程软件的不断发展,使得复杂梁体柱体的计算提供了使得以前难于计算成为了可能.预应力连续箱梁由于其受力机理以及抗震效果的
3、优势,而得到了广泛的使用.本文主要以预应力连续箱梁桥为例,简单介绍了桥梁工程从基础到下部结构再到上部结构的施工技术,以及施工组织的内容.2基础 桥梁工程基础主要有以下几种:天然地基浅基础(明挖地基)、桩基础(预制桩、灌注桩)、沉井基础、管柱基础、预制空心桩基础的等。桩基础由于其的受力机理及其施工的优势是目前最常用的基础类型。钻孔灌注桩根据地质状况采用冲击钻机钻孔,泥浆护壁法成孔,混凝土由拌与站集中拌制,砼搅拌运输车运输,钢筋笼分节加工成型,吊车吊装焊接,导管法灌注水下砼。浅水基础采用编织袋围堰施工(钻孔桩施工工艺见图1)。2.1.1 施工准备施工前根据地形、水文、地质条件及机具、设备、材料运输
4、情况,规划施工场地,合理布置临时设施;开钻前按照施工图纸要求在选定位置进行试桩,根据试桩资料验证设计采用地质参数,并根据试桩结果确定是否调整桩基设计。根据地层岩性等地质条件、技术要求确定钻进方法与选用合适的钻具;对钻机各部位状态进行全面检查,确保其性能良好;浅水基础利用编织袋筑岛围堰构筑工作平台。施工时要求土袋平放,上下左右互相错缝堆码整齐。内外边坡1:0.5,夹心粘土层厚度不小于1m,粘土层填筑时注意夯实。护筒采用钢制护筒,由单节长度2m护筒组成,护筒间由平头螺栓连接。其内径大于钻头直径200mm400mm。护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m,护筒顶部高出施工水位1.5m2.0m左右
5、(同时高出地面0.5m),其高度满足孔内泥浆面的要求。陆地、浅水中桩基护筒埋设采用挖埋法。埋设应准确、稳定,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m,保护桩孔顶部土层不致因钻头(钻杆)反复上下升降、机身振动而导致坍孔。用造浆机制浆,并储存于泥浆池中。钻孔施工时,根据地层情况及时调整泥浆性能指标,以保证成孔速度与质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,经沉淀后循环利用。开孔前在护筒内多放一些粘土,并加适量粒径不大于15cm的片石,用小冲程冲砸。钻进0.51m时,再回
6、填粘土或注泥浆,继续以低冲程钻孔,如此反复二、三次,必要时,多重复几次。待钻至护筒下34m后,方可进行正常冲击。根据碴样判别土层地质,砂卵石土采用中等冲程,漂石与坚硬密实的卵石层,采用高冲程。冲击成孔采用粘土泥浆护壁,根据地层地质变化调整泥浆比重,保证钻进过程中孔壁的稳定。整个钻进过程中,始终保持孔内水头高度。不同的地质采取不同的冲程,冲击过程中要勤抽碴,勤检查钢丝绳与钻头磨损情况。抽碴破碎的部分钻碴与泥浆一起被挤进孔壁,大部分钻碴用掏碴筒清出孔外,冲击一定时间后,提出冲击钻头,换上掏碴筒,掏取钻碴。掏碴后及时向孔内添加泥浆,以维护水头高度。2.1.5. 清孔终孔检查后,要立即清孔,不得停歇过
7、久。冲击钻孔施工时,采用抽碴法清孔。清孔时,及时向孔内注浆。灌注混凝土前用吸泥法进行二次清孔,利用简易吸泥机将高压空气经风管射入孔底,使沉淀物随强大的气流经吸泥管排出孔外。沉碴厚度满足设计要求。钢筋制作时,用卡板成型法控制钢筋笼直径与主筋间距,根据钢筋骨架设计长度的不同,采用整体或分节制作与安装。钢筋骨架用吊车起吊安装,在运输与起吊中,要保证钢筋笼不变形,起吊时采用两点吊法。在吊起后,如发现有弯曲要整直,当进入孔口后,将其扶正慢慢下降,严禁摆动碰撞孔壁,直至下到设计标高,同时要保证钢筋骨架中心位置符合设计要求。骨架顶端要支撑与加固,支撑系统要对准中线,防止浇注混凝土时钢筋骨架上浮、倾斜与移动。
8、钢筋骨架四周外侧,事先按设计要求焊接定位钢筋,以保证钢筋保护层厚度满足图纸要求。 砼采用300mm钢导管灌注,采用吊车分节吊装,丝扣式快速接头连接;灌注前,对导管进行水密、承压与接头抗拉试验。(2)安装储料斗及隔水栓,储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求。(3)水下砼由拌与站进行拌制,砼搅拌运输车运输,输送泵将混凝土压送进储料斗,当料斗内混凝土数量满足封底要求时开启斗门一次封底。(4)灌注中,严格控制导管埋深,防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩。(5)灌注砼时,要保持孔内水头,防止出现坍孔。(6)桩身砼灌注顶面高出设计桩顶高程1.0m,以保证桩头质量。施工过程中,对每个工序
9、认真做好施工试验、记录,并在成桩以后配合监理工程师进行桩的检验。成桩后按设计要求对桩基进行成桩质量检测与评价。图1场地平整、施工准备施工放样埋设护筒钻 孔钻机就位开挖泥浆池拌制泥浆清孔移钻机安装钢筋笼下导管灌注砼钢筋笼存放、起吊砼拌制、运输沉渣厚度检查成孔质量检查否合格否合格制作钢筋笼砼配合比试验孔口处理、凿除桩头桩基质量检测、评定压试块试块制作、养护水中桩围堰筑岛2.1.9 承台承台基坑采用挖掘机放坡开挖,人工修整,施工时根据边坡稳定情况采取方木及钢板桩进行支护。模板采用组合钢模板,钢筋在加工场加工成型,现场绑扎,砼由拌与站集中拌制,砼搅拌运输车运输,输送泵泵送入模,分层浇筑。浅水承台采用编
10、织袋围堰进行施工。 承台施工工艺流程为:基坑开挖凿除桩头桩基检测基底处理绑钢筋立模砼浇注回填(见图2)。基底开挖土层部分以挖掘机为主、地形条件困难时,采用人工开挖。岩层开挖采用轻型凿岩机打眼,浅孔松动爆破。机械或爆破开挖时应距设计基底标高3050cm,剩余部分采用人工开挖。基坑开挖采取放坡开挖,并根据开挖情况设置相应的如木桩或钢管桩等临时支护措施,防止边坡坍塌。靠近公路的基坑开挖除做好支护措施外,还应在接近基坑前后设置防撞墩,并明显警示标志。基坑开挖时,要防止地表水浸泡基坑,以避免诱发基坑边坡失稳。基坑排水采取在基坑四周设排水沟及集水坑,配抽水设备进行抽排。测量基坑平面位置、标高基坑(围堰)施
11、工凿除桩头桩基检测基底处理绑扎钢筋安装模板砼浇筑制作砼试件砼拌制、运输排水系统与墩台身接缝处理砼养护、拆模基坑回填、夯实钢筋制作、运输模板整修浇筑素砼底模(或铺碎石垫层,砂浆抹面)图2模板侧模板采用组合钢模板,底模采用砼垫层;通过型钢围檩、方木、拉杆与基坑四周坑壁挤密、撑实,确保模板稳定牢固、尺寸准确。钢筋及砼施工承台基坑开挖至设计基底高程并经检验合格后,立即浇筑基础垫层砼。钢筋集中加工,现场进行绑扎,注意预埋墩身钢筋。对于大体积承台钢筋绑扎时应在混凝土中埋入冷却管并保证从混凝土浇注至完成后半月内不间断注水,以控制砼温度裂纹。承台砼的浇筑严格按照设计与施工规范的要求进行,砼在拌与站集中拌制,砼
12、输送车运送。浇筑时分层进行,插入式振动器振捣,以保证砼密实度。基坑回填桥墩基坑用原土分层回填并夯实,基坑四周同步进行,回填面高出周围地面3050cm。桥台台尾处开挖基坑采用素混凝土回填至原地面,上设桥路过渡段。 挖孔(1)挖孔灌注桩适用于水或少水且较密实的土或岩石地层。若孔内产生的空气污染物超过GBH2.1-82(附录5-3)规定任何一次检查的三级标准时,不得采用人工挖孔施工。挖孔平面尺寸大小,以便于施工为宜,但不得小于桩的设计断面尺寸,灌筑在混凝土内不能拆除的临时支护,应扣除不计。孔深不宜大于15m。挖孔斜桩适用于地下水位低于孔底标高的粘性土。(2)挖孔施工场地的准备工作。 (3)挖孔施工应
13、选择合适的孔壁支护类型,一般可安装木框架、竹篱、柳条、荆笆、预制混凝土井圈或钢井圈支护,也可采用现浇或喷射混凝土护壁。(4)摩擦桩的非永久性支护,应在灌筑混凝土时逐步拆除。无法拆除的非永久性支护,不得用于摩擦桩。(5)以混凝土护壁作为桩身的一部分时,只能用于桩身截面不出现拉力的桩(摩擦桩与柱桩),其混凝土标号不得低于桩身混凝土标号。(6)挖孔时如有水渗入,应及时加强孔壁支护,防止水在井壁浸流造成坍孔。渗水应予排除或用井点法降低地下水位。同一墩台数孔同时开挖,渗水量大的一孔应超前开挖,用于集中排水,以降低其它桩孔的水位。(7)挖孔时,应注意施工安全,挖孔工人必须配有安全帽、安全绳,必要时应搭设掩
14、体。提取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具,必须经常检查。井口围护应高出地面2030cm,防止土、石、杂物滚入孔内伤人。挖孔工作暂停时,孔口必须罩盖。挖孔时,还应经常检查孔内的二氧化碳含量,如超过0.3%或孔深超过10m时,应采用机械通风。(8)孔内岩石须爆破时,应采用浅眼爆破法,严格控制炸药用量,并在炮眼附近加强支护,防止震塌孔壁。桩孔较深时,应采用电引爆。当桩底进入斜岩层时,应凿成水平或台阶。(9)孔内爆破后,应先通风排烟,经检查无毒气后,施工人员方可下井继续作业。(10)条在多年冻土地区,当季节融化层处于冻结状态且不受土层与水文地质的影响时,可采用挖孔桩施工,于孔底热融,以提高挖掘工
15、效。在夏季融化的季节融化层地区,一般不宜采用挖孔桩施工。(11)挖孔如遇到涌水量较大的潜水层承压水时,可采用水泥砂浆压灌卵石环圈或其它有效的的止水措施。(12)挖孔斜桩挖掘时,容易坍孔,宜采用预制钢筋混凝土护筒分节下沉护壁。当斜率较平稳时,护筒斜侧下面应先挖导孔,用预制混凝土垫块敷设滑道,以固定斜桩位置并减小护筒下面的摩阻力。滑道长度约为桩总长度的一半。(13)挖孔达到设计深度以后,应进行孔底处理,必须作到无松渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层;如地质复杂,应钎探了解孔底以下地质情况是否能满足设计要求,否则应与有关单位研究处理措施。 灌注混凝土(1)挖孔斜桩吊放钢筋骨架的技术要求与钻孔斜桩的相同,可
16、按本章有关规定处理。(2)从孔底及孔壁渗入的地下水上升速度较小(参考值小于6mm/min)时,可采用在空气中灌注混凝土桩的方法,其技术要求除符合本规范第十章有关规定外,还应注意以下事项:.混凝土坍落度,当孔内无钢筋骨架时,宜小于;当孔内设置钢筋骨架时,宜为79cm。如用导管灌注混凝土,可在导管中自由坠落,导管应对准中心。开始灌注时,孔底积水深不宜超过5cm,灌注的速度应尽可能加快,使混凝土对孔壁的压力尽快地大于渗水压力,以防水渗入孔内。.桩顶或承台、连系梁底部2m以下灌注的混凝土,可依靠自由坠落捣实,不必再用人工捣实;在此线以上灌注的混凝土应以振捣器捣实。.孔内的混凝土应尽可能一次连续灌注完毕
17、,若施工接缝不可避免时,应按照本章规范第十章关于施工缝的处理规定处理,并一律设置上下层的锚固钢筋。锚固钢筋的截面积应根据施工缝的位置确定,无资料时可按桩截面积的1%配筋。施工接缝处若设有钢筋骨架,则骨架钢筋截面积可在1%配筋面积内扣除;若骨架钢筋总截面积超过桩截面的1%,则可不设锚固钢筋。.混凝土灌注至桩顶以后,应即将表面已离析的混合物与水泥浮浆等清除干净。(3)当孔底渗入的地下水上升速度较大时(参考值大于6mm/min),应视为有水桩,按本章第二节有关规定用导管法在水中灌注混凝土。灌注混凝土之前,孔内的水位至小应与孔外稳定地下水位同样高度;若孔壁土质易坍塌,应使孔内水位高于地下水位1。(4)
18、空气中灌注的桩如为摩擦桩,且土质较好,短时期无支护不致引起孔壁坍塌时,可在灌注过程中逐步由下至上拆除支护。需在水中灌注摩擦桩时,应先向孔中灌水,至少与地下水位相平。随着灌注的混凝土升高,孔内水位上升时,逐层拆除支护,利用水头维护孔壁。(5)无论在空气中或水中灌注混凝土桩,若地质条件许可拆除支护,而且是钢护筒或钢筋混凝土护筒需要拆除时,则在灌注混凝土与逐步拆除护筒过程中,应始终维持混凝土顶面比护筒底端最小高出。(6)挖孔斜桩的混凝土灌注的技术要求与应注意事项,可按照本章第二节钻孔灌注斜桩的有关规定处理。(1)采用锤击或振动方法将钢管沉入土内,然后在管内灌注混凝土(或钢筋混凝土),随灌随拔管而形成
19、沈管灌注桩。此法适用于粘性土、砂类土与小粒径中密的碎石土地层。斜沈管灌注桩应设导向设备。(2)施工前应根据地层情况与设备条件选择适当具有拔管功能的锤击或振动沉桩机。施工场地准备同上。(3)钢管下端应设活瓣桩尖或预制混凝土桩尖,活瓣合扰桩尖尖端与预制钢筋混凝土桩尖尖端应在桩管中线上,活瓣合拢后应基本合缝。预制桩尖的混凝土标号不得低于30号,桩尖尺寸与钢筋布置应符合设计要求。(4)沉管施工应遵守下列规定:.竖桩沈管应按桩基施工顺序依次后退进行,群桩的各桩中心间距,摩擦桩不得小于4倍桩管外径;.钢筋混凝土预制桩尖或活瓣桩尖应设置在设计位置,桩管应竖直套入预制桩尖,二者的轴线应竖直一致;.竖桩沈管时应
20、竖直沉入,如发现移位倾斜超过允许偏差,立即纠正,必要时应拔出重新沈管;为防止沈管过程中水与泥浆进入桩管,应先在桩管中灌入高的混凝土;为防止先灌的混凝土在桩管沉到设计标高开始拔管前初凝,宜掺入缓凝剂。(5)如属钢筋混凝土桩,可将钢筋骨架自上端吊入管内,若钢筋骨架较长,应逐段吊入管内;桩管下沉到设计位置后,应调整骨架位置,脱出挂钩,使骨架固定于管中。(6)灌注的混凝土标号应符合设计规定,配设钢筋骨架时,其坍落度宜为810cm;不配筋时宜为68cm。采用粗集料的粒径不得大于30mm,并不得大于钢筋间最小净距的1/3。(7)灌注混凝土与拔管应按下列规定进行:.每次向桩管内灌注混凝土时应尽量多灌,当管长
21、大于桩长时,混凝土可一次灌足。桩顶离地面较近的桩,应保证管内混凝土面始终高于地表;桩顶在地表以下较深的桩,应保证管内混凝土面高于地下水位1。.开始拔管时,对用活瓣桩尖振动沉入的桩管,应先振动片刻再拔管。在测得桩管尖活瓣确已张开,混凝土确已从桩管中流出以后,方可继续拔出桩管。.对用混凝土桩尖锤击沉入的桩管,拔管时采用振动锤倒打法拔出,倒打的打击频率不宜小于70次/min,使在拔管时起振动密实混凝土作用。.在拔管过程中,应设专人用测锤检查管内混凝土面的下沉情况。拔管速度应均匀,用锤击倒打拔管时,不宜大于1m/min;用振动拔管时,不宜大于。应边振(打)边拔,每拔出,停拔并振动510s,如此反复直至
22、桩管全部拔出。在拔管过程中,桩管内应到小保持高约2m压头的混凝土,对于易坍塌的土,压头混凝土还应提高。(8)在淤泥及含水量饱与的软土层中振动拔管时,应采用反插法施工,按下列要求进行:.桩管灌入混凝土后,先振动再开始拔管,每次拔管高度,往下反插深度。在拔管过程中,应分段添加混凝土,保持管内混凝土面始终不低于地表面,或高于地下水位1以上,拔管速度不得大于。.穿过淤泥夹层时,应适当放慢拔管速度,并减小拔管高度与反插深度。(9)锤击沈管灌注桩的混凝土充盈系数小于的桩,应采用全部复打处理;对于断桩及缩颈部位明确的桩,可采用局部复打处理,其复打深度必须在断桩层或缩径区以下。复打施工必须在第一次灌注的混凝土
23、初凝前进行,前后二次沈管的轴线应重合。(10)群桩施工时,当本桩的混凝土已灌注完毕,施工邻桩的间隔时间不得超过本桩混凝土的实际初凝时间,使本桩的混凝土尚有随邻桩振动的可塑性,使混凝土不致开裂。 桥梁墩台施工是建造桥梁墩台的各项工作的总称。其主要工作有:墩台定位,放样,基础施工,在基础襟边上立模板与支架,浇筑墩(台)身混凝土或砌石,扎顶帽钢筋,浇顶帽混凝土并预留支座锚栓孔等。 桥梁墩台施工方法通常分为两大类:一类是现场就地浇筑与砌筑;一类是拼装预制的混凝土砌块、钢筋混凝土或预应力混凝土构件。前者工序简便,机具较少,技术操作难度较小;但是施工期限较长,需消耗较多的劳力与物力。后者的特点是可确保施工
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