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1、浅议桥梁结构工程施工方法摘要：桥梁通常由上部结构和下部结构两大部分组成。上部结构是墩台以上各部分的总称，也叫桥跨结构。下部结构包括桥墩、桥台及其基础等。本文主要介绍了桥梁结构工程中上下部结构如墩台、基础及上部施工的环节和方法。关键词：桥梁工程 ；结构 ；施工 ；方法随着现代高速公路尤其是高速铁路的发展，人们对桥梁的要求越来越高，桥跨结构正在向高刚度、大跨度方向发展，其质量和尺寸已不可同日而语，其制造、吊装、运输和架设已成为桥梁施工面临的最重要的课题之一。 一、桥梁下部结构的施工 基础是桥梁极为重要的组成部分，它承受着桥墩及通过桥墩传来的全部重量和各种外力，并把这些重量和外力传递到地基中去。桥梁
2、基础工程由于在地面以下或在水中，涉及水和岩土的问题，从而增加了它的复杂程度，使桥梁基础的施工无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础几大类【1】。 对于结构形式，高度不大的中小桥墩(台)身，通常采用传统的方法立模现浇施工。高桥墩施工多采用缆索吊机进行水平和竖向运输，少量工地采用了置于墩身旁和空心墩内的井架进行施工。 1明挖基础 明挖基础包括定位、基坑开挖、基底处理与基础砌筑筹工作。如果是在有水的处所修建基础，则在基坑开挖前，还要修筑挡水的围堰。 1)基坑开挖 开挖基坑时，应采取措施，防止基坑侧壁坍塌。基坑应根据土的性
3、质，采用直立边坡、斜坡或直坡支衬板加固。如果坑底在地下水面以下，应采用板桩支撑。当基坑深度在5 一6 米以内时，多用木板桩，再深的就要用钢板桩，。钢板桩强度大、防渗性能好，能打入硬土、卵石层或软质岩层，能多次周转使用，应用广泛。 2.围堰工程 所谓围堰，是预先在基坑的周围修筑的一道挡水围墙，使堰内的水变成死水，以便在堰内排干水进行开挖，或采用水下挖土。利用围堰不但可以修筑浅平基，也可以修筑桩基或管柱基础【2】。在水较浅(2.5 米以内)用土围堰或草袋(或麻袋)、流速较慢(1.5 米秒以内), 基底土不渗水的情况下，可采围堰。 3.水下开挖 当抽水开挖基坑困难时，可采用水下开挖。水下挖土所用的机
4、械，有各种形式的抓斗和各种类型的吸泥机。抓斗能在干的基坑里挖土，也能在水中挖土。吸泥机是使土连同水一起(即泥浆)排出的机械，用它来排除淤泥和砂性土最为有效，如果土质稍含粘性，则可在吸泥的同时，辅以高压射水把土冲松。常用的吸泥机有离心式吸泥机、空气吸泥机和水力吸泥机等。 4.基底处理 基坑挖到设计标高后，应检查和处理基底，使其承载能力和稳定性等符合设计要求。基底处理一般包括清除岩面上的松碎石块及杂物、整平基底面或把基底面凿成台阶、堵塞或排除泉眼、在基底面上铺垫碎石层或稠的水泥砂浆层等内容。水下开挖的基坑，先采用灌注水下混凝土的方法进行封底【3】，然后才能把围堰里的水抽干，砌筑基础。 5.桩基础
5、桩基础是由沉入土中的桩和使桩顶端连成一个整体的承台所组成的，桥墩台上的荷载，通过承台分配到每二根桩上，再从桩传到桩周和桩尖处的地基土里去。桥梁基础用的是钢筋混凝土桩，这种桩有预制和就地灌注两种。常用的预制桩是普通钢筋混凝土管桩和预应力钢筋混凝土管桩，其直径有40 厘米和55 厘米两种。普通钢筋混凝土管桩每节的长度为6 米、8 米；每节预应力钢筋混凝土管桩的标准长度为8 米和10 米，另外还有短节桩，两个短节桩的长度之和等于一个标准节的长度。桩基的施工程序是，把桩下沉到设计位置；在桩的顶端砌筑混凝土或钢筋混凝土承台；然后在承台上面接筑桥墩或桥台。沉桩的施工方法，有打入法沉桩、振动沉桩、桩尖爆扩桩
6、、钻孔灌注桩等。 6.沉井基础是一种深基础(深度一般为8 一30 米)，当坚硬土层埋藏较深，上面的覆盖层很松软时，如果采用桩基，则所需的桩数会很多，不便于布置，在这种情况下往往采用沉井基础。 7管柱基础 管柱基础是介于沉井基础与桩基之间的一种基础型式。可用在比较复杂的地质条件，尤其在桥梁工程中，当水深达30-40 米以上，河床的覆盖层很薄，岩面又不平整的时候，采用沉井或桩基，都会遇到很大困难，这时宜采用管柱基础。管柱基础的主要受力构件是沉入地基中的薄壁(壁厚10 - 14 厘米)大直径(直径1.5-6.0米)钢筋混凝上管柱，管柱里面有填混凝土的或空心的，管柱的底部沉入土层中，或者嵌入岩层【4】
7、。各管柱的顶部用钢筋混凝土承台把它们连成一体。这种基础的受力情况与桩基很相似，但是如果管柱的直径很大，一个基础只需一根管柱时，它又相当于一个薄壁沉井了。8桥梁墩台施工 桥梁墩台施工是桥梁工程施工中的一个重要部分，其施工质量的优劣，不仅关系到桥梁上部结构的制作与安装质量，而且对桥梁的使用功能也关系重大。因此，墩台的位置、尺寸和材料强度等都必须符合设计规范要求。 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。多数工程是采用前者，优点是工序简便，机具较少，技术操作难度较小；但是施工期限较长，需耗费较多的劳力与物力 就地浇筑的混凝土
8、墩台施工有两个主要工序，一是制作与安装墩台模板；二是混凝土浇筑。 (1)制作与安装墩台模板 模板一般用木材、钢料或其他符合设计要求的材料制成。木模重量轻，便于加工成结构物所需要的尺寸和形状，但装拆时易损坏，重复使用少。对于大量或定型的混凝土结构物，则多采用钢模板。钢模板造价较高，但可重复多次使用，且拼装拆卸方便。模板的结构部件的尺寸要精准，形状要符合设计要求，同时必须具备相应的刚度和强度，能承受可能的荷载。模板的板面要平整，接缝紧密。 (2)浇筑墩台混凝土 施工前，应将墩台基础顶面清理干净，整体连接钢筋。灌筑时，要检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸，确保位置正确，不发生变形。混凝土施工
9、中，要控制好混凝土的灌筑速度，应切实保证混凝土的配合比、水灰比和坍落度等技术性能指标满足规范要求。 墩台是大体积圬工，为避免水化热过高，导致混凝土因内外温差引起裂缝，可采取如下措施： 1)用改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合材料与外加剂、掺入片石等方法减少水泥用量； 2)采用C3A、C3S含量小、水化热低的水泥，如大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、低标号水泥等， 3)减小浇筑层厚度，加快混凝土散热速度； 4)混凝土用料应避免日光曝晒，以降低初始温度； 5)在混凝土内埋设冷却管通水冷却。 二、桥梁上部结构的施工 桥梁上部结构的施工方法有现浇支架法、移动模架逐孔施工法、悬臂施工法、转体施工法、顶推法
10、施工、预制安装法。 1.现浇支架法 采用现浇支架法时，支架与拱架要符合以下要求 1)支架虽为临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒载因此必须有足够的强度和刚度，同时，支架的基础应可靠，构件结合要紧密，并有足够的纵、横、斜向的连接杆件，使支架成为整体。 2)对河道中的支架要充分考虑洪水和漂流物的影响。 3)支架在受荷店将有变形和挠度，在文装前要进行计算，设置预拱度，使结构的外形尺寸和标高符合设计要求。 4)支架上要设置落架设备，落架时要对称、均匀，不应使主梁局部受力。 2.移动模架逐孔施工法 移动模架逐孔施工法是中等跨径预应力砼连续梁中的一种施工方法，它采用一套专用移动模架设备从桥的一端逐孔施工，直
11、到对岸。无需设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全、可靠。 移动模架逐孔施工的主要工序有：侧模安装就位、安装底模、支座安装、预拱度设置与模板调整、绑扎底板及腹板钢筋、预应力系统安装、内模就位、顶板钢筋绑扎、箱梁混凝土浇筑、内模脱模、施加预应力和管道压浆及落模拆底模及滑模纵移。 3.悬臂施工法 从桥墩开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者称作悬臂浇筑施工，后者称为悬臂拼装施工。不需搭设支架、多孔同时施工、存在结构体系转换。应用于T型刚构桥、变截面连续梁桥和斜拉桥。 4.转体法施工 桥梁转体施工法就是将桥梁构件先在桥位处适当位置进行预制，待砼强度达到设计强度后，以支座位置作
12、为旋转支承和旋转轴，旋转构件就位，再按设计要求改变支承条件的施工方法。根据构件旋转的方式分为：平转法、竖转法、平转加竖转法。其技术主要包括四大系统: 平衡系统、锚扣系统、牵引系统和转动系统。其施工工艺的工作原理是在桥台(单孔桥)或桥墩(多孔桥)上分别预制一个转动轴心,以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分,上部整体旋转,下部为固定墩台、基础,这样可根据现场实际情况,上部构造可在路堤上或河岸上预制,旋转角度也可根据地形随意旋转。 转体施工的主要施工工艺流程 1) 主墩、边墩钻孔灌注桩施工； 2) 承台及转体体系结构施工； 3) 墩身、边墩盖梁施工； 4) 箱梁现浇施工； 5) 转体； 6) 合拢段
13、施工。 5.顶推法 在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，之后继续在预制场进行下一节段梁的预制【5】，循环操作直至施工完成。顶推法适用于水深、桥高等情况，设备简单、不用布设支架、劳动强度轻、技术易于掌握；同时由于梁体为等高梁，增加了材料用量，跨度受到限制。 6.预制安装法 在预制工厂或在运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作，然后采用一定的架设方法进行安装。 1)龙门架 当桥梁位于较平坦的河滩滩地或在平地上，可用龙门吊机架设简支梁。 架桥机 适合中小跨径的多跨简支梁，不受水深和墩高的影响，不影响桥下通行。架桥机空载运行到位，以前方墩台为支点，待架的梁由架桥机上的起重车吊住，移送到桥位，然后落梁。 3)浮吊 在海上和深水河流上修建桥梁时使用。需要在岸边设置临时码头移动预制梁。 参考文献： 【1】 薛杰.山区高速公路桥隧连接工程关键性技术研究.武汉理工大学,2010. 【2】 关欣琦.浅谈桥梁墩台的施工.黑龙江科技信息,2010,(5):227. 【3】 邓荣光.桥梁施工管理质量控制研究.现代商贸工业,2010,22(11):51-52.