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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(diǎn)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(diǎn)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(tái)及下部的基礎(chǔ)構(gòu)成。由橋梁上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載，通過(guò)橋臺(tái)或橋墩傳至基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳至地基?；A(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(tái)或橋墩下直接修建的實(shí)體基礎(chǔ)，一般適用于在岸上或水流沖刷影響不大，水深在510m左右的淺水處，并有完整的巖面或堅(jiān)實(shí)的土層。淺置基礎(chǔ)又叫明挖基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，是簡(jiǎn)單的，也是我們最希望采用的基礎(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(shí)，就不得不采用其它更復(fù)雜的基礎(chǔ)型式。有一個(gè)特例，就是浮橋，它是用特制的浮體浮在水面上做成浮動(dòng)的橋墩，用拋于河底的錨碇或其它方法使它們?cè)谒隙ㄎ?，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(dòng)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 二、樁基礎(chǔ)（預(yù)制樁）當(dāng)墩臺(tái)所處位置的覆蓋層很厚，適于承力的地基很深，或同時(shí)水深也較大時(shí)，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)，樁群的頂部還要修建一個(gè)承臺(tái)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(dòng)打樁機(jī)：也可以采用振動(dòng)打樁機(jī)的方法將樁沉入地基中。打樁船：在深水中打樁時(shí)要配備大型的打樁船，它配備有很高的樁架用來(lái)導(dǎo)向和插樁。 靜力壓樁機(jī)：用氣錘、柴油錘或振動(dòng)的方法打樁，速度較快，但噪聲及振動(dòng)很大，在城市中對(duì)環(huán)境有影響。為了避免對(duì)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(diǎn)，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(guò)軟弱的覆蓋層后再嵌入堅(jiān)實(shí)的巖面，荷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(shí)，荷載是通過(guò)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(lái)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(jiǎn)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(jiǎn)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(lái)對(duì)付松軟的地層；用牙輪鉆頭來(lái)對(duì)付堅(jiān)硬的巖石。除卵石地層外，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。使用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)鉆孔可有兩種不同的排碴方法。一種是正循環(huán)排碴法。另一種是反循環(huán)排碴法。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(guò)送氣鋼管壓送到鉆頭底部。此時(shí)壓縮空氣氣泡和鉆孔底部的泥漿混合鉆碴后形成一種比重較輕的混合物（泥漿+鉆碴+空氣）?；旌狭藥r碴的泥漿通過(guò)鉆桿內(nèi)腔上浮到鉆機(jī)上端的的排碴軟管內(nèi)，被排放到鉆碴處理池中進(jìn)行分離。分離后的泥漿可以循環(huán)使用。巖碴就是這樣不斷地被攜出地面的。這種排碴方法的能力很強(qiáng)。 旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔步驟示意圖1、埋入鋼護(hù)筒 2. 在覆蓋層中鉆進(jìn) 3. 在巖中鉆進(jìn) 4. 安裝鋼筋及水下砼導(dǎo)管5. 清孔排碴 6. 灌注水下砼 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(gè)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(jì)標(biāo)高的方法來(lái)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(kāi)始下沉及接高3、沉井下沉至設(shè)計(jì)位置 4、進(jìn)行封底及墩身工作五、沉箱基礎(chǔ)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(gè)倒扣的杯子）。頂板上裝有氣筒和氣閘。施工人員通過(guò)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(guò)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(jì)標(biāo)高。然后用混凝土填實(shí)工作室做成基礎(chǔ)的底節(jié)。沉箱的接長(zhǎng)工作和沉井一樣。二者不同之處：一個(gè)是開(kāi)口，一個(gè)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(diǎn)是對(duì)施工人員身體有害（頻繁增壓和減壓，人體血液中空氣沒(méi)有及時(shí)排除，易得沉箱?。┕ばШ艿?。所以目前我國(guó)已不采用這種方法。日本等一些國(guó)家仍在沿用，但盡量減少工人進(jìn)入室內(nèi)施工。江陰長(zhǎng)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(shí)航運(yùn)還很頻繁，為了盡可能減少上述因素對(duì)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(tái)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。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(guó)已開(kāi)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(cè)儀及水下電視等手段檢測(cè)整平的效果。有的工程還采用過(guò)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(tái)中已多次應(yīng)用。如1998年在美國(guó)的墨西哥灣中修建的bullwinkle石油鉆井平臺(tái)，水深達(dá)411m，是世界上最深的水下建筑物。它對(duì)于橋梁基礎(chǔ)也是一個(gè)很好的參考實(shí)例。第二節(jié) 梁橋上部結(jié)構(gòu)施工一、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)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(shí)，對(duì)橋下條件的要求也較苛刻。二、架橋機(jī)架設(shè)(2050m)簡(jiǎn)支梁式架橋機(jī)的特點(diǎn)是：架橋機(jī)空載運(yùn)行到位，以前方墩臺(tái)為支點(diǎn)，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(jiǎn)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(jiǎn)支梁架橋機(jī) 雙簡(jiǎn)支梁架橋機(jī) 三、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(jiǎn)支梁。圖為南京長(zhǎng)江大橋引橋用2臺(tái)起重能力為150t的龍門吊機(jī)架設(shè)跨度39.6m的預(yù)應(yīng)力砼箱梁。預(yù)應(yīng)力砼箱梁先用運(yùn)梁臺(tái)車自墩旁的運(yùn)梁專用線運(yùn)來(lái)，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(dòng)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(tái)后的制梁臺(tái)座上逐節(jié)灌筑（每節(jié)段長(zhǎng)度在815m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(diǎn)是：（1） 當(dāng)橋梁跨越深水、山谷以及不允許中斷橋下交通時(shí)，可以無(wú)阻礙地滑行通過(guò)；（2） 是在橋頭一個(gè)工廠化的固定地點(diǎn)制造梁段，容易保證梁段的施工質(zhì)量。頂推設(shè)備實(shí)際上是一牽引裝置。其動(dòng)力是一個(gè)行程1000mm的穿心千斤頂。利用千斤頂拉動(dòng)錨在混凝土梁底部的拉桿錨柱，拉動(dòng)全梁向前移動(dòng)。因?yàn)槭窃诹旱暮蟛坷瓌?dòng)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(shí)滑移裝置。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 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(diǎn)是不用搭設(shè)費(fèi)工費(fèi)時(shí)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(tái)； 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(zhǎng)； 4、直至跨中，最后合攏，完成整個(gè)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(shí)的情形。圖中所示是即將合攏，懸臂最長(zhǎng)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(kāi)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(shí)的剛度，減小下垂度。大跨度鋼桁梁跨中合攏時(shí)，為保證精度，須在橋墩頂部設(shè)置縱、橫移設(shè)備，來(lái)調(diào)整鋼梁合攏時(shí)需要調(diào)整的尺寸差值。 七、斜腿剛構(gòu)橋的拼裝與合攏陜西安康漢江橋 1、將廠制箱梁節(jié)段在浮船上組拼后浮運(yùn)到橋位；2、用纜索吊機(jī)豎直拼裝二斜腿； 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； 6、中孔主梁與斜腿合攏；7、自中孔向兩側(cè)對(duì)稱懸臂拼裝兩邊孔；8、建成后的安康漢江橋第三節(jié) 拱橋上部結(jié)構(gòu)施工拱橋的施工方法，可分為有支架施工和無(wú)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(wú)需搭設(shè)拱架、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。一、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： 單肋吊裝，單肋合攏（拱肋分三大段吊裝） 吊裝另一根拱肋，合攏 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(jí)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(duì)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(shí)。（2）人工澆搗法（小跨徑鋼管混凝土拱橋）：人工澆灌時(shí)，混凝土從澆筑段的上端灌入，在鋼管上開(kāi)澆灌孔及振搗孔，通過(guò)漏斗下料，用插入式振搗棒振搗。 混凝土通過(guò)振搗孔和澆灌孔時(shí)可稍稍溢出，然后在開(kāi)口蓋板原位點(diǎn)焊。二、轉(zhuǎn)體施工法轉(zhuǎn)體施工法可按轉(zhuǎn)動(dòng)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)施工法