市政工程施工技术(桥梁).ppt

市政工程施工技术 桥梁 给排水管道 隧道部分汪莹 第一部分桥梁工程施工技术 第一章施工基本操作 1 基本要求 1 了解桥梁分类 2 掌握模板 钢筋 混凝土质量控制和检查内容 2 具体内容 1 模板的种类和质量要求 2 钢筋种类 连接方法和检验内容 3 混凝土原材料要求 4 混凝土季节性施工要求和措施 5 混凝土质量控制和检查的项目 6 质量通病防治 一 模板 1 模板的用途 由于混凝土拌和初期 其状态介于固体和液体之间 不具有强度 所以混凝土工程施工中需要模板作为临时承重结构物 模板不仅控制着构件的形状和尺寸 还直接影响混凝土工程进度及工程造价 2 模板种类 木模板 厚度通常为3 5cm 钢模 钢木结合模 纤维板或塑料板模板 一 模板 3 常用模板 1 上部结构模板 实心板 空心板 中小跨径空心板的芯模可以采用充气胶囊芯模及钢管芯模 T梁 2 下部结构模板 镶板式 滑动式滑动模板由顶架 模板 围圈 千斤顶 工作平台等部分组成 4 模板的拆除 拆除期限应根据工程特点 模板位置及混凝土所达到的强度来决定 二 钢筋 由于钢筋在结构中所起的作用及位置不同 桥梁工程中使用的钢筋存在着规格多 成品形状复杂的特点 钢筋种类 通常按化学成分 生产工艺 轧制外形 供应形式 直径大小 以及在结构中的用途进行分类 二 钢筋 1 按轧制外形分 1 光面钢筋 I级钢筋 Q235钢钢筋 均轧制为光面圆形截面 供应形式有盘圆 直径不大于10mm 长度为6m 12m 2 带肋钢筋 有螺旋形 人字形和月牙形三种 一般 级钢筋轧制成人字形 级钢筋轧制成螺旋形及月牙形 3 钢线 分低碳钢丝和碳素钢丝两种 及钢绞线 4 冷轧扭钢筋 经冷轧并冷扭成型 二 钢筋 2 按直径大小分钢丝 直径3 5mm 细钢筋 直径6 10mm 粗钢筋 直径大于22mm 3 按力学性能分 级钢筋 235 370级 级钢筋 335 510级 级钢筋 370 570 和 级钢筋 540 835 4 按生产工艺分热轧 冷轧 冷拉的钢筋 还有以 级钢筋经热处理而成的热处理钢筋 强度比前者更高 二 钢筋 5 按在结构中的作用分 受压钢筋 受拉钢筋 架立钢筋 分布钢筋 箍筋等 1 受力筋 承受拉 压应力的钢筋 2 箍筋 承受一部分斜拉应力 并固定受力筋的位置 多用于梁和柱内 3 架立筋 用以固定梁内钢箍的位置 构成梁内的钢筋骨架 4 分布筋 用于屋面板 楼板内 与板的受力筋垂直布置 将承受的重量均匀地传给受力筋 并固定受力筋的位置 以及抵抗热胀冷缩所引起的温度变形 5 其它 因构件构造要求或施工安装需要而配置的构造筋 如腰筋 预埋锚固筋 环等 二 钢筋 热轧带肋钢筋品种规格 热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成 H R B分别为热轧 Hotrolled 带肋 Ribbed 钢筋 Bars 三个词的英文首位字母 热轧带肋钢筋分为HRB335 老牌号为20MnSi HRB400 老牌号为20MnSiV 20MnSiNb 20MnTi HRB500三个牌号 二 钢筋 1 加工前的准备工作 钢筋进场后 应检查出厂试验证明书 若末附有适当的证明文件或对钢筋质量有疑问 应作拉力和冷弯试验 1 试验 如需作试验 应该分批进行 每批质量不能超过200KN 每批钢筋中取试件9根 3根作拉力试验 确定屈服点 极限强度和伸长率 3根作冷弯试验 3根作电弧焊接工艺试验 二 钢筋 2 钢筋弯钩增加长度计算 不同弯起角度的钢筋伸长值计算 二 钢筋 3 钢筋的配料当施工图中采用的钢筋品种或规格与库存材料不一致时 可参考以下原则进行钢筋代换 等强度代换 等面积代换 结构构件系受裂缝宽度或抗裂性要求时 钢筋代换时需进行裂缝和抗裂性验算 二 钢筋 2 钢筋加工 1 接长方法 闪光接触对焊 竖向钢筋电渣压力焊接 电弧焊 搭接焊 绑条焊 螺套及套筒挤压连接 绑扎 一般均使用焊接接头 当结构钢筋特别长 无法运输 可以采用螺套及套筒挤压连接 焊接有困难时 才可以采用绑扎接头 对于轴心受拉构件的接头 均应采用焊接 不得采用绑扎接头 二 钢筋 其中电弧焊焊接接头应对外观进行检查 要求焊缝表面平整 没有缺口 凹陷 气孔和较大的金属焊瘤 两钢筋轴线应重合 焊接部分接头应进行机械性试验 张拉用的 级钢筋不采用电弧焊 二 钢筋 2 钢筋骨架的焊接为减少在现场的钢筋安装工作 构件内的钢筋宜预先在工厂或工地制成平面或立体骨架 为便于骨架焊接 常使用工作台 由于钢筋在焊接时局部会产生温度变化 骨架将会发生翘曲变形 使骨架的形状和尺寸不能符合设计要求 同时要考虑由于灌注混凝土骨架也要产生一定变形 故焊接工作台应设置预拱度 二 钢筋 3 钢筋的安装为保证钢筋具有一定厚度的保护层 钢筋与底模 侧膜之间应设置设计保护层厚的砂浆垫块 三 混凝土 混凝土是以胶凝材料 集料和水 必要时掺入外加剂和矿质混合料 按适当比例进行拌和 经硬化后形成的人造石材 在土木工程中用量最大 用途最广的是水泥混凝土 三 混凝土 一 准备工作1 原材料要求 1 水泥水泥是水泥混凝土的胶凝材料 因此水泥选用的正确与否 直接影响到水泥混凝土的质量 选用时 能够根据构件所处的环境 工程特点及建筑物的重要性正确选择水泥品种 以能使所配制的混凝土强度达到要求 收缩小 和易性好和节约水泥为原则 三 混凝土 水泥进场后 应按其品种 强度 证明文件以及出厂时间等情况分批进行检查验收 对所用水泥应进行复查试验 散装水泥的储存 应尽可能采用水泥罐或散装水泥仓库 水泥如受潮或存放时间超过3个月 应重新取样检验 并按其复验结果使用 三 混凝土 2 细骨料桥涵混凝土的细骨料 应采用级配良好 质地坚硬 颗粒洁净的河砂 河砂不易得到时 也可用山砂或用硬质岩石加工的机制砂 砂的细度模数在2 5 3 5之间的中粗砂最合适 最低不宜小于2 2 三 混凝土 3 粗骨料桥涵混凝土的粗骨料 应采用坚硬 表面洁净的卵石或碎石 以碎石为好 原则上尽量选取较大粒径的颗粒 粗细之间具有适当的级配 粗骨料的最大粒径应按混凝土结构情况及施工方法选取 但最大粒径不得超过结构最小边尺寸的1 4和钢筋最小净距的3 4 在两层或多层密布钢筋结构中 不得超过钢筋最小净距的1 2 同时最大粒径不得超过100mm 三 混凝土 用混凝土泵运送混凝土时的粗骨料最大粒径 除应符合上述规定外 对碎石不宜超过输送管径的1 3 对于卵石不宜超过输送管径的1 2 5 同时应符合混凝土泵制造厂的规定 三 混凝土 4 拌和用水含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂 糖类 污水 PH值小于4的酸性水和含量超过1 的硫酸盐水 均不得用于混凝土中 不得用海水拌制混凝土 供饮用的水 一般能满足上述条件 使用时可不经试验 三 混凝土 5 外加剂在混凝土的制作过程中掺入的 其掺量不大于水泥用量的5 通过掺入外加剂可以在不增加水泥用量的情况下 提高混凝土的质量 改善施工性能 节约原材料 缩短施工周期 满足工程的特殊要求 应根据外加剂的特点 结合使用目的 通过技术 经济比较来确定外加剂的使用品种 例如 掺入引气剂是为了提高抗冻性 掺入早强剂是为了提高早期强度等 三 混凝土 2 配合比设计混凝土的配合比 应通过设计和试配选定 试配时应使用施工实际采用的材料 配制的混凝土拌和物应满足和易性 凝结速度等施工技术条件 制成的混凝土应符合强度 耐久性 抗冻 抗渗 抗侵蚀 等质量要求 实验室配合比转换成施工配合比 考虑现场砂石的含水率 已知实验室配合比为 水泥 水 砂 石 m cb m wb m sb m gb 则现场配合比为 三 混凝土 二 混凝土的拌制混凝土应使用机械搅拌 零星工程的塑性混凝土也可用人工拌和 用机械搅拌时 自全部材料装入搅拌筒至开始出料的最短搅拌时间应按设备出厂说明书的规定 并经试验确定 且不得低于规范的规定 三 混凝土 混凝土最短搅拌时间 三 混凝土 三 混凝土的运输混凝土的运输应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要 使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度 当混凝土拌和物运距较近时 可采用无搅拌器的运输工具运输 当运距较远时 宜采用搅拌运输车运输 运输工具应不漏浆 不吸水 便于装卸混凝土 三 混凝土 四 混凝土的浇筑浇筑混凝土前 应对支架 模板 钢筋和预埋件进行检查 并做好记录 符合设计要求后方可浇筑 浇筑过程中 应保证混凝土不产生离析及浇筑中断 并使混凝土充分振捣 若浇筑混凝土时 已超过规范允许的时间规定 则必须留施工缝 三 混凝土 1 分层厚度混凝土应按一定厚度 顺序和方向分层浇筑 应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土 上下层同时浇筑时 上层与下层前后浇筑距离应保持1 5m以上 在倾斜面上浇筑凝土时 应从低处开始逐层扩展升高 保持水平分层 混凝土分层浇筑厚度不宜超过下表的规定 三 混凝土 2 混凝土的振捣混凝土的质量与浇筑厚度 浇筑程序和良好的振捣有关 采用振捣器捣实混凝土可获得最大密实度 桥梁工地常用的振捣方式有 平板式 附着式 插入式 振捣台 1 平板式 适用于大面积混凝土的表面振捣 如桥面 矩阵板 空心板和底板和顶面 2 附着式 适用于薄壁构件 如箱梁的内膜 外膜 T梁的腹板等 三 混凝土 五 混凝土的养护混凝土浇筑后 若天气干燥 混凝土表面水分蒸发过快 会产生网状的收缩裂缝 破坏混凝土的耐久性 构件表面会出现起砂 起壳或剥落破损等现象 因此对混凝土的养护工作 尤其是初期阶段的养护非常重要 三 混凝土 一般混凝土浇筑完成后 应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护 混凝土浇水养护日期 随环境温度而异 在常温下 用普通水泥拌制时 不得少于7d 其它水泥 可根据空气的湿度 温度和水泥品种及掺用的外加剂等情况 酌情延长或缩短 在混凝土模板拆除时 应尽量避免对混凝土的振动 已拆除模板的结构 应在混凝土达到设计强度的100 才容许承受全部设计荷载 三 混凝土 六 混凝土的季节性施工季节性 热期 雨期及冬期1 热期混凝土施工热期由于天气炎热 混凝土中的水更容易被蒸发 所以热期施工要注意保水 且施工宜选择在一天温度较低的时间进行 三 混凝土 应制定在高温条件下保证工程质量的技术措施 1 拌和水使用冷却装置 对水管及水箱加遮荫和隔热设施或采用地下水 2 水泥 砂 石料应遮荫防晒 以降低骨料温度 可在砂石料堆上喷水降温 3 掺减水剂以减少水泥用量和提高混凝土的早期强度 从而降低高温对水泥混凝土性能的影响 4 尽量缩短运输时间 宜采用混凝土运输搅拌车 运输中应慢速搅拌 5 加强混凝土养护 混凝土浇筑后 应及时覆盖草帘 麻袋 经常洒水 保持潮湿状态最少7d 三 混凝土 2 雨期混凝土施工是指在降雨量集中季节且对混凝土的质量造成影响时进行的施工 1 雨期要按时收集天气预报资料 混凝土施工要尽可能避开大风大雨天气 2 雨期施工的工作面不宜过大 应逐段 逐片分期施工 3 在浇筑地点加盖雨棚 既可防水 又便于混凝土养护 4 在浇筑地点设置挡水埂和排水沟 三 混凝土 七 混凝土质量控制和检查对混凝土的强度 应制取试件检验其在标准养护条件下28d龄期的抗压极限强度 试件制取组数应符合下列规定 1 不同强度及不同配合比的混凝土应分别制取试件 试件应在浇筑地点或拌和地点随机制取 2 浇筑一般体积的结构物 如基础 墩台等 时 每一单元结构物应制取2组 3 连续浇筑大体积结构物混凝土时 每80 200m3或每一工作班应制取2组 三 混凝土 4 每片梁长16m以下应制取1组 16 30m制取2组 31 50m制取3组 50m以上者不少于5组 5 就地浇筑混凝土小桥涵 每一座或每一工作班制取不少于2组 当原材料和配合比相同 并由同一拌和站拌制时 可几座合并制取2组 第二章基础施工 1 基本要求 1 了解基础结构形式 2 熟悉常用基础类型的施工工艺和技术要求 3 熟悉沉入桩及沉井施工质量要求 4 掌握灌注桩施工质量要求 2 具体内容 1 围堰的种类 适用范围 2 基底检验内容和处理方法 3 灌注桩的施工和质量要求 4 沉入桩施工和质量要求 5 沉井施工和质量要求 6 质量通病防治 一 浅基础施工 天然地基上的基础 按基础埋置深度 可分为浅基础和深基础 习惯上把埋置深度不超过5m的基础称为浅基础 一 旱地上浅基础旱地上的浅基础的施工工序为 定位放样 基坑开挖及排水 基底检验及处理 基础砌筑 夯填土方在基坑开挖前 先根据设计基础的位置和尺寸 将其在施工现场的地面上标定下来 开挖工作宜安排在枯水或少雨季节连续快速地进行 开挖好的基坑 经检验合格后 方可砌筑基础 一 浅基础施工 1 不加固基坑基坑尺寸应满足施工要求 当基坑为渗水的土质基底 基底尺寸应根据排水要求 包括排水沟 集水井 排水管网 和基础模板设计所需要的大小而定 一般基底应比基础的平面尺寸增宽0 5 1 0m 当不设模板时 可按基础底的尺寸开挖基坑 一 浅基础施工 2 加设支护的基坑当基坑较深 坑壁土质不稳定 并有地下水影响 或受附近建筑物的限制 或放坡工程量较大时 应结合实际情况和设计要求选择适宜的支护方案 常用的支护结构有 板桩支护 锚固支护 喷射混凝土护壁 现浇混凝土护壁 一 浅基础施工 二 围堰在水中修建桥梁基础时 在开挖基坑前 首先在基坑周围设置一道封闭的临时性挡水结构物称为围堰 常用的围堰有 土围堰 土袋围堰 钢板围堰 钢筋混凝土板桩围堰 竹 钢丝 笼围堰 套箱围堰 一 浅基础施工 各种围堰均应符合以下要求 1 围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位 包括浪高 0 5 0 7m 2 围堰外形应考虑河流断面被压缩后 流速增大引起水流对围堰 河床集中冲刷及影响通航 导流等因素 并应满足堰身强度和稳定的要求 3 堰内平面尺寸应满足基础施工的需要 4 围堰要求防水严密 减少渗漏 5 施工一般安排在枯水期进行 一 浅基础施工 三 基底的检验及处理1 检验当基坑挖至设计基底高程后 或在特殊地基已按设计要求加固处理后 必须按规定进行基底检验方可进行基础施工 一 浅基础施工 检验内容 1 检查基底平面位置 尺寸大小 基底高程 中线位置是否符合设计要求 2 检查基底地质情况和承载力是否与设计文件相符 3 检查基底处理和排水情况是否符合设计规范要求 4 对土质基底须检查有否超挖回填 扰动原状土的情况 对岩石基底应检查岩层风化程度 对倾斜的基底还需检查台阶开挖情况 一 浅基础施工 2 处理基底检验合格后 应根据地基土的种类 强度和密度 按照设计要求 结合现场情况 采取相应的处理方法 地基处理的范围至少应宽出基础之外0 5m 修整妥善后 应尽快修建基础 不得使基底浸水和长期暴露 一 浅基础施工 1 岩层基底的处理坚硬的倾斜岩层 将岩层凿平 倾斜度较大 无法凿平时 则应凿成多级台阶 台阶的宽度不宜小于0 3m 在未风化的岩层上修筑基础前 应先将淤泥 苔藓 松动的石块清除干净 并洗净岩石 风化的岩层 应挖至满足地基承载力要求或其他方面的要求为止 一 浅基础施工 2 粗粒土和巨粒土地基的处理对于强度和稳定性满足设计要求的粗粒土及巨粒土基底 应将其承重面平整夯实 并在基底上铺筑一层2cm厚的水泥砂浆 然后在其上砌筑基础 当坑底渗水不能彻底排干时 应将水引至排水沟 然后在其上修筑基础 3 细粒土地基的处理细粒土层不应暴露或浸水时间过长 且应将基底低洼处铲平 不能扰动土的天然结构 不得用土回填 一 浅基础施工 4 软土层地基的处理饱和软弱粘土层 粉砂土层等应视该类土的厚度和力学性质 承载力大小等情况 按基底的要求采取固结处理 以满足设计要求 常用的方法有 换土法 深层密实法 排水固结法 浆液灌注法等 二 钻 挖 孔灌注桩施工 当建筑物荷载较大 地基浅层土质不良时 采用天然浅基础无法满足建筑物对地基承载力变化和稳定性等方面的要求时 可采用桩基础 桩基础是由若干根桩和承台组成的一种深基础形式 钻孔灌注桩的施工工序 平整场地 测量定位桩 埋设护筒 配制泥浆 安装钻架钻机就位 钻孔 清孔 钢筋笼制作 吊装 灌注水下混凝土 养护 二 钻 挖 孔灌注桩施工 1 准备工作 1 场地准备场地的平面尺寸应按基础设计的平面尺寸 钻机数量 钻机底座平面尺寸 钻机移位要求 施工方法及其他配合施工机具设施布置等情况决定 2 埋设护筒在钻孔前须埋设护筒 其目的为固定桩位 引导钻锥方向 保护孔口不坍塌 隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位 二 钻 挖 孔灌注桩施工 埋设护筒时施工要求 护筒内径宜比桩径大200 400mm 护筒中心竖直线应与桩中心线重合 除设计另有规定外 平面允许偏差为50mm 竖直线倾斜不大于1 干处可实测定位 水域可依靠导向架定位 护筒高度宜高出0 3m或水面1 0 2 0m 护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定 一般情况埋置深度宜为2 0 4 0m 二 钻 挖 孔灌注桩施工 3 泥浆的配制 泥浆的作用 保护孔壁免于坍塌 使孔内钻渣处于悬浮状态 有利于将钻渣排出孔外 泥浆的主要性能要求钻孔泥浆一般由水 粘土 或膨润土 和添加剂按适当配合比配制而成 其性能指标可参照下表选用 二 钻 挖 孔灌注桩施工 2 钻孔方法 人工推钻或机动推钻成孔 正循环回转成孔 反循环回转成孔 潜水钻机成孔 冲抓锥成孔 冲击锥成孔 人工挖桩 正循环 用泥浆以高压通过空心钻杆 从钻杆底部射出 底部的钻锥在回转时将土壤搅松成钻渣并被泥浆浮悬 随着泥浆上升而溢出 反循环 泥浆由钻杆外流入井孔 用真空泵或其他方法将钻渣从钻杆中吸出 二 钻 挖 孔灌注桩施工 3 清孔注意事项 1 不论采用何种清孔方法 在清孔排渣时 必须注意保持孔内水头防止坍孔 2 清孔后应在灌注水下混凝土前 从孔底提出泥浆试样 进行性能指标试验 试验结果应符合规定 3 不得用加深钻孔深度的方式代替清孔 二 钻 挖 孔灌注桩施工 4 常见钻孔事故及其预防处理措施 1 坍孔 轻度坍孔 可加大泥浆相对密度和提高水位 严重坍孔 用黏土泥膏投入 待孔壁稳定后采用低速钻进 2 钻孔偏斜 3 卡钻 4 掉钻 二 钻 挖 孔灌注桩施工 5 扩孔 缩孔及梅花孔预防处理 1 若只是孔内局部坍塌造成扩孔 钻孔仍能达到设计深度则不必处理 只需多灌注混凝土2 若因扩孔后继续坍塌影响钻进则按坍孔处3 已发生缩孔时 可用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径4 出现梅花孔后 可用片石 卵石混合黏土回填钻孔重新冲击 三 沉入桩施工 1 桩的预制沉入桩的基桩多采用钢筋混凝土桩 预应力混凝土桩和钢管桩 预制桩的混凝土强度达到设计强度的70 以后方可吊搬 预制桩出场前应进行检验 并具备出场检验记录 钢管桩出厂也应具备合格证明书 2 吊插桩 三 沉入桩施工 3 沉桩 1 沉桩顺序 一般由一端向另一端连续进行 当桩基平面尺寸较大或桩距较小时 宜由中间向两端或四周进行 如桩埋置深度不同 宜先沉深的 后沉浅的 在斜坡地带 应先沉坡顶的 后沉坡脚的 2 沉桩方法 根据桩重 桩型 设计荷载 地质情况 设备条件及附近建筑的影响选择 三 沉入桩施工 锤击沉桩沉桩时 以控制桩尖设计标高为主 当桩尖已达到设计标高 而贯入度仍较大 应继续锤击 使贯入度接近控制贯入度 当贯入度已达到控制贯入度 而桩端标高未达到设计标高时 应继续锤击100mm左右 或锤击30 50击 如无异常变化时 即可停锤 若桩尖标高比设计标高高得多时 应与设计单位和监理研究决定 振动沉桩 射水沉桩 静力压桩 四 沉井基础 当墩台承受荷载较大 要求地基承载力较高 而地面下却被较厚的软土所覆盖时 或者河水较深 坚硬土层上软土覆盖层很浅 虽可采用天然地基上的浅基础 但围堰排水 基坑开挖工作量很大 又不宜采用桩基础时 可采用沉井基础 沉井是用钢筋混凝土制成的井筒结构物 主要由井壁 刃脚 内隔墙 封底和盖板等组成 四 沉井基础 1 施工 1 旱地上沉井的施工 定位放样 平整场地一般平整场地并压实后 在其上铺垫0 3 0 5m的砂垫层 浇筑底节沉井由于沉井自重大 刃脚踏面尺寸小 因此铺砂垫层以后 应在刃脚处对称地铺满垫木 垫木之间用砂填平 然后放出刃脚踏面大样 四 沉井基础 拆模板和抽除垫木混凝土强度达到设计强度的70 时 方可拆除模板 混凝土达到设计强度后 才能抽除垫木 挖土下沉 沉井接高 基底检验与处理 封底 井孔填充和浇筑盖板 第三章墩台施工 1 基本要求 1 了解墩台砌体的施工和质量要求 2 熟悉常用支座