土木工程施工技术第十章

土木工程施工技术第十章道路和桥第一节道路工程路基的施工路基是指路面以下的天然地层或填筑起来的压实土层。路基主要是用土、石修建的线性结构物，工艺较为简单，但土石方数量大，劳动力和机械使用量大，施工工期长。路基通常分为一般路基和特殊路基。根据路基设计标高与天然地面的关系，路基还可分为填方路基（路堤）、挖方路基（路堑）和填挖结合路基。第一节道路工程路面的施工1、概述路面结构层由面层、基层、底基层和垫层组成，如图10-1所示。i—路拱横坡度；1—面层；2—基层（有时包括底基层）；3—垫层；4—路缘石；5—加固路肩；6—土路肩图10-1路面结构层第一节道路工程路面的施工2、路面基层施工（1）概述基层（底基层）可分为无机结合料稳定类和粒料类。无机结合料稳定类又称为半刚性型或整体型，一般包括水泥稳定类、石灰稳定类和综合稳定类。粒料类一般分为嵌锁型和级配型。（2）半刚性基层的施工半刚性基层的施工中，混合料的拌和方式有路拌法和厂拌法，其摊铺方式有人工和机械两种。在进行大面积施工之前，有必要修筑一定长度的试验路段，以便进行施工优化组合。第一节道路工程路面的施工2、路面基层施工（2）半刚性基层的施工①路拌法施工路拌法施工的主要工序为准备下承层→施工测量→备料→摊铺→拌和→整平与碾压成型→初期养护。②厂拌法施工稳定土混合料可以在中心站用多种机械进行集中拌和，也可用路拌机械或人工在场地进行分批集中拌和。对于高速公路和一级公路，应采用专用稳定土集中厂拌机械拌制混合料。第一节道路工程路面的施工3、沥青路面的施工沥青路面是用沥青材料作结合料铺筑面层并与各类基层和垫层所组成的路面结构。（1）沥青路面的分类①按强度构成原理划分沥青路面按强度构成原理不同，可分为嵌挤类和密实类（级配类）两种。②按施工工艺划分沥青路面按施工工艺不同，可分为层铺法、路拌法和厂拌法3种。第一节道路工程路面的施工3、沥青路面的施工（2）层铺法沥青路面面层的施工①沥青表面处置路面沥青表面处置路面是指用沥青和集料按层铺法施工的厚度不大于30mm的一种薄层面层。②沥青贯入式路面沥青贯入式路面适用于二级及二级以下的公路。沥青贯入层也可作为沥青混凝土路面的联结层。第一节道路工程路面的施工3、沥青路面的施工（3）拌和法沥青路面的施工①沥青混合料的拌制与运输沥青混合料宜在沥青拌和厂（场、站）采用拌和机械拌制。②铺筑铺筑主要包括基层准备、放样、摊铺、碾压等工序。③接缝施工时应尽量避免出现接缝，不可避免时可做横向接缝和纵向接缝，并应通过碾压尽量消除接缝痕迹，以提高接缝处沥青路面的传荷能力。④开放交通热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面于50℃后，方可开放交通。第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、稳定性好、耐久性好、平整度和粗糙度好、养护维修费用低、运输成本低、抗滑性能好、夜间能见度好等优点。（1）混凝土面层材料的要求修筑水泥混凝土面层所用的混合料由水泥、粗集料、细集料、水与外掺剂组成。因为面层受到动荷载的冲击、摩擦和反复弯曲作用，同时还受到湿度反复变化的影响，因此，面层混合料必须具有较高的抗弯拉强度和抗磨性，良好的耐冻性及尽可能低的膨胀系数和弹性模量。混凝土配合比应保证混凝土的设计强度、耐磨、耐久和混凝土拌和物和要求。在冰冻地区还应符合抗冻性的要求。第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工（2）水泥混凝土路面的施工工艺①施工准备工作A.测量放样。B.进行材料试验和混凝土配合比设计。C.基层质量检查与整修。D.选择混凝土拌和场地。第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工（2）水泥混凝土路面的施工工艺②边模的安装在摊铺混凝土前，应先安装两侧模板，当采用半幅路面施工时，还应安装纵缝模板。③传力杆的安装当两侧模板安装好后，即在需要设置传力杆的胀缝或缩缝位置上安装传力杆。混凝土板连续浇筑时设置胀缝传力杆的做法，一般采用支架固定传力杆的安装方法，即在嵌缝板上预留圆孔以便传力杆穿过；嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条；其旁再放一块胀缝模板，按传力杆位置和间距，在胀缝模板下部挖成倒U形槽，使传力杆由此通过，传力杆的两端钢筋支架上，支架脚插入基层内，如图10-2所示。第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工（2）水泥混凝土路面的施工工艺③传力杆的安装1—先浇筑的混凝土；2—传力杆；3—金属套筒；4—钢筋；5—支架；6—压缝板条；7—嵌缝板；8—胀缝模板图10-2支架固定传力杆安装图（钢筋支架法）第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工（2）水泥混凝土路面的施工工艺③传力杆的安装对于混凝土板不连续浇筑，浇筑结束时设置胀缝，宜用顶头木模固定传力杆的安装方法，即在端模板外侧增设一块定位模板，板上同样按照传力杆间距及杆径钻成孔眼，将传力杆穿过端模板孔眼并直至外侧定位模板孔眼。两模板之间可按传力杆一半长度的横木固定，如图10-3所示。1—先浇混凝土；2—传力杆；3—端模板；4—外侧定位模板；5—固定横木图10-3胀缝传力杆的架设（顶头木模固定法）第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工（2）水泥混凝土路面的施工工艺④混凝土拌和物的搅拌和运输混凝土拌和物应采用机械搅拌施工，其搅拌站宜根据施工顺序和运输工具设置，搅拌机的容量应根据工程量大小和施工进度配置。施工工地宜有备用水、搅拌机和发电视组。⑤混凝土拌和物的浇筑和振捣混合料运到工地后，一般直接倒向安装好侧模的基层上，并用人工找补均匀。同时，应注意防止出现离析现象。摊铺时应考虑混凝土振捣后的沉降量，虚高可高出设计厚度10%左右，使振实后的面层标高同设计标高相符。第一节道路工程路面的施工3、水泥混凝土路面的施工（2）水泥混凝土路面的施工工艺⑥表面整修与防滑混凝土终凝前必须用人工或机械抹平其表面。为保证行车安全，混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面。⑦接缝施工混凝土面层具有热胀冷缩的性质，因而混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。混凝土路面必须在纵横两个方向建造缝，即把整个路面分割成块。接缝通常可分为横向接缝和纵向接缝两种。⑧养护与填缝混凝土完工后宜进行14～21d的养护，一般视气。填缝工作宜在混凝土初步结硬后进行。⑨开放交通待混凝土强度达到设计强度的90%以上时，方可开放交通。第二节桥概述1、桥施工桥有扩大基础、沉井基础、桩基础和组合基础等，其施工条件复杂、施工难度大（常位于地面以下或水中），无法采用统一的模式，应根据桥跨结构的特点和要求，并结合现场地形、施工条件、技术设备、水文水力等因素来选用基础的形式和施工方法。2、桥施工桥按建筑材料不同，可分为砖石墩台、混凝土墩台、钢筋混凝土墩台和预应力混凝土墩台等。其施工方法一般分为两大类：一类是就地浇筑或砌筑，另一类是拼装预制混凝土砌块、钢筋混凝土与预应力混凝土构件。3、桥结构施工桥结构施工很难用一个统一的方法来实施。针对不同的桥，常用的施工方法包括就地浇筑法、预制安装法、悬臂施工法、转体施工法、顶推施工法、逐孔施工法等。第二节桥预制安装法1、自行式吊机架设法自行式吊机架设法主要用于桥不太高、径不大、有足够的场地可设置行车便道的情况下，如一般的陆地桥某省市高架桥预制梁。它可采用吊机架设或吊机和绞车配合架设，如图10-4所示。1—走板滚筒；2—预制梁；3—吊机起重臂；4—绞车图10-4吊机和绞车配合架设法第二节桥预制安装法2、双导式架设法双导式架设法是在架设跨间设置两组导梁，导置有悬吊预制道平车和起重行车或某著名企业式龙门架，将预制导运到指定位置后，再落梁、横移就位，如图10-5所示。1—平衡压重；2—平衡部分；3—人行便桥；4—后行车；5—承重部分；6—行车轨道；7—前行车；8—引导部分；9—绞车；10—装置特殊接头；11—横移设备；12—墩上排架；13—钢桁架导梁；14—预制梁；15—预制滚移设备；16—纵向滚道；17—支点横移设备图10-5双导式架设法第二节桥预制安装法3、浮吊架设法浮吊架设法主要用于海上或水较深的河道上架桥，如图10-6所示。图10-6浮吊架设法第二节桥悬臂施工法1、悬臂浇筑施工法悬臂浇筑施工是利用悬吊式的活动脚手架（又称挂篮）在墩柱两侧对称平衡地浇筑凝土（每段2～6m），每浇筑完一对，待达到规定强度后就应力筋并锚固，然后向前某著名企业挂篮，进行下一施工，直到悬臂端为止。挂篮是一个能够沿轨道行走的活动脚手架，悬挂在已经固的箱上。如图10-7所示为篮结构简图。图10-7篮结构简图第二节桥悬臂施工法1、悬臂浇筑施工法用篮浇筑墩侧初始几对，由于墩顶位置受限往往需要将两侧挂篮的承重结构临时联结在一起，如图10-8（a）所示。待筑到一定长度后，再将两侧承重结构分开，如图10-8（b）所示。（a）

（b）图10-8使用挂篮的两种施工状态（数字表示施工顺序）第二节桥悬臂施工法1、悬臂浇筑施工法当挂篮安装就位后，即可在其上进行臂浇筑的各项作业，其工艺流程如图10-9所示。图10-9悬臂浇施工工艺流程图第二节桥悬臂施工法2、悬臂拼装施工法悬臂拼装施工法是将轴线划分成适当长度的块件再在工厂或桥位附近预制，然后用船或平车从水上或从已建成部分桥上运至架设地点，并用活动吊机起吊后向墩柱两侧对称均衡地拼装就位，然后应力筋。重复这些工序直至拼装完悬臂块件为止。（1）块件预制预制块件的长度取决于运输、吊装设备的能力。预制块件要求尺寸准确，特别是拼装接缝要密贴，预留孔道对接要顺畅。为此，通常采用间隔浇筑法来预制块件，使先浇好的块件的端面成为浇筑相邻块件的端模，如图10-10所示。图10-10块件预制（间隔法）第二节桥悬臂施工法2、悬臂拼装施工法（2）块件的运输预制块件的运输方式一般分为场内运输、块件装船和浮运。（3）块件的拼装接缝预制块件的悬拼应根据现场布置和设备条件采用不同的悬拼方法。当靠岸边的桥跨不高且可在陆地或便桥上施工时，可采用自行式吊车、门式吊车来拼装。对于河中桥孔，也可采用水上浮吊进行安装。若桥墩很高或水流湍急则可利用各种吊机进行高空悬拼施工。第二节桥悬臂施工法2、悬臂拼装施工法（3）块件的拼装接缝如图10-11（a）所示是用沿轨道某著名企业的伸臂吊机进行悬臂拼装，预制块件用船运至桥下；如图10-11（b）所示是用拼拆式活动吊机进行悬拼，其吊机的承重结构与悬臂浇筑法中挂篮相仿，不过在吊机就位固定后起重平车可沿承重的轨道纵向某著名企业，以便拼装时调整位置；如图10-11（c）所示是用缆索起重机吊运和拼装块件，此法适用于起重机跨度不太大、块件质量也较轻的场合。（a）（b）（c）图10-11高空悬壁拼装第二节桥悬臂施工法2、悬臂拼装施工法（3）块件的拼装接缝悬臂拼装时，预制块件间接缝的处理分为湿接缝、干接缝和半干接缝等几种形式，如图10-12所示。图10-12（a）为湿接缝，这种接缝施工费时，但能有利于调整块件的拼装位置和增强接头的整体性；图10-12（b）为齿形干接缝，它可简化拼装工作，但接缝渗水会降低结构的耐久性，目前已很少应用；图10-12（c）为半干接缝，这种接缝可用来在拼装过程中调整悬臂的平面和立面的位置；图10-12（d）、（e）、（f）为用环氧树脂等胶接材料使相邻块件黏结的胶接缝，它比干接缝抗剪能力强，能提高结构的耐久性，且拼接方便，在悬臂拼装中应用最为广泛。（a）（b）（c）（d）（e）（f）图10-12接缝形式第二节桥转体施工法1、有平衡重平面转体施工（1）有平衡重平面转体构造有平衡重转体施工的特点是转体重量大，施工的关键是转体。目前国内使用的转体装置有两种：一种是以四氟乙烯作为滑板的环道平面承重转体，如图10-13（a）所示；另一种是以球面转轴支承辅以滚轮的轴心承重转体，如图10-13（b）所示。（a）（b）图10-13转动体系的一般构造第二节桥转体施工法1、有平衡重平面转体施工（2）有平衡重平面转体施工工艺有平衡重平面转体拱桥的主要施工顺序为制作底盘→制作上转盘→布置牵引系统的锚碇及滑轮，试转上盘→浇筑背墙→浇筑主拱圈上部结构→架→转体合拢→封上下盘、封拱顶、松拉杆。2、无平衡重转体施工无平衡重转体施工是把有平衡重转体施工中的拱圈扣索拉力锚在两岸岩体中，某省市了庞大的平衡重。锚碇拉力是由尾索预加应力传给引桥面板（或平撑、斜撑），以压力形式储备，如图10-14所示。图10-14拱桥无平衡重转体一般构造第二节桥转体施工法2、无平衡重转体施工（1）无平衡重转体构造无平衡重转体施工由锚固体系、转动体系和位控体系等组成。①锚固体系。锚固体系由锚碇、尾索、平撑、锚梁（或锚块）及立柱组成。锚固体系形成三角形稳定体，使锚块和上转轴为一个确定的固定点。拱箱转至任意角度，由锚固体系平衡拱箱扣索力，如图10-14所示。②转动体系。转动体系由上转动构造、下转动构造、拱箱及扣索组成。上转动构造由埋入锚梁（或锚块）中的轴套、转轴和套环组成，扣索一端与环套连接，另一端与拱箱顶端连接，转轴在轴套与环套间均可转动，如图10-15所示。图10-15上转轴的一般构造示意图第二节桥转体施工法2、无平衡重转体施工（1）无平衡重转体构造下转动构造由下转盘、下环道与下转轴组成，如图10-16所示。转盘下设有安装了氟乙烯小板块的千岛走板，转盘与转轴的接触面涂有四氟乙烯粉黄油，以使拱箱转动。③位控体系。位控体系由系在拱箱顶端扣点的缆风索与无级调速自控卷扬机、光电测角装置、控制台组成，用以控制在转动过程中转动体的转动速度和位置。图10-16下转盘的一般构造示意图第二节桥转体施工法2、无平衡重转体施工（2）无平衡重转体施工工艺拱桥无平衡重转体施工的主要工艺过程如下。①转动体系施工。转动体系施工包括设置下转轴、转盘及环道，设置拱座及预制拱箱，设置立柱，安装锚梁、上转轴、轴套、环套，安装扣索。②锚碇系统施工。锚碇系统施工包括制作桥轴线上的开口地锚，设置斜向洞锚，安装轴向、斜向平撑，尾索，扣索。③转体施工。正式转体施工前应再次对桥体各部分进行系统全面地检查，通过后方可转体。④合拢卸扣施工。拱顶合拢后的高差，通过索提升拱顶、放松扣索降低拱顶来调整到设计位置。第二节桥顶推施工法1、顶推施工方式顶推施工法可分为单向顶推和双向顶推，以及单点顶推和多点顶推等。一般情况下，多采用单向单点顶推，如图10-17（a）所示。对于特别长的多联多跨桥梁，也可以应用多点顶推的方式使每联单独顶推就位，如图10-17（b）所示。如图10-17（c）所示为三跨不等跨连续从两岸双向顶推施工的方式。（a）单向单点顶推

（b）按每联多点顶推（c）双向顶推1—制；2—；3—岛梁；4—千斤顶装置；5—滑道支撑；6—临时墩；7—已架完的梁；8—平衡重图10-17连续施工方式第二节桥顶推施工法2、顶推设备与顶推工艺顶推施工中采用的主要设备是千斤顶和滑道。根据不同