桥梁工程经典课件(.ppt

公路桥梁工程,概述,道桥的发展简史道路：是设置在地表面上供人、马、车行走的一种线状建筑物。桥梁：是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其它交通线路时使用的架空建筑结构。,本课程拟讲述的内容,第一节 桥梁的组成与类型第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理第三节 模板与支架第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,一、桥梁组成,第一节 桥梁的组成与分类,5,第一节 桥梁的组成与分类,二、桥梁的分类,6,梁式桥,a）b）,第一节 桥梁的组成与分类,拱桥,第一节 桥梁的组成与分类,路面高程,第一节 桥梁的组成与分类,刚架桥,第一节 桥梁的组成与分类,吊桥,斜拉桥,第一节 桥梁的组成与分类,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,一、扩大基础 扩大基础是由地基反力承担全部上部荷载，将上部荷载通过基础分散至基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。扩大基础主要承受压应力剪性能较差的材料（如混凝土、毛石、三合土等）建造，适用于地基承载力较好的各类土层。,桥梁基础按施工方法可分为扩大基础、桩基础、管桩、沉井、地下连续墙等。,二、桩基础 桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件，它的横截面尺寸比长度小得多，其所承受的荷载由桩侧土的摩阻力及桩端地层的反力共同承担。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,1.桩的分类（1）按桩的使用功能分类竖向抗压桩：竖向抗拔桩：水平受荷桩：复合受荷桩：（2）按桩承载性能分类摩擦桩：端承桩：摩擦端承桩：端承摩擦桩：（3）按桩身材料分类可分为木桩，混凝土桩，钢桩，组合桩等。（4）按桩径大小分类可分为小桩：桩径d250mm；中等直径桩：250mmd800mm；大直径桩：桩径d 800mm。（5）按施工方法分类可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,2.6种常见桩型适用范围及优缺点对比,适用范围 适用于碎石土、砂土、低饱和度土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土等。,优缺点 1.强夯法具有施工程序及装备简单、适用面广、节省材料（钢、木材、水泥）等，易于掌握、快速、经济、效果显著等优点。2.单从经济效果比较，强夯法处理地基费用比桩基便宜 24 倍。3.强夯加固法存在的一般问题，主要是施工时振动和噪音大，对周围建筑物和环境带来影响。,（1）强夯,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,（2）振动沉管灌注桩,概述 通过振动力将暂时堵住下端开口的桩管沉入到地基预定深度，然后向桩管内吊放钢筋笼并灌注混凝土，再用动力将桩管拔出发面，混凝土和钢筋留在地下形成的桩称为振动沉管灌注桩。适用范围 适用于一般粘性土、淤泥或淤泥质土、砂土及人工填土等土。成桩长度可达 25m，桩径可达 60mm。振动沉管灌注桩已大量用于一般的工业与民用建筑，与的传统打入式钢筋混凝土预制桩相比，可以节约 50%的钢筋，在相同承载力的情况下，造价一般可降低 30%左右。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,优缺点 优点：与预制桩相比，可节约钢材，降低成本，减少噪音污染，与钻孔桩相比，施工工艺简单，速度快，无排污困扰。缺点：只能用于软土地基，桩径小，单桩承载力低。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,（3）引孔沉管灌注桩,工艺简介 即在难以直接沉管的地层中用长螺旋钻机预引小于设计桩径的孔，而后，通过锤击力或振动力将钢管及预制桩尖沉入到预定设计深度、再向钢管内下入钢筋笼并灌注混凝土，最后用动力拔出钢管成桩。该工艺的沉管、灌注混凝土、拔管工序与振动沉管灌注桩相同，只是钢管与桩尖联结处的密封程度对成桩质量的影响更为明显。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,（4）螺旋钻孔压浆成桩,概述 螺旋钻孔压浆桩是用长螺旋钻孔机，一次钻孔至设计的桩端深度，在提钻的同时向孔内注入按设计要求制备的水泥浆，注浆提钻后，向孔内安放钢筋笼并加入碎石，再经多次补浆面形成的无砂混凝土桩体。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,加固机理 螺旋钻孔压浆桩成孔过程中，当钻至设计深度时，随着高压水泥浆的注入，在桩底的土层形成一个扩渗的端部，提高了桩端阻力；随着钻具的提升，孔内被连续注入的高压水泥浆所充填上，高压水泥浆向孔壁的扩渗作用，既防止了孔壁坍塌、桩体缩径，又很好的改善了桩间土的物理力学性质，使桩的侧壁摩阻力大大的增强，从而提高了桩体的承载能力。其数值相当于同规格其他桩的的 1.5-2.0 倍。适用范围 该技术适用于填土、粘性土、粉土、砂土以及碎石类等地层的桩基工程。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,优缺点 优点：1.承载力比同尺寸的钻也桩或预制桩高。2.施工速度快成桩效率高，比普通桩可提高 50%。3.无振动、低噪音、无污染适合城市基建及改、扩建工程。4.在地下水位以下砂、卵石等易塌孔的地层成桩时不需采取专门护壁措施。缺点：1.施工不当往往会引起浆液外溢。2.如水灰比掌握不好可影响桩体质量。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,（5）钻孔灌注桩,概述 凡以机械回转钻进成孔，然后向孔中灌筑混凝土或钢筋混凝土所成的桩，都叫做钻孔灌注桩。按照成孔工艺特点，可分为正循环回转钻进、反循环回转钻进、无循环螺旋钻进三大类，各大类均有其自身的适用范围及优缺点。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,正循环回转钻进成孔工艺：适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等，成桩直径 5002200mm。针对不同地层可采取不同钻头钻进，实现不取芯或取芯钻进，钻进效率高。缺点是在卵漂石层中钻进困难；钻孔直径大时，坍塌地层护壁困难，泥浆放量大。反循环回转钻进成孔工艺：适用于粘性土、粉土、砂土、碎石类土、强风化岩及软岩等，成桩 500-2200mm。钻进粉细砂、卵砾石、粘性土、粉土效率高、进尺快；可使用清水钻进，靠水柱压力保持孔壁稳定，排渣彻底、孔底干净、钻进效率高，钻头消耗少，对大口径较深的孔钻进有利；缺点是对含水层有抽吸作用，水量消耗大，特别是漏水情况容易引起坍孔。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,无循环螺旋钻进成孔工艺 适用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、中等密度以上的砂土等，成桩300-800mm。对均质的粘性土、粉土、砂土钻进效率高，不使用冲洗液，无泥浆污染、噪音小、振动小，可在狭窄场地施工，成本低，消耗材料少，缺点是不适宜大粒径卵砾石、漂石、岩石施工。一般桩径较小，单桩承载力低。机理 尽管灌注桩的构造形式、施工方法与预制桩有大差异，但就其桩的工作基本原理而言，又有许多共同点，其计算理论和设计方法也是以打入式预制桩的理论为基础的。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基稳定性不能满足建筑物的要求时，常采用桩基础。桩基通常由若干根桩组成，顶部由承台联成一体，构成桩基础，再在承台上修筑上部建筑。建筑物的荷载通过桩传递到地基土中，以满足建筑物的变形和稳定性要求。桩按受力性质可分为端承力和摩擦桩两大类：端承桩：建筑物的荷载通过桩传递到坚硬土层或岩层上，桩上的载荷大部分靠桩端的支承力来承担，桩周土的摩擦力所起作用较小或略而不计。摩擦桩：建筑物的荷载通过桩传递到桩周土中及桩端下土中去，桩上的荷载大部分靠桩表面与土的摩擦力来支承，桩端的支承力较小可略而不计。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,优缺点 优点：适应性广，适合在各种地层中施工，桩长、桩径选择范围大，单桩承载力高，与预制桩相比，可节约钢材，降低成本，施工噪音小，适合在建筑密集的市区施工。缺点：施工工艺比较复杂，影响质量的因素较多，施工质量难以控制，排污量大有时难以处置。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,（6）人工挖孔灌注桩,概述 大直径人工挖孔灌注桩，以人工挖掘成孔，配以相应的提升运土工具，达到设计深度后，下入钢筋笼并灌注混凝土形成的桩。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,机理及适用范围（）人工挖孔桩是用人力造孔，向孔中浇筑混凝土或钢筋混凝土形成的桩，用以承担上部结构传来的垂直及水平荷载。它同其他灌注桩一样分为端承桩、摩擦桩、摩擦端承桩，上部传来的荷载由桩周土及桩端土来承担。（二）适用范围 挖孔桩最小直径为 800mm，单桩承载力可达几千 KN，甚至上万 KN，从工程角度考虑，对于承受较大荷载的一些大型工业建筑和城市高层建（构）筑物，采用这类桩型能充分发挥大直径灌注桩承载力高的优势。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,机理及适用范围 该桩主要适用于无水或渗水量较小的填土、粘性土、粉土、砂土、风化岩地层。当穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌地层必须采取井壁护圈支护措施。对于地下水位以下，涌水量大的以及水头压力大和地下有瓦斯、沼气等有害气体的地层不宜采用这类桩型。从区域方面来看，由于北方地下水位较低，采用这种桩比南方要多。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,优缺点 优点：近年来，在各类建（构）筑物基础中，应用人工挖孔桩越来越多，这是由于它具有一系列优点：1.单桩承载力高，充分发挥桩端土的端承力。单桩可以承受几千 KN 乃至几万KN 荷载，能满足高层建筑及重型设备基础的需要。嵌入地层一定深度，抗震性能好。2.挖孔桩成孔直径，施工时下放钢筋笼方便，桩底虚土厚度清理较彻底，为提高单桩承载力打下了基础。3.人工开挖，质量易于保证。在机械成孔困难狭窄地区亦能顺利成孔。4.当土质复杂时，可以边挖掘边用肉眼验证土质情况。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,优缺点 优点：5无噪音，无振动，无废泥浆排出等公害。6可利用多人同时进行若干根桩施工，桩底部易于扩大。缺点：与一般灌注桩相比，挖孔桩存在以下问题：（1）挖孔桩直径大，每m 3 混凝土所提供的承载力比小直径灌注桩小，因而混凝土用量较大。（2）人工消耗较大，人工开挖效率低。（3）在扩底时往往因支护方案不当，造成扩底部位土层坍方。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,（7）冲击钻孔灌注桩本次主讲，亦为常见施工工艺 1）概述 钻孔桩基础施工将根据现场实际地质情况采用不同的成孔方法，当地质情况为岩层、卵砾石较大的地层时，采用冲击钻机钻孔；汽车吊机安装钢筋笼和导管，混凝土由混凝土搅拌站集中拌制供应，混凝土搅拌车运输灌注水下混凝土。,图3.3-3钻孔桩施工工艺流程图(冲击钻)”。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,3）施工方法 场地准备 护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m，防止钻孔过程中由于孔内压力小于孔外压力而导致坍孔。,安装钻机 冲击钻机：钻机起落钢丝绳中心应对准桩中心。钻机定位后，底座必须平整，稳固，确保在钻进中不发生倾斜和位移，保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。,埋设护筒 护筒用10mm的钢板制作，长200cm，护筒顶要高出地面不小于30 cm，护筒内径大于钻孔直径20 cm，护筒顶面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,泥浆的制备及循环净化 根据现场实际情况，拟采用优质泥浆。各项指标如下：相对密度：1.031.1、粘度(s)：1822、含砂率()：2、PH值：810、胶体率()：98、失水率(ml/30min)：1420。根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池，并用循环槽连接。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%，使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于钻碴沉淀。采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土和膨润土，必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、离析极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池，人工用网筛将石碴捞出。然后使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内，形成连续循环。钻孔弃碴(废泥浆)放置到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或向水塘、河流排放，以避免污染环境。,钻孔施工 冲击钻机钻孔 开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。在开孔阶段45m，为使钻渣挤入孔壁，减少掏渣次数，正常钻进后应及时掏渣，确保有效冲击孔底。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进速度。冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程，冲程过大，对孔底振动大，易引起坍孔；在通过高液限粘土，含砂低液限粘土时，采用中冲程；在易坍塌或流砂地段用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故；如岩层强度不均，易发生偏孔，亦可采用上述方法回填重钻；必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按1:1 投入粘土和小片石(粒径不大于15cm)，用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，力求孔壁坚实。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用0.5m 的小冲程，防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm，在密实坚硬土层每次可松绳35cm，应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,为正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上做好长度标志。钻孔施工中，一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm10cm，松软地层每小时纯钻进尺小于15cm30cm时，应进行取渣。或每进尺0.5m1.0m时取渣一次，每次取45筒，或取至泥浆内含渣显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时，均要检查并保存土层渣样，记录土层变化情况，遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）至少0.5m，并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。成孔检查 钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。A.孔径检测,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,B.孔深和孔底沉渣检测 孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底直径13cm15cm，高2022cm，质量4kg6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。C.成孔竖直度检测 旋转钻采用钻杆测斜法，冲击钻采用井径检测仪。第一次清孔 清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合规范和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,A.抽浆法清孔：采用反循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。B.使用冲击钻钻孔时，除用抽渣筒清孔外，也可采用换浆法清孔，直至孔内泥浆指标满足要求。C.清孔应达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s。同时保证水下混凝土灌注前孔底沉渣厚度：柱桩5cm、摩擦桩20cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,钢筋笼加工及吊放 A.钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内分节制作。采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接，并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,钢筋笼保护层的设置采用绑扎混凝土预制块，混凝土预制块为15cm20cm8cm，靠孔壁的一面制成弧面，靠骨架的一面制成平面，并有十字槽。纵向为直槽，横向为曲槽，其曲率与箍筋的曲率相同，槽的宽度和深度以能容纳主筋和箍筋为度。在纵槽两旁对称的埋设两根备绑扎用的U型12号铁丝。垫块在钢筋笼上的布置以钻孔土层变化而定，在松软土层内垫块应布置较密。一般沿钻孔竖向每隔2米设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。,钢筋笼完成制作并存放,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,B.钢筋笼的存放、运输与现场吊装 钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。钢筋笼的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等；采用人工抬运时，应多设抬棍，并且保证抬棍在加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入，各抬棍受力尽量均匀。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。钢筋笼直径大于1200mm，长度大于6m时，应采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇障碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持骨架垂直；钢筋笼接长采用同轴心搭接单面焊，每节接长保证顺直度满足要求，接头牢固可靠，同一断面接头数量不超过总根数的二分之一。钢筋笼接好后严格检查接头质量，并边下沉边割掉笼内十字撑。钢筋笼最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼，钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在4h内浇注混凝土，防止坍孔。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,第二次清孔 由于安放钢筋笼及导管时间较长，孔底产生新的沉渣，待安放钢筋笼及导管就序后，采用换浆法二次清孔，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摆动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度达到要求后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。灌注水下混凝土 A.采用垂直导管法进行水下混凝土的灌注。导管用内径300mm的钢管，每节长2.02.5m,配1节0.5m、1节1.0m的短导管，由管端粗丝扣连接，接头处用双密封防水。导管使用前，应进行接长进行拉力和水密试验。下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上。混凝土灌注过程中用钻架吊放拆卸导管。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,C.水下灌注时的首批混凝土，其数量必须经过计算，使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并保证导管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要时可采用储料斗。D.水封混凝土剪球后，应连续进行。在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度一般控制在26m以内，不得中途停止，否则，及时分析原因处理。E.灌注水下混凝土时，及时检测所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶标高。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,F.在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。同时应设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度，做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除。探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误。G.施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管接头卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。H.成桩检测 对钻孔桩桩身全部进行无损检测。检测方法符合铁路工程基桩无损检测规程(TB10218)的规定。,三、管柱 管柱基础因其施工方法和工艺较为复杂，所需机械设备较多，所以较少采用。但当桥址处的地质水文条件十分复杂，如大型的深水或海中基础，特别是深水岩面不平、流速大或有潮汐影响等自然条件下，不宜修建其他类型基础时，可采用管柱基础。管柱基础主要适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底，并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上，不适用于有严重地质缺陷的地区，如断层挤压破碎带或严重的松散区域。管柱按材料分类有由钢筋混凝土管柱、预应力混凝土管柱及钢管柱三种。管柱基础按地基土的支承情况可分为以下两种：支承式管柱基础和摩擦式或支承及摩擦式管柱基础。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,四、沉井 沉井基础 一种断面和刚度均比桩要大得多的井筒状结构，是依靠在井内挖士，借助井体自重及其他辅助措施而逐步下沉至预定设计标高，最终形成的一种结构深基础型式。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,2、特点（1）沉井基础施工时占地面积小，坑壁不需设临时支撑和防水围堰或板桩围护（2）邻近建筑物的影响比较小，操作简便，无需特殊的专业设备。（3）当桥梁结构上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，但在一定深度下有好的持力层，扩大基础开挖工作量大，施工围堰支撑有困难，或采用桩基础受水文地质条件限制时，此时采用沉井基础与其他深基础相比，经济上较为合理。（4）沉井是桥梁墩台常用的一种深基础型式，有较大的承载面积，可以穿过不同深度覆盖层，将基底放置在承载力较大的土层或岩面上，能承受较大的上部荷载。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,五、地下连续墙 地下连续墙是采用膨润土泥浆护壁，用专用设备开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽，在槽内设置钢筋笼，采用导管法在泥浆中浇筑混凝土，筑成一单元墙段，依次顺序施工，以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,地下连续墙施工过程示意图(a)成槽；(b)插入接头管；(c)放入钢筋笼；(d)浇注混凝土1已完成的单元槽段；2泥浆；3成槽机；4接头管；5钢筋笼；6导管；7浇筑的混凝土,2、地下连续墙可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工分类地下连续墙分类如下：（1）按成墙方式可分为桩排式、壁板式、组合式；（2）按挖槽方式大致可分为抓斗式、冲击式、回转式。,第二节 桥梁基础分类及特殊基础处理,满堂支架,第三节 模板与支架,满堂支架,第三节 模板与支架,模板,第三节 模板与支架,模板,第三节 模板与支架,一、设计的一般要求,第三节 模板与支架,1.模板、支架和拱架的设计，应根据结构型式、设计跨径、施工组织设计、荷载大小、地基土类别及有关的设计、施工规范进行。,2.绘制模板、支架和拱架总装图、细部构造图,3.制定模板、支架和拱架结构的安装、使用、拆卸保养等有关技术安全措施和注意事项。,4.编制模板、支架及拱架材料数量表。5.编制模板、支架及拱架设计说明书。,二、设计荷载,第三节 模板与支架,(1)模板、支架和拱架自重；,1.计算模板、支架和拱架时，应考虑下列荷载并按表3-2进行荷载组合。,(2)新浇筑混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力；,(3)施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；,(4)振捣混凝土时产生的荷载；,(5)新浇筑混凝土对侧面模板的压力；,(6)倾倒混凝土时产生的水平荷载；,(7)其他可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载等。,表3-2 模板，支架和拱架设计计算的荷载组合,第三节 模板与支架,2.钢、木模板，支架及拱架的设计，可按公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025)的有关规定执行。,第三节 模板与支架,3.计算模板、支架和拱架的强度和稳定性时，应考虑作用在模板、支架和拱架上的风力。设于水中的支架，尚应考虑水流压力、流冰压力和船只漂流物等冲击力荷载。,4.组合箱形拱，如系就地浇筑，其支架和拱架的设计荷载可只考虑承受拱肋重力及施工操作时的附加荷载。,1.支架的立柱应保持稳定，并用撑拉杆固定。当验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。,第三节 模板与支架,三、稳定性要求,2.支架受压构件纵向弯曲系数可按公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025)进行计算。,四、强度及刚度要求,第三节 模板与支架,1.验算模板、支架及拱架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：,(5)钢模板的钢棱和柱箍变形为L500和B500(其中L为计算跨径，B为柱宽)。,(1)结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1400；,(2)结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1250；,(3)支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁)，其弹性挠度为相应结构跨度的1400；,(4)钢模板的面板变形为1.5mm；,四、强度及刚度要求 2.拱架各截面的应力验算，根据拱架结构型式及所承受的荷载，验算拱顶、拱脚及14跨各截面的应力，铁件及节点的应力，同时应验算分阶段浇筑或砌筑时的强度及稳定性。3.验算时不论板拱架或桁拱架均作为整体截面考虑，验算倾覆稳定系数不得小于1.3。,第三节 模板与支架,五、模板与支架施工（一）模板的制作及安装 模板按制作材料不同可分为木模板、钢模板、竹木模板、钢丝网水泥模板，玻璃钢模板、胶囊内胎模等。按照构造形式和安装方法不同，模板可分为固定式模板和活动式模板。模板板面应平整光洁，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面光洁美观，线条流畅；保证结构物各部形状、尺寸准确。1.钢模板制作（1）钢模板宜采用标准化的组合模板。组合模板的拼装应符合现行国家标准组合钢模板技术规范GB 50214。各种螺栓连接件应符合国家现行有关标准。（2）钢模板及其配件应按批准的加工图加工，成品经检验合格后使用。,第三节 模板与支架,2.木模板制作（1）木模板可在工厂或施工现场制作，木模与混凝土接触的表面应平整、光滑，多次重复使用的木模应在内侧加钉薄铁皮。木模的接缝可做成平缝、搭接缝或企口缝。当采用品缝时，应采取措施防止漏浆。（2）重复使用的模板应始终保持其表面平整、形状准确，不漏浆，有足够的强度和刚度。,第三节 模板与支架,3.模板安装(1)安装上层模板、支架时，下层楼板应能承受上层的荷载或加支架，上下层支架立柱对准，并铺垫板。(2)模板接缝不应漏浆，模板应清理干净并涂刷隔离剂，浇筑前，模板内杂物清理干净。(3)对清水混凝土及装饰混凝土工程，应使用能达到设计效果的模板。(4)用作模板的地坪、胎模等应平整光洁，不得有下沉、裂缝、起砂等质量问题。(5)对跨度不小于4m的现浇梁、板，模板应按设计要求起拱，设计无具体要求时，起拱高度为跨度的1/10003/1000。,第三节 模板与支架,(二）支架、拱架的制作及安装1.连接紧密，减小支架变形、沉降量；2.支架要稳定，不应与脚手架、便桥接触；3.支架上浇筑梁式上部构造时，在施工时和卸架后，上部构造要发生一定的下沉和产生一定的挠度，即预拱度。设置预拱度应考虑如下因素：（1）卸架后上部构造本身及活载一半所产生的竖向挠度1。（2）支架载荷载作用下的弹性压缩2（3）支架载荷载作用下的非弹性压缩3（4）支架基底在荷载作用下的非弹性压缩4（5）由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度5,第三节 模板与支架,(3）模板、支架、拱架的拆除 1.模板、支架和拱架的拆除期限应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定。（1）非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。（2）芯模：如果是充气胶囊，应经试验确定，以混凝土强度达到能保持构件不变形为宜；钢管芯模应由表面匀直、光滑的无缝钢管制作，混凝土终凝后，即可将芯模轻轻转动，然后边转动边拔出。,第三节 模板与支架,（3）钢筋混凝土结构的承重模板、支架和拱架，应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时,方可拆除，当构件跨度不大于4m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的50的要求后，方可拆除；当构件跨度大于4m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的75的要求后，方可拆除。（4）石拱桥的拱架卸落时间应符合下列要求：浆砌石拱桥，须待砂浆强度达到设计要求，或如设计无要求，则须达到砂浆强度的70。2模板拆除应按设计的顺序进行，设计无规定时，应遵循先支后拆，后支先拆的顺序，拆时严禁抛扔。3为便于支架和拱架的拆卸，应根据结构型式、承受的荷载大小及需要的卸落量，在支架和拱架适当部位设置相应的木楔、木马、砂筒或千斤顶、U型顶托（P147）等落模设备。,第三节 模板与支架,4卸落支架和拱架应按拟定的卸落程序进行，分几个循环卸完，卸落量开始宜小，以后逐渐增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。在拟定卸落程序时应注意以下几点：（1）在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记。（2）满布式拱架卸落时，可从拱顶向拱脚依次循环卸落；拱式拱架可在两支座处同时均匀卸落。（3）简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落；悬臂梁应先卸挂梁及悬臂的支架，再卸无铰跨内的支架。（4）多孔拱桥卸架时，若桥墩允许承受单孔施工荷载，可单孔卸落，否则应多孔同时卸落，或各连续孔分阶段卸落。（5）卸落拱架时，应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台变化情况，并详细记录。另设专人观察是否有裂缝现象。,第三节 模板与支架,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,一、大体积混凝土的定义,美国混凝土协会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂。”,日本建筑协会标准（JASS5）中规定：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25的混凝土，称之为大体积混凝土。”,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,一、大体积混凝土的定义,我国建设部在行业标准普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥 水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。目前，较新的观点指出：所谓大体积混凝土，是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施、妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展控制的混凝土。水利工程的混凝土大坝、高层建筑的深基础底板、反应堆体、其他重力底座结构物等，这些都是大体积混凝土。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,二、大体积混凝土的特点,大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行浇筑施工，每个施工区段的体积比较厚大。外荷载引起裂缝的可能性很小，但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,三、大体积混凝土的裂缝,大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变；另一方面是结构物的外约束和混凝土各质点的约束阻止了这种应变，一旦温度应力超过混凝土能承受的极限抗拉强度，就会产生不同程度的裂缝。总结大体积混凝土产生裂缝的工程实例，产生裂缝的主要原因如下：,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,1.水泥水化热的影响 水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源，试验证明每克普通水泥放出的热量可达500J。由于大体积混凝土截面的厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会引起混凝土内部急骤升温。水泥水化热引起的绝热温升，与混凝土厚度、单位体积水泥用量和水泥品种有关，混凝土厚度愈大，水泥用量愈多，水泥早期强度愈高，混凝土内部的温升愈快。大体积混凝土测温试验研究表明：水泥水化热在13d放出的热量最多，大约占总热量的50左右；混凝土浇筑后的35d内，混凝土内部的温度最高。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,2内外约束条件的影响 各种结构的变形变化中，必然受到一定的约束阻碍其自由变形，阻碍变形因素称为约束条件，约束又分为内约束与外约束。结构产生变形变化时，不同结构之间产生的约束称为外约束，结构内部各质点之间产生的约束称为内约束。建筑工程中的大体积混凝土，相对水利工程来说体积并不算很大，它承受的温差和收缩主要是均匀温差和均匀收缩，故外约束应力占主要地位。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,在全约束条件下，混凝土结构的变形应是温差和混凝土线膨胀系数的乘积，即T，当超过混凝土的极限拉伸值p时，结构便出现裂缝。由于结构不可能受到全约束，况且混凝土还有徐变变形，所以温差在2530情况下也可能不产生裂缝。由此可见，降低混凝土的内外温差和改善约束条件，是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,3.外界气温变化的影响 大体积棍凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加之和。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；如外界温度下降，会增加混凝土的温度梯度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而会造成过大温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,大体积混凝土不易散热，其内部温度有的工程竟高达90以上，而且持续时间较长。温度应力是由温差引起的变形所造成的，温差愈大，温度应力也愈大。因此，研究合理的温度控制措施，控制混凝土表面温度与外界气温的温差，是防止裂缝产生的重要措施。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,4混凝土收缩变形影响（1）混凝土塑性收缩变形 在混凝土硬化之前，混凝土处于塑性状态，如果上部混凝土的均匀沉降受到限制，如遇到钢筋或大的混凝土上骨料，或者平面面积较大的混凝土、其水平方向的减缩比垂直方向更难时，就容易形成一些不规则的混凝土塑性收缩性裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，间距为0.21.0m，并且有一定的深度，它不仅可以发生在大体积混凝土中，而且可以发生在平面尺寸较大、厚度较薄的结构构件中。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,(2)混凝土的体积变形 混凝土在水泥水化过程中要产生一定的体积变形，但多数是收缩变形，少数为膨胀变形。掺入混凝土中的拌合水，约有20的水分是水泥水化所必需的，其余80都要被蒸发，最初失去的自由水几乎不引起混凝土的收缩变形，随着混凝土的继续干燥而使吸附水逸出，就会出现干燥收缩。,第四节 混凝土浇筑大体积混凝土,四、大体积混凝土施工工艺 大体积混凝土浇筑和普通混凝土浇筑流程一样。1大体积混凝土施工前，必须编制实施性施工组织设计，报批后必须严格按实施性施工组织设计施工。2大体积混凝土对所用原材料的要求：1）应选用低水化热和凝结时间长的水泥品种。如大坝水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时应采取适当措施延缓水化热的释放。2）用改善骨料级配，粗骨料宜采用连