4桥梁下部结构施工

项目4桥梁下部结构施工项目描述墩台施工一般工程量较大，又常有高空作业，所用机具设备和材料较多，往往是控制工期的关键工程。本项目主要就混凝土及钢筋混凝土就地灌注墩台这种运用最广泛的类型进行阐述,尤其高墩是高架桥的特点，本项目主要重点介绍高墩的施工方法。工作任务1现浇混凝土墩台、盖梁桥墩、桥台和基础是桥梁的下部结构，它们的主要作用是支承上部结构并将上部传来的荷载及本身自重传递到基础，桥墩一般是指多跨桥梁的中间支承结构，除承受上部结构的竖向压力和水平力外，还承受风力及可能发生的流水压力、冰压力、船只和桥下漂流物的撞击力、地震力的作用。此外桥台还起着衔接桥跨与路基的作用。墩台施工是桥梁工程施工中的一个重要部分，其施工质量关系到桥梁上部结构的制作与安装及使用功能。墩台形式和分类主要有：按建筑材料可分为钢筋混凝土墩台、圬工墩台、预应力混凝土墩台等；按结构形式可分为实体墩台、空心墩台；按其截面形状可分为矩形墩、圆形墩、圆端形墩、T形台、U形台等；按力学性能可分为刚性和柔性；按重量可分为重力式和轻型式；按施工方法分为就地灌注混凝土、砌筑式、拼装式。1．重力式混凝土墩、台施工（1）墩台混凝土浇筑前应对基础混凝土顶面做凿毛处理，清除锚筋污绣。（2）墩台混凝土宜水平分层浇筑，每层高度以为1.5～2m。（3）墩台混凝土分块浇筑时，接缝应与墩台截面尺寸较小的一边平行，邻层分块接缝应错开，接缝宜做成企口型。分块数量，墩台水平截面积在200m2内部的超过2块；在300m2以内不得超过3块。每块面积不得小于50m2。（4）明挖基础上灌浇筑墩、台第一层混凝土时，要防止水分被基础吸收或基顶水分渗入混凝土而降低强度。桥墩施工桥墩混凝土浇筑2．柱式墩台施工模板、支架除应满足强度、刚度外，稳定计算中应考虑风力影响。墩台柱与承台基础接触面应凿毛处理，清除锚筋污绣。浇筑墩台柱混凝土时，应铺同配合比的水泥砂浆一层。墩台柱的混凝土宜一次连续浇筑完成。柱身高度内有系梁连接时，系梁应与柱同步浇筑。V型墩柱混凝土应对称浇筑。采用预制混凝土管做柱身外膜时，预制管安装应符合下列要求：基础面宜采用凹槽接头，凹槽深度不得小于50mm。上下管节安装就位后，应采用四根竖方木对称设置在管柱四周并绑扎牢固，防止撞击错位。混凝土管柱外膜应设斜撑，保证浇筑时的稳定。管节节分应采用水泥砂浆等材料密封。墩柱滑膜浇筑应选用低流动度的或半干硬性的混凝土拌合料，分层分段对称浇筑，并应同时浇完一层；各段的浇筑应道距模板上缘100～150mm处为止。钢筋混凝土墩柱应采用微膨胀混凝土，一次连续浇筑完成。钢管的焊制与防腐应符合要求或相关规定。在城镇交通繁华路段施工盖梁时，宜采用整体组装模板、快装组合支架；以减少占路时间。盖梁为悬臂梁时，混凝土浇筑应从悬臂端开始；预应力钢筋混凝土盖梁拆除底模时间应符合设计要求；如设计无要求，孔道压浆强度应达到设计强度后，方可拆除底模板。拼装盖梁钢模板工作任务2预制混凝土柱和盖梁安装1．预制柱安装基础杯口的混凝土强度必须达到设计要求，方可进行预制柱安装。杯口在安装前应校核长、宽、高，确认合格。杯口与预制件接触面均应凿毛处理，埋件应除锈并应校核位置，合格后方可安装。预制柱安装就位后应在用硬木楔或钢楔固定，并加斜撑保持柱体稳定，在确保稳定后方可摘取吊钩。安装后应及时浇筑杯口混凝土，待混凝土硬化后拆除硬楔，浇筑二次混凝土，待杯口混凝土达到设计强度75%后方可拆除斜撑。预制柱吊装2．预制钢筋混凝土盖梁安装预制盖梁安装前，应对接头混凝土面凿毛处理，设埋件是应除锈。在墩台柱上安装预制盖梁时，应对墩台柱进行固定和支撑，确保稳定。盖梁就位时，应检查轴线和各部尺寸，确认合格后方可固定，并浇筑街头混凝土。接头混凝土达到设计强度后，方可卸除临时固定设施。3．重力式砌体墩台墩台砌筑前，应清理基础，保持洁净，并测量放线，设置线杆。墩台砌体应采用坐浆法分层砌筑，竖缝均应错开，不得贯通。砌筑墩台镶面石应从曲线部分或角部开始。桥墩分水体镶面石的抗压强度不得低于40MPa。砌筑的石料和混凝土预制块应清洗干净，保持湿润。工作任务3高桥墩的施工位于山区的桥梁往往桥长且谷深而需要建造高桥墩，而这类桥墩如果采用重力式实体墩，则墩身圬工量惊人、墩身的自重大而相应要求地基有较高的承载能力、地震时有较大的惯性力。此时设计中一般采用空心桥墩。本节主要介绍这类桥墩的施工方法。高桥墩施工时所使用的设备与一般桥墩基本相同，但模板有所不同，一般有滑动模板、爬升模板、翻升模板等几种，这些模板都是依附于已灌注的混凝土墩壁上，随着墩身的逐步增高而向上升高。而高桥墩多采用滑动模板，因为滑动模板施工的优点是：施工进度快，在一般气温下，每昼夜平均进度可达5~6m；混凝土质量好，采用干硬性混凝土，机械振捣，连续作业，可提高墩台质量；节约木材和劳力；滑动模板可用于直坡墩身，也可用于斜坡墩身，模板本身附带内外吊篮，平台与拉杆，以墩身为支架，墩身混凝土的浇筑随模板缓慢滑升连续不断地进行，所以此法施工安全可靠。滑升模板1.滑升模板的构造滑升模板是将模板悬挂在工作平台的周圈上，沿着所施工的混凝土结构截面的周界组拼装配，并随着混凝土的灌注由千斤顶带动向上滑升。滑升模板的构造，根据桥墩类型，提升工具的类型的不同，模板构造也稍有差异，但主要部件与功能大致相同，一般主要由工作平台、内外模板、混凝土平台、工作吊篮和提升设备等组成。滑升模板构造示意图其主要部件的功能工作平台：工作平台1由外钢环5、辐射梁3、内钢环6、栏杆4、步板18组成，除提供施工操作场地外，还用它把滑模的其它部分与顶杆14相互连接起来，使滑模结构支承在顶杆上。可以说，工作平台是整个滑模结构的骨架，所以，应具有足够的强度和刚度。内外模板11、10采用薄钢板制作。用于上下壁厚相同的直坡空心桥墩的滑模，内外模板均通过立柱7、8固定在工作平台的辐射梁上。用于上下壁厚相同的斜坡空心墩的收坡滑模，内外模板仍固定在立柱上，但立柱架（或顶架横梁17）不是固定在辐射梁上，而是通过滚轴9悬挂在辐射梁上，并可利用收坡丝杆16沿辐射方向移动立柱架及内外模板位置。用于斜坡式不等壁厚空心墩的收坡滑模，则内外立柱固定在辐射梁上，而在模板与立柱间安装收坡丝杆，以便分别移动内外模板的位置。混凝土平台2由辐射梁、步板、栏杆等组成，利用立杆19支承在工作平台的辐射梁上，供堆放及灌注混凝土的施工操作之用。工作吊篮悬挂在工作平台的辐射梁和内外模板的立柱上，它随滑模的提升而向上移动，供施工人员对刚脱模的混凝土进行表面修饰和养生等施工使用。提升设备由千斤顶13、顶杆14、顶杆导管15等组成，通过顶升工作平台的辐射梁使整个滑模提升。2．滑模的组装工艺及组装要点在高桥墩位上就地进行组装时，其主要的安装步骤为：①在基础顶面搭枕木垛，定出桥墩的中心线；②在枕木垛上先安装内钢环，并准确进行定位，再依次安装辐射梁、外钢环、立柱、顶杆、千斤顶、模板等；③提升整个装置，拆去枕木垛，再将模板落下就位，随后安装余下的设施；④内外吊架待模板滑升至一定高度后，要及时地进行安装；⑤模板在安装前，表面需涂上润滑剂，以减少滑升时的摩阻力；⑥组装完毕后，必须按设计要求及组装质量标准进行全面检查，并及时纠正偏差。（3）滑模施工灌注混凝土要点滑模施工最适宜灌注低流动度或半干硬性的混凝土，灌注时应分层、分段对称地进行施工，分层的厚度以200～300mm为宜，灌注后混凝土表面距模板上缘宜有不小于100～150mm的距离。混凝土入模时，要均匀分布，应采用插入式振动器进行捣固，振捣时应避免触及钢筋及模板，振动器插入下一层混凝土的深度不得超过50mm。脱模时混凝土强度应在0.2～0.5MPa，以防在其自重压力下坍塌变形。同时，可根据气候温度、水泥的强度，经试验后掺入一定量的早强剂，以加速提升。脱模后8小时左右开始养生，用吊在吊架下的环绕墩身的带小孔的水管来进行。养生的水管一般设在距模板下缘1.8～2.0m处效果较理想。（4）滑模的提升与收坡要点整个桥墩灌注过程可分为初次滑升、正常滑升和最后滑升三个阶段。从开始灌注混凝土到模板首次试升为初次滑升阶段。初灌混凝土的高度一般为600～700mm，分三次灌注，在底层混凝土强度达到0.2～0.4MPa时就可以进行试升作业。将所有千斤顶同时缓慢起升50mm，以观察底层混凝土的凝固情况。现场鉴定可用手指按其刚脱模的混凝土表面，基本按不动，但留有指痕，砂浆不粘手，用指甲划过有痕迹，滑升时能耳闻“沙沙”的摩擦声，这些表明混凝土已具有0.2～0.4MPa的脱模强度，可以开始缓和提升200mm。初升后，经全面检查设备，就可以进入正常的滑升阶段。即每灌注一层混凝土，滑模提升一次，但每次灌注的厚度与每次提升的高度基本一致。在正常的气温条件下，提升的时间不得超过1小时。最后滑升阶段是混凝土已经灌注到所需要的高度，不再继续灌注，但模板尚需继续滑升的阶段。灌完最后一层混凝土后，每隔1～2小时将模板提升50～100mm，滑动2～3次后就可避免混凝土与模板胶合。滑模提升时应做到垂直、均匀一直，顶架间高差不得大于20mm，顶架横梁水平高差不得大于5mm。并要求三班连续作业，不得随意停工。随着模板的提升，应转动收坡丝杆，调整墩壁曲面的半径，使之符合设计要求的收坡坡度。（5）高墩滑模施工其它注意事项：在滑动模板浇筑混凝土施工过程中，其接长转杆、绑扎钢筋的基本注意事项是:当滑动模板在施工过程中，每提升至一定高度后，就需要穿插进行接长顶杆、绑扎钢筋等工作。为了不影响提升的时间，钢筋接头应在施工前，事先配制好，并一定要注意将所有的接头错开。对预埋件及预埋的接头钢筋，在滑模抽离后，要及时清理，使之外露。（6）混凝土停工后的处理混凝土停工后的处理：在整个施工过程中，由于工序的改变，或发生意外事故，使混凝土的灌注工作停止时间较长，即需要进行停工处理。例如，每隔半小时左右就要进行一次模板的提升，以避免黏结。停工时在混凝土表面要插入短钢筋等，以便再施工时，加强新老混凝土的黏结强度，确保施工质量。复工时还需将混凝土表面凿毛，并用水冲走残渣，湿润混凝土表面，灌注一层厚度为20～30mm的1：1水泥砂浆，然后再灌注原配合比的混凝土，继续滑模施工。爬升模板施工与滑动模板施工相似，不同的是支架通过千斤顶支承于预埋在墩壁中的预埋件上。模板和提升系统整体设计，一个节段施工完毕后，可以整体液压提升。待浇筑好的墩身混凝土达到一定强度后，将模板松开，千斤顶上顶，把支架连同模板升到新的位置，模板就位后，再继续浇筑墩身混凝土。如此往复循环，逐节爬升，每次升高约2m。模板爬升3．翻升模板的特点和构造鉴于滑模在使用过程中易出现的诸如拉槽、挂浆、混凝土外观质量控制难度比较大及滑模施工所要求的连续性和施工组织的复杂性等问题，翻模作为一种新型模板体系就应运而生了。翻模是现在用的最普遍的一种高墩施工工艺了，其实质就是分节施工。翻模施工的模板提升方式有吊机提升法和液压穿心千斤顶提升法。（1）吊机提升法吊机提升翻模即在模板背肋外附着支架的施工工艺，利用已有大模板在其背面加焊角钢形成固结式施工操作平台及安全护栏；利用已浇注混凝土节段大模板上口的锚固螺栓支承所有的施工荷载。其工作原理是支架和模板连接形成整体，以墩柱混凝土墙体作为固定支承体，施工中，支架和模板同时由塔吊提升循环依次向上翻动，由于无支架支承施工平台，若干节模板上均设施工平台。基本结构包括：支架系统：由模板、人行爬梯、操作平台和内支架组成。内支架作为内模安拆和钢筋绑扎的支架。固定系统：模板锚固利用对拉螺杆固定，使操作支架固定无需另行埋置螺栓和配件。动力系统：采用手动倒链葫芦配合塔吊吊运拆卸和安装。模板系统：采用大块钢模加工成型，其根据墩身的设计，施工中可以灵活控制其每一个浇筑节段的高度。（2）液压穿心千斤顶提升法液压式自动平台翻模是由传统滑模演变而来的，工作原理是随着各节段混凝土的灌注，通过液压千斤顶或手拉葫芦为动力提升