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桥梁工程施工方法、质量通病及防治11B413010桥梁的组成、分类及施工技术1B413011掌握桥梁的组成一、桥梁组成1.五大部件包括：桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础。2.五小部件包括：桥面铺装(行车道铺装)、排水防水系统、栏杆(防撞栏杆)、伸缩缝、灯光照明。二、相关尺寸术语1.净跨径梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距，用l0表示。拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。2.总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和。3.计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离。拱桥为拱轴线两端点之间的水平距离。4.桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。5.桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。6.桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，以H表示。7.建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。容许建筑高度为定线中所确定的桥面(或轨顶)标高，对通航净空顶部标高之差。8.净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面最低点之连线的垂直距离；计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。9.矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度。10.单孔跨径不到5m用来宣泄路堤下水流的构造物均称为涵洞。1B413012掌握桥梁的分类一、桥梁的基本体系按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥等四种基本体系。其他还有几种由基本体系组合而成的组合体系等。(一)梁式体系梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁等。(二)拱式体系拱式体系的主要承重结构是拱肋(或拱箱)。拱分单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱。(三)刚架桥刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系，整个体系是压弯结构，也是有推力的结构，钢架分直腿钢架和斜腿钢架。一般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥。(四)悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥。悬索桥是大跨桥梁的主要形式。主要构造是：缆、塔、锚、吊索、桥面、加劲梁。(五)组合体系1.连续刚构2.梁、拱组合体系：系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构。3.斜拉桥二、桥梁的其他分类1.按桥梁跨径和全长：特大桥、大桥、中桥、小桥。2.按上部结构的行车道位置：上、中、下承式桥lB413013掌握桥梁基础分类及适用条件一、桥梁基础分类桥梁基础分为：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等，其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。二、适用条件1.刚性基础：适用于各类土层。2.桩基础：按施工方法可分为沉桩、钻孔桩、挖孔桩，其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法、钻孔埋置法。(1)沉桩：锤击沉桩法适用于松散、中密砂土、黏土；振动沉桩法适用于砂土，硬塑及软塑的黏土和中密及较松的碎石土；射水沉桩法适用于在密实砂土，碎石土的土层中，用锤击法或振动法沉桩有困难时，可用射水法配合进行；静力压桩法在标准贯入度N20的软黏土中，可用液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩；钻孔埋置法适用于黏土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆形桩。(2)钻孔灌注桩适用于黏土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层；挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。具体适用条件如下：a.荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深；b.河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确；c.地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感；d.施工水位或地下水位较高。3.管柱适用于各种土质的基底，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型基础时，均可采用。4.沉井适用于各种土质的基底，在深水、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型基础时，均可采用。5.地下连续墙适于作为地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构桥梁工程施工方法、质量通病及防治2造物，及适用于岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。1B413014掌握桥梁下部结构分类及适用条件一、公路桥梁下部结构分类重力式桥墩、重力式桥台、轻型桥墩、轻型桥台。二、适用条件1.重力式墩、台：这类墩、台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定，墩、台身比较厚实，用天然石材或片石混凝土砌筑。适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中。主要缺点是圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大。梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U型桥台，它适用于填土高度在8-10m以下或跨度稍大的桥梁。2.轻形墩台(1)梁桥轻形墩、台•钢筋混凝土薄壁桥墩；•钢筋混凝土薄壁桥台；•柱式桥墩；•加筋土桥台；•钻孔桩柱式桥墩；•设有支撑梁的轻型桥台；•柔性排架桩墩；•埋置式桥台：后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式；(2)拱桥轻形墩•带三角杆件的单向推力墩：桥不高的旱地上。•悬臂式单向推力墩：适用于两铰双曲拱桥。(3)拱桥轻形台适用于13m以内的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况。•八字形桥台：适合于桥下需要通车或过水的情况；•U字形桥台：适合于较小跨径的桥梁；•背撑式桥台：适用于较大跨径的高桥和宽桥；•靠背式框架桥台：适合于在非岩石地基上修建拱桥。拱桥的其他形式桥台•组合式桥台：各种地质条件；•空腹式桥台：软土地基、河床无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上。•齿槛式桥台：软土地基和路堤较低的中小跨径拱桥。1B413015掌握桥梁上部结构施工技术一、逐段悬臂平衡施工平衡悬臂施工可分为：悬臂浇筑法、悬臂拼装法。二、逐孔施工1.预制拼装法：预制简支梁逐孔拼装，支点现浇成连续；预制单悬臂梁逐孔拼装，接头现浇成连续。2.现浇法：采用满堂支架或少支架梁式移动支架现浇。三、顶推法施工按顶推装置和顶推工作可分为单点顶推和多点顶推法四、转体施工（转动方向分）竖向转体施工法适用于中小跨径；平面转体施工法适用于大中跨径；平竖结合转体法。五、缆索吊装施工缆索吊装设备：主索、工作索、塔架和锚固装置。1B413020常用支架、模板的设计和计算方法1B413021掌握常用支架的设计与计算方法确定预拱度应考虑的因素（1）支架和拱架承受施工荷载引起的弹性变形；（2）超静定结构由于混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度；（3）承受推力的墩台，由于墩台水平位移所引起的拱圈挠度；（4）由结构重力引起梁或拱圈的弹性挠度，以及1／2汽车荷载(不计冲击力)引起的梁或拱圈的弹性挠度；（5）受载后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形；（6）支架基础在受载后的沉陷。1B413022掌握常用模板的设计与计算方法一、模板、支架和拱架设计原则（1）宜优先使用胶合板和钢模板；（2）在计算荷载作用下，对模板、支架及拱架结构按受力程序分别验算其强度，刚度及稳定性；（3）模板板面之间应平整，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面美观，线条流畅，可设倒角；（4）结构简单，制作、装拆方便。二、模板、支架和拱架强度和稳定性的计算在水中的支架，应考虑水流压力、溜冰压力和船只漂流物等冲击力荷载；验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。三、模板安装后应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，检查后方可浇筑混凝土。四、非承重模板一般应在砼强度达到2.5MPa时方可拆除。lB413030桥梁工程结构的构造特点和受力特点1B41303l掌握桥梁工程基础的构造特点和受力特点一、桥梁工程基础的构造特点1.刚性基础：整体性好，但埋置深度小。2.桩基础。(1)灌注钢筋混凝土桩的构造钻(挖)孔桩是采用就地灌注的钢筋混凝土桩，桩身常为实心断面，钻孔桩设计直径一般为0.8～1.5m，挖孔桩的直径或最小边宽度不宜小于1.2m。(2)承台的平面尺寸和形状应根据上部结构(墩台身)底部尺寸和形状以及基桩的平面布置而定，一般采用矩形和圆端形。承台厚度不宜小于1.5m。(3)桩的中距桥梁工程施工方法、质量通病及防治3•摩擦桩锤击沉桩，在桩尖处的中距不得小于桩径（或边长）的3倍，对于软土地基宜适当增大；振动沉入砂土内的桩，在桩尖处的中距不得小于桩径（或边长）的4倍。桩在承台底面处的中距均不得小于桩径（或边长）的1.5倍。钻孔桩中距不得小于成孔直径的2.5倍。管柱中距可达管柱外径的2.5～3.0倍。•柱桩支承在基岩上的沉桩中距，不宜小于桩径（或边长）的2.5倍；支承或嵌固在基岩中的钻孔桩中距，不得小于实际桩径的2.0倍；嵌入基岩中的管柱中距，不得小于管柱外径的2.0倍。二、基础的受力特点刚性基础在基础埋置深度和构造尺寸确定以后，应先根据最不利而且有可能情况下的荷载组合，计算出基底的应力，然后进行基础的合力偏心距、稳定性以及地基的强度（包括持力层、弱下卧层的强度）的验算，需要时还应进行地基变形的验算。（1）基底应力计算计算由于外力（包括基础自重）在基底上产生的应力。在计算中略去基础四周土的摩阻力和弹性抗力的作用。（2）基底合力偏心距及基础稳定性验算•基底合力偏心距验算对非岩石地基以不出现拉应力为原则。仅受恒载作用时的墩台基础，其偏心距e0分别不大于基底核心半径ρ的0.1倍（桥墩）和0.75倍（桥台）；当基础承受附加荷载时，偏心距e0不大于核心半径ρ即可。对于修建在岩石地基上的基础，可以允许出现拉应力。合力偏心距e0最大可为基底核心半径ρ的1.2-1.5倍；•基础倾覆稳定性验算基础倾覆或倾斜除了地基的强度和变形原因外，往往发生在承受较大的单向水平推力而其合力作用点又离基础底面的距离较高的结构物上。基础倾覆稳定性与合力的偏心距有关。合力偏心距愈大，则基础抗倾覆的安全储备愈小。在设计时，可以用限制合力偏心距来保证基础的倾覆稳定性。•基础稳定性验算基础抗滑动的安全度大小，可用于基底与土间的摩擦阻力和水平推力的比值Kc来表示，Kc称为抗滑动稳定系数。(3)地基强度验算应保证基底发生的应力不超过地基持力层（和基底相邻的土层）的强度（地基容许承载力），对持力层下软弱下卧层，也应验算其强度。(4)地基的沉降及稳定性验算地基的沉降验算包括沉降量，相邻基础沉降差，基础由于地基不均匀沉降而发生的倾斜等。地基（基础）的沉降主要由竖直荷载作用下土层的压缩变形引起。对于下列情况，必须验算基础的沉降，使其不大于规定的容许值：①修建在地质情况复杂、地层分布不均或强度较小的软黏土地基及湿陷性黄土上的基础；②修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础；③当相邻基础下地基土强度有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降差时；④对于跨线（主指跨铁路）桥、跨线渡槽要保证桥（或槽）下净空高度时。地基的稳定性验算位于软土地基上较高的桥台须验算桥台有软弱夹层时，在台后土推力作用下，基础沿滑裂曲面滑动的稳定性，基底下地基如果不深也有可能沿软弱夹层土的层面滑动；在较陡的土质斜坡上的桥台、挡土墙也有滑动的可能。这种地基稳定验算方法可按土坡稳定分析方法，即用圆弧滑动面法来进行验算。在验算时一般假定滑动面通过填土一侧基础剖面角点A，但在计算滑动力矩时，应计入桥台上作用的外载荷（包括上部结构自重和活载等）以及桥台和基础的自重的影响。然后求出稳定系数满足规定的要求值。三、桩基础的计算基桩的计算，可按下列规定进行：1.承台底面以上的竖直荷载假定全部由基桩承受。2.桥台土压力可按填土前的原地面起算。当基桩上部位于内摩擦角小于20°的软土中时，应验算桩因该层土施加于基桩的水平力所产生的挠曲。3.在一般情况下，桩基不需进行抗倾覆和抗滑动的验算；但在特殊情况下，应验算桩基向前移动或被剪断的可能性。4.在软土层较厚，持力层较好的地基中，桩基计算应考虑路基填土荷载或地下水位下降所引起的负摩阻力的影响。1B413032掌握桥梁工程下部结构的构造特点和受力特点一、下部结构的构造特点（一）重力式桥墩梁桥重力式桥墩由墩帽、墩身、基础等组成；拱桥重力式桥墩分为普通墩与制动墩，制动墩要能承受单向较大的水平推力，防止出现一侧的拱桥倾坍，因而桥梁工程施工方法、质量通病及防治4尺寸较厚实，与梁