浅析桥梁下部结构施工工艺

唐乾富

摘要:桥梁下部结构考虑是否得当,对工程造价、质量、工期及使用影响很大。文章从桥梁下部结构型式、下部结构的施工、钻孔灌注桩施工工艺、系梁、承台施工工艺等角度对桥梁下部结构施工工艺进行分析探讨。

关键词:下部结构;桥梁施工;钻孔灌注桩;系梁;承台

中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0142-02

一、桥梁下部结构型式

1.钢筋混凝土薄壁墩台当填土不高,河床不宽时,为减少桥长、节省造价,不让台前锥坡压缩河床,可采用靠河较近墩台身直立的桩基薄壁墩台,墩台下面设支撑梁,整个桥梁构成框架结构系统,并借助两端台后的被动土压力来保持稳定。

2.柱式桥墩该型式桥墩适应性广、施工方便,为软基中最好的选择型式。分为以下几点:(1)盖梁单排桩柱式桥墩,一般用于简支梁桥;(2)不带盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩,用于连续现浇箱梁。

3.选用墩台应注意以下两点:(1)为减少软基位移对结构的影响,尽可能减少超静定个数,适当加大桩距,减少桩根数。以上处理还降低工程造价;(2)当桩底接近基岩表面时,承载力接近设计要求,就没有必要再伸入基岩以求更加保险;若承载力不够时,可把桩径加大再算,尽可能用摩擦桩代替嵌岩柱桩。桥设计中就这样处理当用1.2m桩径时,桩需嵌入基岩1.5m,改用1.5m桩径时,位于基岩表面即可满足承载要求,却大大降低了施工难度。

二、下部结构的施工

(一)桥梁墩台

1.砌筑墩台。石砌墩台是用片石、块石及粗料石以水泥砂浆砌筑的,具有就地取材和经久耐用等优点,在石料丰富地区建造墩台时,在施工期间限许的条件下,为节约水泥,应优先考虑石砌墩台方案。砌筑质量应符合以下规定:砌体所用各项材料类别、规格及质量符合要求;砌缝砂浆或小石子混凝土铺填饱满、强度符合要求;砌缝宽度、错缝距离符合规定,勾缝坚固、整齐,深度和形式符合要求;砌筑方法正确;砌体位置、尺寸不超过允许偏差。

2.装配式墩(柱式墩、后张法预应力墩)。装配式墩台施工适用于山谷架桥、跨越平缓无漂流物的河沟、河滩等的桥梁,特别是在工地干扰多、施工场地狭窄,缺水与沙石供应困难地区,其效果更为显著。装配式墩台的优点是:结构形式轻便,建桥速度快,坞工省,预制构件质量有保证,等等。

3.现场浇筑墩台(V形墩等)。

(二)桥梁基础

1.扩大基础。扩大基础或称明挖基础属直接基础,是将基础底板设在直接承载地基上,来自上部结构的荷载通过基础底板直接传递给承载地基。其施工方法通常是采用明挖的方式进行的。

2.桩及管柱基础。当地基浅层土质较差,持力土层埋藏较深,需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时,可采用桩基础。基桩按材料分类有木桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩与钢桩。由钢筋混凝土、预应力混凝土或钢制成的单根或多根管柱上连钢筋混凝土承台、支撑并传递桥梁上部结构和墩台全部荷载于地基的结构物。柱底一般落在坚实土层或嵌入岩层中。适用于深水、岩面不平整、覆盖土层厚薄不限的大型桥梁基础。

3.沉井基础。又称开口沉箱基础,由开口的井筒构成的地下承重结构物。一般为深基础,适用于持力层较深或河床冲刷严重等水文地质条件,具有很高的承载力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成,其平面形状可以是圆形、矩形或圆端形,立面多为垂直边,井孔为单孔或多孔,井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土,甚至由刚壳中填充混凝土等建成。

三、钻孔灌注桩施工工艺

1.先填写书面开工申请报告,经监理工程师批准后方可开工。

2.以监理工程师签认的导线点为基准点,用红外线测距仪放样。

3.准确放出桩位后埋设护筒,经监理工程师复核无误后,用经纬仪引出桩位控制桩。

4.钻孔拟采用回旋钻。钻机就位首先安装好钻架及起吊系统,将钻机调平。钻杆位置偏差不得大于2厘米,钻进中经常检查转盘,如有倾斜或位移,及时调整纠正。钻孔所用泥浆现场调制,储存在泥浆池中备用。钻进过程中要检查孔径和垂直度等并做好钻孔记录。

5.清孔:钻孔深度符合设计要求后,迅速通知监理工程师验孔,合格后立即进行清孔。清孔采用换浆法。

6.安设钢筋笼:钢筋笼按照设计图纸在钢筋班集中下料现场成型,根据需要长度分成2～3节,钢筋笼要焊接牢固,吊孔结实,主筋、箍筋位置准确。钢筋笼标高偏差不得大于±5厘米。

7.灌注水下砼采用拌合楼拌制,罐车运输,并输送至导管内。灌注前首先安装好导管。安装导管时应将连接螺栓对称拧紧,防止漏气。导管应随安装随放入孔中,直到导管底口距孔底40厘米左右为宜,然后安装好漏斗和提板软垫。

砼应严格按照批准的配合比进行拌合,拌合时严格控制材料计量、拌合时间、准确的砼水灰比、和易性和坍落度。砼灌注时,计算好首批砼数量,保证将导管底口封住。正常灌注后,严禁中途停工。灌注时要经常探测砼面的高度,计算导管埋深,指挥导管的提升和拆除,作好记录。导管埋深应控制在3～6米,最大埋深不能超过8米。砼灌到最后,预留不小于50厘米的桩头,以确保桩顶砼质量。灌注时,做好砼试件,以便检验砼强度。

8.当桩身砼强度达到80%以上时,即可开挖桩头凿除多余部分,使桩顶砼表面符合要求。

四、系梁、承台施工工艺

(一)基础开挖

先初步放样,划出系梁和承台边界,用机械配合人工开挖,人工清理四周及基底。对基底进行夯实,然后按图铺设砼垫层。

(二)测量放样

下部承台,系梁至墩台帽各部分开工前,进行准确中线放样,并在纵横轴线上引出控制桩,控制钢筋绑孔和模板调整,严格控制好各部顶面标高。

(三)钢筋下料成型及绑孔

钢筋由钢筋班集中下料成型,编号堆放,运输至作业现场,进行绑孔。钢筋均应有出厂质量证明书或试验资料方可使用。钢筋绑扎严格按图纸进行现场放样绑扎,绑扎中注意钢筋位置、搭接长度及接头的错开。钢筋绑扎成型后,按要求进行验收。

(四)支模板

承台和系梁模板均采用万能组合钢模拼装,用槽钢或角铁做筋。底口、中部、上部均用φ20对拉螺杆,外侧用方木支撑固定。墩身采用工厂加工的定型钢模板。

盖梁、台帽模板均采用大尺寸钢模板。模板拼装时严格按照设计图纸尺寸作业,垂直度、轴线偏差、标高均应满足技术规范规定。盖梁、台帽施工中,及碗扣式支架做支架基础,支架支撑于系梁或承台上。支架顶用工字钢作横梁,上面铺设底模,然后进行侧模的拼装工作。

(五)浇注砼

钢筋、模板经监理工程师检查合格后,开始浇注砼。砼采取集中拌合,罐车运输。拌合中严格控制材料计量,并对拌合出的砼进行坍落度测定。

承台、系梁、墩台柱和墩台帽均采用吊车吊斗浇注。浇注中控制好每层浇注厚度,防止漏振和过振,保证砼密实度。砼浇注要连续进行,中间因故间断不能超过前层砼的初凝时间,砼浇注到顶面,应按要求修整、抹平。

(六)养生

砼浇注后要及时覆盖养生,经常保持砼表面湿润。

(七)模板拆除

按照结构的不同和砼规定强度来决定,承台和系梁达到强度的50%即可拆模板,墩身和盖梁底模需达到设计强度70%以上方能拆除模板。模板拆除时要小心按顺序拆卸,防止撬坏模板和碰坏结构。

五、结语

设计者要善于结合工程实际分析问题、解决问题,并坚持在工程设计中推陈出新,以不断提高下部工程的设计质量及其使用效果。

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