桥梁上部结构施工和隧道工程

　　一、内容提要

　　1、桥梁上部结构施工（顶推法、逐孔法、转体法、缆索法、支架法）

　　2、隧道工程施工方法

　　二、重点、难点

　　1、桥梁上部结构施工（顶推法、逐孔法、转体法、缆索法、支架法）

　　2、隧道工程施工方法

　　三、内容讲解1B423035 桥梁上部结构顶推施工方法

　　（1）概述顶推法施工适应于截面等高，跨径70一80m以内，平曲线及竖曲线为同曲率的预应力混凝土连续梁。顶推法施工不受通车、通航及水情、气候的影响，梁段在桥头实行工厂化施工、质量、工期易于控制和保证。

　　（2）施工准备

　　1）根据桥跨数量、设备条件、场地情况及工期要求，确定预制、顶推的方案。

　　2）在桥台后面的桥轴线位置的引道或引桥上设置预制场。对于纵坡小于1. 5％的桥梁，预制场设在上坡桥台后面，如纵坡大于1.5％则设在下坡的桥台后面。为了加速施工进度并有条件时，也可在桥两端设预制场地，从两岸相对顶推。如桥头引道直线长度受到限制，也可在引桥或靠岸一孔上设置“临空式”的预制台座。

　　3）预制场布设时应考虑梁身分段和每段是全断面整体浇筑还是全断面分次浇筑的长度，梁身前面设导梁时，应考虑拼装导梁的场地，此外，还应考虑每一跨预出时，梁体本身的、稳定安全度。

　　4）在引道上的预制场必须将地基先辗压密平，并采取排水措施，使其不沉陷、不积水，如地基承载不足时，宜选用桩基础。在乎整、密实的地基浇筑混凝土台座，混凝土基础台座尺寸必要满足强度、刚度、稳定性要求，在引桥上的预制台座、临时墩的基础、装配式大梁、横梁、纵梁均应进行设计计算，使台座的强度、刚度：（挠度及基础的沉降）和稳定性均符合设计要求。

　　5）当用顶推修建的桥梁是设在竖曲线上时，台后预制段各台座支点的标高，应在同一半径的竖曲线圆弧轨迹上。

　　6）为减小顶推时产生的内力，以节省临时张拉束，采用设置导梁、临时墩、墩旁临时撑架、斜缆索加固或两端对顶跨中合拢梁段等措施。

　　7）系梁可用贝雷桁架或万能杆件拼制，并可在导梁底部用加劲弦杆或型钢分段加劲，导梁设置的长度一般为顶推跨径的0.6～0. 8倍，刚度为主梁的1／9～1／15.最好将导梁从 根部至前端拼成变刚度或分段变刚度。主梁端部的顶板、底板内预埋厚钢板或型钢伸出梁端与导梁连接，主梁端应设横隔梁加固，导梁与箱梁接头处应用预应力束连接以防梁端接头处混凝土开裂。

　　8）如跨径较大，现场条件允许时，可在设计跨径中间设置临时墩以减小顶推跨径，临时墩一般采用装配式空心钢筋混凝土柱，并利用斜拉索或水平索拉柱临时墩，锚碇在永久桥墩上，以加强临时墩抵抗水平力的能力。

　　（3）梁段预制

　　1）梁段浇注可根据条件及技术要求采取一次全断面浇注或分底板、腹顶板两次浇注或 底、腹、顶板三次浇注，可以等全截面完成后再向前顶推。

　　2）模板多次重复周转，宜采用机械化装卸的钢模板，内模宜采用易于折叠和移动取出 的构造形式，腹板下方底面的平整度要特别注意，以免影响顶推速度和损坏顶推工具滑板。

　　3）按图纸要求及技术规范要求进行钢筋安装、预应力筋孔道定位及固定预埋件。

　　4）浇注梁段混凝土：混凝土配制及浇注要严格按设计要求及技术规范的规定进行，应尽可能采用早强水泥或掺人减水剂，振动时如采用插入振动器，要防止触及底板及损坏预应力预留孔和预埋件位置变动。

　　5）混凝土浇筑完成后要适时进行养护，气候寒冷时，要采取保温措施，可能时要尽量采取蒸汽养护，以使混凝土强度及早达到施加预应力的强度，缩短顶推周期。

　　（4）张拉

　　1）在每段箱梁混凝土达到设计强度的80％以上时，进行先期索的张拉，先期永久索必须进行压浆，临时索因顶推就位后须拆除，不需要压浆。

　　2）全梁顶推就位后张拉后期索，拆除临时索，对于较长的预应力索采取连接器进行连接。

　　3）先期永久索、临时索、后期索均应严格按设计规定进行张拉和拆除，不得随意增加或 漏拆预应力索。

　　4）预应力索的张拉压装方法和要求和一般后张预应力混凝土梁相同，其技术要求和质 量标准按技术规范及图纸要求严格控制。

　　（5）顶推

　　1）顶推一般采用“多点顶推法”，即在各墩台均设置滑道、水平千斤顶及电动液压泵站， 由主控制室统一控制各液压站同步运行。使箱梁在墩台的滑道上推进，最后就位。

　　2）滑道、滑块：滑道采用不锈钢板构造，设置在每个墩的上、下游，箱梁腹板的下面，滑道要求有相应的平整度，滑道下的混凝土垫石强度要满足要求，滑道安装的精度必须达到设计或规范要求。滑块采用橡胶钢板组合制品，并可考虑采用聚四氟乙烯贴面，滑块要具有足够的抗压强度。

　　3）水平杆千斤顶及电动液压站：根据梁段重量，计算每墩的垂直反力，再根据滑道的摩 擦系数计算出每墩所需的水平拉力，由此选择水平千斤顶的规格及数量，千斤顶所使用油泵 均配置远程控制电磁阀和换向阀，使多台水平千斤顶出力均匀，同步运行，并能分级调压，集中控制，使各墩的千斤顶同步运行。

　　4）导向装置：采用横向螺旋千斤顶。在顶推过程中，为防止箱梁左右偏移，始终用经纬 仪校准桥轴线，随时检查梁中心是否偏离，如有偏离立即通知进行纠偏。纠偏时用设在永久墩上横向螺旋千斤顶，通过设在顶部竖向轮控制。

　　5）传力系统：水平千斤顶采用穿心式的，由一根高强螺纹钢筋作水平拉杆，（钢筋直径要使抗拉强度达到要求）。一端穿过千斤顶锚固在千斤顶活塞顶端，另一站穿过拉锚器用尾套进行锚固，拉锚器通过箱梁外侧的预埋钢板固定在箱梁上。拉杆两端的锚定：是一个锚环和一对设有内螺纹的楔块组成。

　　6）顶推：启动水平千斤顶，拖动梁体在滑道上移动。顶推前要详细的检查各项准备工作情况，现场要设总指挥统一进行指挥。为防止各站水平千斤顶的出力相关太多，将每个站均分为几级根据各墩计算支反力调好压力，逐级进行加压，当所有水平千斤顶中有一台行程走完，触及限位开关时，则各千斤顶全部停止同时打开换向阀，千斤顶自动回油，准备下一个行程，直至就位。

　　7）落梁：箱梁顶进预定桥跨后，按设计图张拉后期夹，拆除先期束非永久索，按相邻墩高差不超过设计规定位移值的原则分墩顶起箱梁，破除滑道，推移支座就位，安装下盘锚固螺栓，调整好支座标高，在支座下的螺栓孔内灌高标号的水泥浆，同时用高强度混凝土填灌支座上盘螺栓孔，待水泥浆及混凝土达到设计强度后分墩落梁于支座上。

　　（6）推监测

　　1）顶推监测主要是监测墩台和梁体有关控制位置的应力和应变状态，以达到控制施工安全，验证施工与设计是否相符及积累经验数据的目的。

　　2）对位移、挠度及沉降的监测可利用精密水准仪、经纬仪及水平标尺、垂直标尺进行，这些方法简单方便，容易做到，能直观的反映顶推变化情况，是控制和保证施工安全的主要手段。

　　3）对应力、应变的测试，采用传感元件及电阻应变仪等仪器进行测试。

　　4）当实测值与设计值相差较大时，要停止顶推，分析原因。

　　桥梁上部结构逐孔施工方法

　　（1）概述逐孔浇筑就是利用移动模架、大型滑模设备，现场整孑L全断面一次浇筑，逐跨推进，完成桥梁施工的新工艺。采用滑模施工无须在跨间设置落地支架，而是用整跨架立钢架来支撑模架，在墩顶现场完成模板安装，调整、钢筋绑扎、混凝土浇筑、张拉及养生等一系列工艺后，纵移钢模架逐孔施工，周而复始地向前推进。

　　逐孔施工方法适应于跨径50m以内，桥长较长（>800m），平曲线半径大于700m的预应力混凝土等截面连续箱梁的现浇施工。下面就成套滑模设备的施工为例对逐孔施工进行叙述。

　　（2）准备工作

　　1）滑模钢梁拼装：此项工作在首段混凝土箱梁浇筑前进行，拼装工作场地约需（30m×60m）平方米。拼装前应根据浇筑梁段的跨径和工作缝的位置，确定滑模中支点钢箱梁的加固位置，然后用工字钢或厚钢板满焊加固。滑模前导梁可在首段浇筑孔内拼装，然后将滑模前移，拼装后导梁，最后将滑模向前牵引在浇筑孔内就位。

　　2）钢立柱安装，钢立柱是滑模钢箱梁的临时支撑，它承受着钢箱及箱梁混凝土的重量，因此技术要求严格。钢立柱下的混凝土垫块，是用来支撑调整钢立柱使用高度的临时结构物，要按计算高度提前浇筑或预制安装。

　　3）中钢横梁的安装：在桥墩浇筑过程中顺桥向水平位置，预留2束5～12钢束管道（管道多少取决于受力情况）。在管内穿好钢绞线，将位于墩身前后的钢横梁张拉锚固，使中钢横梁与墩身及钢立柱连成整体，以提高钢立柱抵抗水平力的能力。

　　4）托架滑撬：墩身两端钢立柱顶上安置托架，它放在纵梁上，以高强螺栓与纵梁相连，纵梁则与中钢横梁栓接。每个托架上安装2台3000kN和2台1000kN千斤顶，以千斤顶顶升钢箱至浇筑箱梁的正确位置。在托架上纵向相距1.6m安装两组滑撬，在每组滑撬上再安装两组2块聚四氟乙烯滑板。

　　5）前后钢横梁安装：浇筑孔前方墩顶设支架或前钢横梁，滑模前钢桁导梁吊起支撑在前钢横梁上。后钢横梁设于浇筑孔后方，后浇筑悬臂段端部，用吊杆吊起支撑滑模钢箱梁后 端和后钢桁导梁。

　　（3）侧模安装就位侧模安装是将侧模悬挂在滑模钢箱上，侧模就位实际上是将两侧钢箱通过横向滑移装置向内侧滑至设计要求位置，以待安装底模。侧模与翼缘模板一般用防水胶合板镶面。

　　（4）安装底模当钢箱及侧模就位后，将底模对号入座，逐块安装于侧模上。安装过程中，要注意底模与侧模联接处的平整度，销子要安装牢固。对于两块底模之间的间隙，要用木板和防水胶合板嵌紧，以防漏浆。

　　（5）支座安装此项工作要在已做好的支座垫石上进行。

　　根据箱梁混凝土收缩徐变，弹性变形，气温影响以及施工过程中箱梁的临时固定支座的设置，计算确定支座上滑板预偏值。

　　将支座混凝土垫石凿毛，在其上铺2～3cm厚与墩身强度相当的砂浆，然后立即将支座吊装就位，调整好标高后，并用砂浆填满捣实，锚固螺栓孔内的砂浆也同样捣固密实。

　　（6）预拱度设置与模板调整当侧模及底模安装就位后，要调整各支点处的模板纵向标高，使钢箱模板处于浇筑混凝土时的正确位置，与此同时设置好预留拱度。预拱度的设置由安装在钢箱上的垫块和侧模 连接处钢框架支承立柱上的调整螺栓来完成，预拱度值由综合计算分析而定，预拱度理论值 的计算主要考虑如下因素：

　　1）钢箱的。弹性变形；2）恒载；3）混凝土梁产生的弹塑性变形；4）支点沉降。

　　后方施工接缝处的侧模与底模，要通过后钢横梁和钢箱吊杆使之与已浇注的箱梁密贴，并用海绵条堵漏。

　　（7）绑扎底板及腹板钢筋钢筋绑扎按设计及施工规范要求进行，在底板钢筋绑扎同时，要沿底模纵向安放两排混 凝土预制块轨道座垫，并通过预留孑L用螺栓将该座垫与底模固定，然后在底板钢筋绑扎完成后在座垫上铺设两道轻轨，轨道铺设完毕，然后开始腹板钢筋绑扎。在箱梁腹板钢筋绑扎接近完成时，要按设计图要求的位置，绑扎纵向预应力束管道定位筋，然后安装管道。管道要平顺。接长部分要用胶带纸裹紧。定位钢筋要编号，并与箱梁模板号相对应，其焊接位置由管道坐标计算而定。钢筋绑扎完成后要曲质检人员检查，合格后方可进行下道工序施工。

　　（8）预应力系统安装将钢绞线和穿束机等运到施工现场，放置在已完成的桥面上，将钢绞线从预应力管道一端穿至另一端，穿束时，两端工作人员要密切配合，控制好张拉预留长度（一般60～80cm）。当穿到位置后，用手提式电动砂轮锯将钢绞线垂直切断，一束钢绞线全部穿完后，要顺序完成锚固头的制作、联接器的安装、压浆管设置等工作。

　　（9）内模就位首段箱梁的内模可由吊车直接吊人，以后各段内模就位均利用滑模前导梁的卷扬机，沿内模轨道拖拉就位。内模就位后，利用各自液压系统调整好内模板标高和外形尺寸，并用防浮螺栓将每节内模与底模上的混凝土预制块加以控制。内模安装好，并检查合格后，方可进行下一道工序。

　　（10）顶板钢筋绑扎顶板钢筋绑扎要按设计及施工规范要求进行。绑扎过程中，同时按要求安装顶板横向预应力管道及压浆管出浆管，及泄水管的预埋件等。

　　（11）箱梁混凝土浇筑混凝土浇筑采用泵送。其顺序为：首段梁从后端开始向前浇筑，其余各段均从前端向后 端浇筑。每段梁在横断面上混凝土浇筑顺序为先浇底板，再浇腹板，最后浇顶板。

　　底板混凝土浇筑：底板混凝土的浇筑应超前腹板混凝土的浇注时间约2.0～2.5h进行。即底板混凝土一般领先腹板混凝土10—20m，浇筑时泵车输送管道通过内模预留窗口，将混凝土送人底板。下料时，一次数量不宜太多，并且要及时振动，尤其边角处必须填满混凝土并振动密实，以防浇筑腹板混凝土时冒浆。振动时，先用插入式振捣器，然后用平板式振动器将底板混凝土振平。振动完，喷洒养生剂养生。

　　腹板混凝土浇筑：当超前浇筑的底板混凝土刚接连初凝（一般浇完2h左右）时，即开始斜层浇筑腹板混凝土。两侧腹板混凝土要同步进行，以保持模板支架受力均衡。每层混凝土浇筑厚度不得超过50cm，且要振动密实，严禁漏振和过振现象。振动器采用插入式高频振动器，每层混凝土必须在初凝之前及时覆盖新的混凝土，以确保腹板混凝土的连续性。

　　顶板混凝土的浇筑：当腹板浇筑到箱梁腋部后，开始浇筑顶板混凝土。其顺序为先浇中间，后浇两

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