桥梁桥墩是支撑桥梁上部结构的重要组成部分。和梁一样公路桥涵钢结构及木结构设计规范,一般有两种施工方法:现场浇筑或预制。
第 1 节,概述
桥墩施工方法通常分为两类:
1、现场浇筑砌筑:优点是工艺简单,机器、工具较少,技术操作难度较小;但施工周期较长,需要较多的人力、物力。
2、拼装预制混凝土砌块、钢筋混凝土或预应力混凝土构件:特点是依靠施工机械(起重机械、混凝土泵送机械和运输机械)的进步,既能保证施工质量,又能减少劳动力减轻了工人的工作强度,还可以加快工程进度,提高工程效率。
第二节 混凝土、石墩施工
1、混凝土桥墩施工
现浇混凝土桥墩施工有两个主要工序。一是制作、安装桥墩模板;另一种是混凝土浇筑。
(1)墩台模板
根据相关规范,模板的设计原则为:
1.应优先使用胶合板和钢模板。
2、在计算出的荷载下,按受力程序校核模板结构的强度、刚度和稳定性。
3、模板面板应平整、接缝严密、无漏浆,保证结构外露面美观、线条流畅,可提供倒角。
4、结构简单,制作、拆装方便。
常用的模板类型有:
1、拼装模板:将各种尺寸的标准模板用销钉连接,并与拉杆、加劲构件等组合,形成桥墩所需形状的模板。如图5-1所示,将桥墩表面分成若干小块,并尽量使面板扇各部分尺寸相同,以利周转。
2、整体吊装模板:将桥墩模板水平分成数段,每段模板形成一个整体,在地面组装并吊装就位(图5-2)。节段高度取决于起重能力,一般可为2-4m。
3、组合钢模板:由各种长、宽、角的标准构件制成,用异形连接件将钢模板组装成结构模板。
4、滑动钢模板:适用于各类桥墩。
模板的设计可参照交通运输部标准《公路桥涵钢结构、木结构设计规范》(JTJ025-85),校核模板刚度时,其变形值不应超过下列值:对于结构面外露的模板,挠度为模板构件跨度的1/400;对于隐藏结构面的模板,挠度为模板构件跨度的1/400; 1/250;钢模板面板变形为1.5mm,钢模板钢肋、柱箍变形为3.0mm。
安装前应检查模板尺寸;安装应牢固、牢固,避免振捣混凝土时出现模板渗漏;安装位置应符合结构设计要求。模板制作及安装允许偏差见表:
(2)混凝土浇筑施工要点
墩身混凝土施工前,应将基础顶面清洗干净,清除表面浮浆,并对连接钢筋进行修补。
浇筑混凝土时,应经常检查模板、钢筋、预埋件的位置和保护层的尺寸,确保位置正确,不发生变形。
混凝土施工时,要保证混凝土配合比、水灰比、坍落度等技术性能指标符合规范要求。
1.混凝土运输:桥墩、桥台混凝土水平、垂直运输的配合方式及适用条件可按表选择。
2、混凝土浇筑速度:为保证浇筑质量,混凝土配制、运输、浇筑的速度:
v≥Sh/t
式中:v——混凝土配料、运输、浇筑允许最低速度(m3/h);
S——灌浆面积(m2);
h——浇注层厚度(m);
t——所用水泥的初凝时间(h)。
若混凝土配制、运输、浇筑时间较长,应按下列公式计算:
v≥Sh/(tt.)
式中:t0——混凝土配制、运输和浇筑所花费的时间(h)。
桥墩及桥台均为大体积砌体工程。为避免水化热过高,导致混凝土因内外温差而产生裂缝,可采取以下措施:
(1)通过提高骨料级配、降低水灰比、添加混合材料和外加剂、添加碎石等方式减少水泥用量;
(2)采用C3A、C3S含量低、水化热低的水泥,如大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、低标号水泥等;
(3)减少浇筑层厚度,加快混凝土散热;
(4)混凝土材料应避免阳光照射,以降低初始温度;
(5)将冷却管埋入混凝土中并通水冷却。
3、混凝土浇筑:
墩身钢筋的绑扎应与混凝土的浇筑相配合。
配置第一层竖向钢筋时,应采用不同的长度。同截面钢筋的接头应符合施工规范的规定。水平钢筋的接缝也应从内到外、从上到下错开。
钢筋保护层的净厚度应符合设计要求。若无设计要求,墩身受力钢筋净保护层应不小于30mm,承台基础上受力钢筋净保护层应不小于35毫米。
墩身混凝土宜一次性连续浇筑。否则,连接缝应按桥涵施工规范的要求进行处理。墩身混凝土在未达到终凝前不得浸水。
2、石墩施工
石墩具有就地取材、坚固耐用的优点。在石材资源丰富的地区建设桥墩时,在工期允许的情况下,为节省水泥,应优先考虑石质桥墩方案。
(1)石块、砂浆和脚手架
石墩采用毛石、块石、粗石加水泥砂浆砌筑。石料、砂浆的规格必须符合有关规定。
砂浆砌石碎石一般适用于填筑墩体、基础、饰面及高度小于6m的各种墩体;
粗砂浆石用于磨损、冲击严重的分水体、破冰体的饰面工程以及要求整齐美观的桥墩、平台等。
在砌体工程中,将石头提升并放置到正确的位置是一个困难的过程:
1、重量较小或距地面高度不高时,可采用简易跳板直接运输;
2、当重量较重或距地面高度较高时,可采用固定臂吊、桅杆吊或坑式吊车将材料运至桥墩、桥台,然后运至安装现场。
砌筑用脚手架应架设在桥墩和桥台周围,用于堆放材料并支持施工人员定位单板行和接缝。脚手架一般常用的是固定式轻型脚手架(适用于6m以下的桥墩)、简易移动式脚手架(可用于25m以下的桥墩)和悬挂式脚手架(适用于较高的桥墩)。
(2)墩台砌筑施工要点
砌筑前应根据设计图纸放样并挂线进行砌筑。铺设第一层砌块时,如果基础是土,则无需抹灰浆,只需在砌块侧面抹灰浆即可;如果底座是石头制成的,则应清洁并润湿表面。 ,先坐臼,再铺石块。
修建坡墩时,应逐层进行坡度分级,以保证规定的坡度。砌块用砂浆粘合并保持一定的接缝厚度。所有接缝都需要满砂浆。
对于形状比较复杂的工程,应先制作配料设计图,标明石子的尺寸;对于形状比较简单的工程,应先铺料,然后根据砌体的高度、尺寸、错缝等进行铺料。
砌筑方法:同层石料及水平灰缝厚度应均匀。每层应水平铺设,瓷砖交替,灰缝应相互垂直。
砌石顺序为先角石,后贴面,最后填腹。填腹石层数应与单板厚度相同。
圆端、尖头、角形砌体的砌石顺序应从顶点开始,贴面石料应按直线顺序铺设。圆端墩圆端顶点不应有竖灰缝。砌石应从顶部①开始(然后交替排列,并安装周围的单板石料;尖墩的尖端和拐角处不应有垂直的灰缝。为了形成缝,砌石应先从两端开始铺砌石料①,再铺侧角②,然后依次铺砌石料,并安装周围的饰面石料。
砌体质量应符合下列要求:
1、所有砌筑材料类别、规格、质量均符合要求;
2、接缝砂浆或卵石混凝土已填满,强度符合要求;
3、接缝宽度、错缝距离符合要求,接缝牢固、整齐,深度、形式符合要求;
4、砌筑方法正确;
5、砌体的位置、尺寸不得超过允许偏差。
3. 墩台盖施工
桥台顶盖用于支撑桥跨结构。其位置、标高、垫石表面平整度均应符合设计要求,以免桥跨结构安装困难或造成顶盖、垫石等出现裂缝或裂缝,影响桥梁的正常功能和耐久性。码头。
桥墩顶盖施工的主要工序为:
1.码头和平台盖放样:
当桥墩混凝土(或砌体)浇筑至距离桥墩和承台底部约30-50cm高度时,需要测量桥墩纵横中心线,开始架设桥墩和承台模板、安装锚孔或安装屋顶。埋设支撑垫、绑扎钢筋等。放样平台盖时,应注意不要将基础中心线作为平台盖的后墙线。浇筑前应反复验证,确保桥墩方向、水平标高、平台帽中心、支撑垫料等无误差。
2、墩台帽模板:
墩帽是支撑上部结构的重要组成部分。其尺寸、位置、水平标高的精度非常严格。混凝土应从墩帽下方约30-50cm处一步浇至墩帽顶面,以保证桥墩和平台帽基部有足够厚度的密实混凝土。
图为混凝土桥墩墩帽模板。墩台模板下的拉杆可利用墩台下层分布的钢筋,以节省铁件。应特别注意后墙模板纵向支撑或斜撑的刚度,防止浇筑混凝土时腹部鼓起,占据梁端间隙。
3、钢筋及支撑垫的安装:
墩台、承台钢筋的绑扎应符合钢筋工程的相关技术规范。
桥墩和平台盖上支座的安装一般采用预埋支座并预留锚固孔的方法。前者在绑扎墩帽和承重垫石钢筋时,必须将锚固钢筋焊接的钢垫安装在支撑的正确位置。即锚固钢筋和墩帽架钢筋必须焊接固定,垫钢块必须同时焊接固定。该板作为木框架,固定在墩台模板上。这种方法施工时垫板位置不易准确,应经常校正。后者在安装墩帽模板时必须安装预留孔模板,并在绑扎钢筋时注意留出锚孔位置。这种方法安装支架方便,且支撑垫的位置准确。
第三节 装配式桥墩施工
预制桥墩、桥台适用于山谷桥梁或跨越平缓河流、河滩等无漂流物的桥梁。特别是在施工现场干扰较多、施工场地狭窄、缺水、砂石供应困难的地区,效果更为显着。
预制桥墩的优点是:结构轻、桥梁施工快、砌筑工程量少、预制构件质量有保证。目前常用的有块式、柱式、管段式或环式桥墩。
1、块墩、桥台施工
砌块墩的施工大体与石墩相同,只是预制砌块的形式根据桥墩的形式有很多变化。
2、柱墩施工
预制柱墩系统将桥墩分解为多个轻质构件,在工厂或建筑工地预制,然后运至现场组装。
桥。其形式有双柱式、机架式、台式和刚架式。
施工过程包括构件预制、安装连接、混凝土养护。其中拼装接头是关键工序,不仅要坚固、安全,而且结构简单、施工方便。常用的装配接头包括:
1. 承插式接头
2、钢锚固接头
3、焊接接头
4.卡扣式连接器
5.法兰接头
预制柱墩安装时应注意以下问题:
1、对墩柱构件预留的环基和基础顶面应进行编号,并检查各桥墩、平台的高度是否符合设计要求;底座杯口与立柱边缘的间隙不应小于2cm。
2、墩柱吊装入基杯就位时,应进行垂直、水平方向的测量,确保柱体垂直度或倾斜度及平面位置符合设计要求;对于大型和细长的墩柱,需要使用风索或支撑。木头固定好后才能取下鱼钩。
3、墩柱顶部安装盖梁前,应检查盖梁口处预留槽位是否符合设计要求。否则应先修理。
4、柱体、盖梁(顶盖)安装完毕并检查符合要求后,可在底座杯与盖梁槽口之间的间隙中浇注薄砂浆。待其硬化后,拆除楔子、支撑物或风缆,然后用砂浆填充楔子孔。
3、后张法预应力混凝土装配式墩施工
预制预应力钢筋混凝土桥墩分为基础、实体墩体和装配式墩体三部分。
装配式墩体由基础构件、隔板、顶板、顶盖四种不同形状组成。它是由高强度钢丝穿入预留的上下孔中,并进行张拉和锚固而成。
实体墩体是装配式墩体与基础的连接部分。其作用是锚固预应力钢筋、调整装配式墩身高度、抵御洪水时漂流物的冲击等。
施工工艺流程分为施工准备、构件预制和桥墩拼装三个环节。质量检验贯穿全过程。
实心墩体浇筑时公路桥涵钢结构及木结构设计规范,应根据装配构件通道的相对位置预留受拉通道和工作孔。构件拼装水平拼缝采用C5水泥砂浆。砂浆厚度为15mm,便于构件水平标高的调整,防止误差累积。
安装部件要求保证:五个要点:顺畅、平稳、准确、牢固、顺畅。
张拉预应力钢丝束有两种类型:
一种是直径5mm的高强钢丝,采用18Ф5锥形锚栓;
另一种采用7Ф4mm钢铰线,采用JM12-6锚具,采用一次性张拉工艺。张拉顺序如图18-18所示。张拉位置可在顶帽上张拉,也可在实心墩下张拉。两者优缺点比较见表5-7。
4、大直径钻埋空心桩无顶台施工
大直径钻埋无承台空心桩墩由预钻孔、预制大直径钢筋混凝土桩墩节段、悬吊桩墩节段和预应力后张法组成整体,桩周填石灌浆,以及堆底的高压。它由注浆、吊装墩缝、浇筑或拼装盖梁等组成,它结合了预制桩的品质。具有定量可靠、钻井工艺简单、成本低、适应性强等优点;摒弃了管柱桩技术设备复杂、造价高、打入碎石层困难、桩易跑偏、钻孔桩等技术装备。桩身质量难以保证等缺陷是当今先进桩基施工技术的结晶。
钻埋式预应力空心桩墩技术特点是:
一是直径大,承载能力高。桩径一般大于2.5m,钻埋空心桩已达到φ5.0m,沉孔空心桩已达到φ6.0m-8.0m。由于采用桩周填石灌浆、桩底高压灌浆、桩间预应力形成整体,使桩基承受竖向和水平荷载的能力成倍提高。
其次,没有承台和空心截面,节省了围堰工程,减少了桩身混凝土用量。不仅简化了施工工艺,而且使桥梁下部结构造价由占全桥造价的50%以上降低到30%-40%。 %。
三是施工速度快,工期缩短。由于采用大直径桩,桩数较少。大多数情况下,可以使用单桩和单柱。再加上先进完善的钻机设备,可以在旱季完成基础工程;预制桩段、墩段和钻孔并行作业,大大加快了工程进度。
第四,钻埋空心桩墩适用于土基,而沉孔空心桩则适用于松散砂、砾石、巨石和风化岩层。环保效果好,施工时振动和噪音较小,对城市居民干扰较小。
五是预制桩段和墩台段,桩周和桩底灌浆,交叉处用高强预应力筋连接为一体。各项作业技术含量高,桩墩质量能得到充分保证。
图为钻埋空心桩墩工艺流程图:
有效解决钻孔设备及器材、泥浆配制、桩段(墩段)预制、桩段垂直安装、注浆(桩周注浆、桩底注浆)成桩等技术环节。它是钻埋大直径空心岩心的关键。桩墩成败的关键。
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