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(2)水泥混凝土路面施工。
1)水泥混凝土路面小型機(jī)具施工。水泥混凝土路面的小型機(jī)具施工是指由機(jī)器拌和,人工攤鋪,輔助配備一些小型機(jī)具(如插入式振搗器、平板振動(dòng)器、振動(dòng)梁、真空吸水設(shè)備、切縫機(jī)等)進(jìn)行混凝土路面施工的方式,其施工工藝流程見圖4.2.9。
2)水泥混凝土路面軌道攤鋪機(jī)施工。高等級(jí)公路水泥混凝土路面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如平整度)要求高,工程數(shù)量大,要保證施工進(jìn)度和工程質(zhì)量,應(yīng)盡可能采用機(jī)械化施工。軌道式攤鋪機(jī)鋪筑混凝土板,就是機(jī)械施工的一種方法,它利用主導(dǎo)機(jī)械(攤鋪機(jī)、拌和機(jī))和配套機(jī)械(運(yùn)輸車輛、振搗器等)的有效組合,完成鋪筑混凝土板的全過(guò)程。其工藝流程及設(shè)備組合如圖4.2.10所示。
3)水泥混凝土路面滑模式攤鋪機(jī)施工。滑模式攤鋪機(jī)是機(jī)械化施工中自動(dòng)化程度很高的一種方法。它具有現(xiàn)代化的自控高速生產(chǎn)能力,與軌道式攤鋪機(jī)械施工不同,滑模式攤鋪機(jī)不需要人工設(shè)置模板,其模板就安裝在機(jī)器上。機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)中將攤鋪路面的各道工序:鋪料、振搗、擠壓、熨平、設(shè)傳力桿等一氣呵成,機(jī)器經(jīng)過(guò)之后,即形成一條規(guī)則成型的水泥混凝土路面,可達(dá)到較高的路面平整度要求,特別是整段路的宏觀平整度更是其他施工方式所無(wú)法達(dá)到的。
(三)筑路機(jī)械
常用的筑路機(jī)械包括土石方施工機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械和路面施工機(jī)械。
1.土石方施工機(jī)械
道路工程施工中常用的土石方施工機(jī)械有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)和破碎篩分機(jī)械。其中推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)和挖掘機(jī)在其他工程中亦為常見,不做介紹。
(1)平地機(jī)。平地機(jī)是在前后輪軸之間裝一平地板,可按各種坡度要求平整地面和攤鋪物料的鏟土運(yùn)輸機(jī)械,更換工作裝置后還可以進(jìn)行多種作業(yè)。其工作裝置有推土鏟和松土器,可進(jìn)行地面平整、挖溝、刮土、推土、松土、除雪等多種作業(yè)。
平地機(jī)是由拖拉機(jī)作牽引動(dòng)力的機(jī)械,分機(jī)械操縱式和液壓操縱式兩種。根據(jù)車輪數(shù)目,又有四輪與六輪兩種。
(2)破碎篩分機(jī)械。破碎篩分機(jī)械是一種可將開采得到的巖石破碎,并按一定規(guī)格進(jìn)行篩分的機(jī)械設(shè)備。為了滿足各種基本建設(shè)工程對(duì)碎石的需求,破碎篩分機(jī)械已成為一種不可缺少的施工設(shè)備。
2.壓實(shí)機(jī)械
壓實(shí)機(jī)械是一種利用機(jī)械自重、振動(dòng)或沖擊的方法,對(duì)被壓實(shí)材料重復(fù)加載,排除其內(nèi)部空氣和水分,使之達(dá)到一定密實(shí)度和平整度的作業(yè)機(jī)械。根據(jù)工作原理的不同,壓實(shí)機(jī)械可分為靜力壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)和夯實(shí)機(jī)械三類。
(1)靜力壓路機(jī)。靜力壓路機(jī)是用碾輪沿被壓實(shí)材料表面往復(fù)滾動(dòng),靠自重產(chǎn)生的靜壓力作用,使被壓物產(chǎn)生永久變形達(dá)到壓實(shí)的目的。靜力壓路機(jī)又分為光輪壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)。
1)光輪壓路機(jī)。光輪壓路機(jī)又稱鋼輪壓路機(jī),用來(lái)壓實(shí)路基路面,有時(shí)也被用來(lái)碾壓密實(shí)土方,是公路和城市道路施工必備的施工機(jī)械。根據(jù)光輪壓路機(jī)的整機(jī)質(zhì)量,可分為輕型(6?8t)、中型(8?10t、10?12t)、重型(12?15t以上)。輕型壓路機(jī)大多為二輪二軸式,適用于城市道路、簡(jiǎn)易公路路面壓實(shí)和臨時(shí)場(chǎng)地壓實(shí)及公路養(yǎng)護(hù)工作等;中型壓路機(jī)有二輪二軸式和三輪二軸式兩種,前者大多用來(lái)壓實(shí)、壓平各種路面,后者大多用于壓實(shí)路基、地基以及初壓鋪砌層;重型壓路機(jī)大多為三輪二軸式,主要用于最終壓實(shí)路基和其他基礎(chǔ)層。
2)輪胎壓路機(jī)。輪胎壓路機(jī)用于壓實(shí)工程設(shè)施基礎(chǔ),壓平礫石、碎石、瀝青混凝土路面,是市政、公路和水利等工程不可缺少的壓實(shí)機(jī)械。輪胎壓路機(jī)具有可增減配重與改變輪胎充氣壓力的性能。輪胎對(duì)被壓實(shí)材料既有一定的靜負(fù)荷,又有一定的緩沖作用,故壓實(shí)砂質(zhì)土壤和黏性土壤都能取得良好的效果,即壓實(shí)時(shí)不破壞原有的黏度,使各層間有良好的結(jié)合性能。在壓實(shí)碎石路面時(shí),不會(huì)破壞碎石的棱角。由于前輪能夠擺動(dòng),故壓實(shí)較均勻,不會(huì)出現(xiàn)假象壓實(shí)。
(2)振動(dòng)壓路機(jī)。振動(dòng)壓路機(jī)是在靜力壓路機(jī)的碾輪上安裝激振機(jī)構(gòu),工作時(shí),碾輪沿被壓實(shí)材料表面做往復(fù)滾動(dòng),又以一定的頻率、振幅對(duì)被壓實(shí)材料振動(dòng),使被壓層間同時(shí)受到碾輪的靜壓力和振動(dòng)力的綜合作用,提高壓實(shí)效果。振動(dòng)壓路機(jī)適用于公路工程的土方碾壓,墊層、基層、底基層的各種材料碾壓,在瀝青混凝土路面施工時(shí),初壓和終壓適宜靜壓,在復(fù)壓時(shí)可以使用振動(dòng)碾壓。振動(dòng)壓路機(jī)以其行走形式不同分為拖式(單軸單輪)、手扶式(單軸兩輪、兩軸兩輪)、自行式(兩軸兩輪常規(guī)式、兩軸組合式、兩軸綜合式)三種類型。新型壓路機(jī)有輪胎驅(qū)動(dòng)光輪式振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎驅(qū)動(dòng)凸塊式振動(dòng)壓路機(jī),適用于各種土質(zhì)的碾壓,壓實(shí)厚度可達(dá)150cm;還有適宜邊坡、路肩、堤岸、水渠、人行道、管道溝槽等狹窄地段施工的手扶振動(dòng)壓路機(jī);適用黏土壩壩面板壓實(shí)的平斜面兩用振動(dòng)壓路機(jī)等。
(3)夯實(shí)機(jī)械。
夯實(shí)機(jī)械是一卻沖擊式機(jī)械,適用于對(duì)黏性土壤和非黏性土壤進(jìn)行夯實(shí)作業(yè),夯實(shí)厚度可達(dá)到1?1.5m。在筑路施工中,可用在橋背涵側(cè)路基夯實(shí)、路面坑槽的振實(shí),以及路面養(yǎng)護(hù)維修的夯實(shí)、平整。
根據(jù)夯實(shí)沖擊能量大小,分為輕型(0.8?1kN· m)、中型(1?10kN·m)和重型(10?50kN·m)三種。按結(jié)構(gòu)和工作原理分為自由落錘式夯實(shí)機(jī)、振動(dòng)平板夯實(shí)機(jī)、振動(dòng)沖擊夯實(shí)機(jī)、爆炸式夯實(shí)機(jī)和蛙式夯實(shí)機(jī)。
3.路面施工機(jī)械
(1)攤鋪機(jī)。
1)瀝青混凝土攤鋪機(jī)。瀝青混凝土攤鋪機(jī)是用于鋪筑瀝青混凝土路面的專用設(shè)備。
瀝青混凝土攤鋪機(jī)與瀝青混凝土攪拌設(shè)備、自卸汽車配套施工,適用于公路、城市道路、機(jī)場(chǎng)等鋪筑作業(yè)。
瀝青混凝土攤鋪機(jī)分自行式與拖式兩類。自行式又分為履帶式與輪胎式兩種。
履帶式攤鋪機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)路基的不平度敏感性差,因而攤鋪工作穩(wěn)定性好,又因其接地壓力低,具有較大的牽引力,所以很少出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,多用于新建公路及大規(guī)模的城市道路施工。
輪胎式瀝青混凝土攤鋪機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好,適用經(jīng)常轉(zhuǎn)移工地或較大距離的運(yùn)行。但在攤鋪寬度較大、厚度超厚時(shí),輪胎易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,輪胎式攤鋪機(jī)多用于城市道路施工。
目前,大量用于公路建筑施工的瀝青混凝土攤鋪機(jī)多為進(jìn)口設(shè)備。其共同特點(diǎn)是微機(jī)控制,精度高,速度快。
2)水泥混凝土攤鋪機(jī)。水泥混凝土攤鋪機(jī)是完成水泥混凝土路面鋪筑的專用機(jī)械。除發(fā)動(dòng)機(jī)外,主要由布料機(jī)、搗實(shí)機(jī)、平整機(jī)、表面修光機(jī)組成。
水泥混凝土攤鋪機(jī)因其移動(dòng)形式不同分為軌道式攤鋪機(jī)和滑模式攤鋪機(jī)兩種。
水泥混凝土攤鋪機(jī)適用于水泥混凝土路面(公路、機(jī)場(chǎng)跑道、大面積地坪等)的混凝土攤鋪。
(2)瀝青灑布機(jī)。瀝青灑布機(jī)是一種黑色路面機(jī)械,瀝青貫入式路面在碎石層攤鋪碾壓擠密實(shí)、平整均勻后,在表面清掃干凈、保持干燥的基層上用瀝青灑布機(jī)噴灑第一遍瀝青;在趁熱撒布嵌縫料均勻覆蓋后,再由瀝青灑布機(jī)噴灑第二遍瀝青,直至噴灑罩面瀝青形成路面。瀝青灑布機(jī)被用來(lái)運(yùn)輸與灑布各類液態(tài)瀝青。
瀝青灑布機(jī)按運(yùn)行方式可分為自行式和拖式兩種。自行式是將整套瀝青灑布設(shè)施裝在汽車底盤上,瀝青油箱容量大,適用于大型路面工程和距離瀝青供應(yīng)基地較遠(yuǎn)的野外筑路工程。拖式又分手壓式和機(jī)壓式,手壓式是手壓油泵,機(jī)壓式是單缸柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵,拖式瀝青灑布機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單,適用于路面維修。
二、橋梁工程施工技術(shù)
(一)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工
1.橋梁墩臺(tái)施工
橋梁墩臺(tái)按其施工方法分為整體式墩臺(tái)和裝配式墩臺(tái)兩大類,相應(yīng)的施工方法也分為兩大類:一是整體式墩臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)就地澆筑與砌筑;二是裝配式墩臺(tái)的拼裝預(yù)制類施工。
(1)整體式墩臺(tái)施工。
1)石砌墩臺(tái)。在石料豐富的地區(qū),采用石硇墩臺(tái)可以節(jié)省大量的水泥,而且經(jīng)久、耐用。石砌墩臺(tái)應(yīng)采用石質(zhì)均勻、不易風(fēng)化無(wú)裂縫的石料,其強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)要求。
墩臺(tái)砌筑前應(yīng)按設(shè)計(jì)圖放出大樣,按大樣圖用擠漿法分段砌筑。砌筑時(shí)還應(yīng)計(jì)算砌筑'層數(shù),選好石料,嚴(yán)格控制平面位置和高度。
砌石時(shí)所采用的施工腳手架應(yīng)環(huán)繞墩臺(tái)搭設(shè),主要用以堆放材料。輕型腳手架有適用于6m以下墩臺(tái)的固定式輕型腳手架、適用于25m以下墩臺(tái)的簡(jiǎn)易活動(dòng)腳手架;較高的墩臺(tái)可用懸吊腳手架。
2)混凝土墩臺(tái)。混凝土墩臺(tái)的施工與混凝土構(gòu)件施工方法相似,它對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)模板的要求也與其他鋼筋混凝土構(gòu)件模板的要求相同,但模板、支架穩(wěn)定計(jì)算中應(yīng)考慮風(fēng)力影響。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),當(dāng)墩臺(tái)高度小于30m時(shí)采用固定模板施工;當(dāng)高度大于或等于30m時(shí)常用滑動(dòng)模板施工。墩臺(tái)的混凝土具有自身的特點(diǎn),施工時(shí)應(yīng)特別注意,其特點(diǎn)為:
①墩臺(tái)混凝土特別是實(shí)體墩臺(tái)均為大體積混凝土,水泥應(yīng)優(yōu)先選用礦山渣水泥,火山灰水泥,采用普通水泥時(shí)強(qiáng)度等級(jí)不宜過(guò)高。
②當(dāng)墩臺(tái)截面小于或等于100m2時(shí)應(yīng)連續(xù)灌注混凝土,以保證混凝土的完整性;當(dāng)墩臺(tái)截面大于100m2時(shí),允許適當(dāng)分段澆筑。分塊數(shù)量,墩臺(tái)水平截面積在200m2內(nèi)不得超過(guò)2塊;在300m2以內(nèi)不得超過(guò)3塊。每塊面積不得小于50m2。
③墩臺(tái)混凝土宜水平分層澆筑,每層高度宜為1.5?2.0m。
④墩臺(tái)混凝土分塊澆筑時(shí),接縫應(yīng)與墩臺(tái)截面尺寸較小的一邊平行,鄰層分塊接縫應(yīng)錯(cuò)開,接縫宜做成企口形。
采用預(yù)制混凝土管作柱身外模時(shí),預(yù)制管安裝應(yīng)符合下列規(guī)定:
①基礎(chǔ)面宜采用凹槽接頭,凹槽揮度不得小于50mm。
②上下管節(jié)安裝就位后,應(yīng)采用四根豎方木對(duì)稱設(shè)置在管柱四周并綁扎牢固,防止撞擊錯(cuò)位。
③混凝土管柱外模應(yīng)設(shè)斜撐,保證澆筑時(shí)的穩(wěn)定。
④管節(jié)接縫應(yīng)采用水泥砂漿等材料密封。
(2)裝配式墩臺(tái)施工。裝配式墩臺(tái)適用于山谷架橋、跨越平緩無(wú)漂流物的河溝、河灘等的橋梁,特別是在工地干擾多、施工場(chǎng)地狹窄、缺水與砂石供應(yīng)困難地區(qū),其效果更為顯著。裝配式墩臺(tái)有砌塊式、柱式和管節(jié)式或環(huán)圈式墩臺(tái)等。
1)砌塊式墩臺(tái)施工。砌塊式墩臺(tái)的施工大體上與石砌墩臺(tái)相同,只是預(yù)制砌塊的形式因墩臺(tái)形狀不同而有很多變化。
2)柱式墩臺(tái)施工。裝配式柱式墩系將橋墩分解成若干輕型部件,在工廠工地集中預(yù)制,再運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)裝配,其形式有雙柱式、排架式、板凳式和剛架式等。施工工序?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件、安裝連接與混凝土填縫養(yǎng)護(hù)等。其中拼裝接頭是關(guān)鍵工序,既要牢固、安全,又要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于施工。常用的拼裝接頭有泵插式接頭、鋼笳錨固接頭、焊接接頭、扣環(huán)式接頭、法蘭接頭等幾種。
2.墩臺(tái)基礎(chǔ)施工
(1)明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)施工。擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工方法通常是采用明挖的方式進(jìn)行的。其施工的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌筑(澆筑)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物等。
1)基礎(chǔ)的定位放樣。在基礎(chǔ)開挖前,先進(jìn)行基礎(chǔ)的定位放樣工作,以便正確地將設(shè)計(jì)圖上的基礎(chǔ)位置準(zhǔn)確地設(shè)置到橋址上。
2)陸地基坑開挖。一般基底尺寸應(yīng)比設(shè)計(jì)平面尺寸各邊增寬0.5?1.0m,可采用垂直開挖、放坡開挖、支撐加固或其他加固的開挖方法。
3)水中基礎(chǔ)開挖。最常用的施工方法是圍堰法。常用的圍堰形式有土圍堰、木(竹)籠圍堰、鋼板樁圍堰、套箱圍堰等。
4)基坑排水。常用的排水方法有集水坑排水法,井點(diǎn)排水法等。
5)基底檢驗(yàn)與處理。
6)基礎(chǔ)圬工澆(砌)筑。通常可分為無(wú)水砌筑、排水砌筑及水下灌注三種情況。
(2)樁與管柱基礎(chǔ)施工。沉入樁常用的施工方法有錘擊沉樁、射水沉樁、振動(dòng)沉樁、靜力壓粧、水中沉樁等。管柱基礎(chǔ)施工是在水面上進(jìn)行,按施工時(shí)是否需設(shè)置防水圍堰而技術(shù)難度有所不同。
1)錘擊沉樁。錘擊沉樁一般適用于中密砂類土、黏性土。
2)射水沉樁。射水沉樁施工方法的選擇應(yīng)視土質(zhì)情況而異,在砂夾卵石層或堅(jiān)硬土層中,一般以射水為主,錘擊或振動(dòng)為輔;在亞黏土或黏土中,為避免降低承載力,一般以錘擊或振動(dòng)為主,以射水為輔,并應(yīng)適當(dāng)控制射水時(shí)間和水量。
3)振動(dòng)沉樁。振動(dòng)沉樁適用于沙質(zhì)土、硬塑及軟塑的黏性土和中密或較松散的碎、卵石類土。對(duì)于軟塑類黏土及飽和沙質(zhì)土,當(dāng)基樁入土深度小于15m時(shí),可采用振動(dòng)沉樁機(jī)。除此情況外,宜采用射水配合沉粧。
4)靜力壓樁。靜力壓樁適用于高壓縮性黏土或砂性較輕的亞黏土層。
5)水中沉樁。在河流水淺時(shí),一般可搭設(shè)施工便橋、便道、土島和各種類型腳手架組成的工作平臺(tái),其上安置樁架并進(jìn)行水中沉粧作業(yè)。在較寬闊的河中,可將樁安設(shè)在組合的浮體上或固定平臺(tái),亦可使用專用打樁船。
(二)橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工
橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工主要是指其承載結(jié)構(gòu)的施工。
1.橋梁承載結(jié)構(gòu)的施工方法
橋梁承載結(jié)構(gòu)的施工方法多種多樣,常用的有支架現(xiàn)澆法、預(yù)制安裝法、懸臂施工法、轉(zhuǎn)體施工法、頂推法施工、移動(dòng)模架逐孔施工法、橫移法施工、提升與浮運(yùn)施工。
(1)支架現(xiàn)澆法。支架現(xiàn)澆法是指在橋跨間設(shè)置支架,在支架上安裝模板、綁扎鋼筋、現(xiàn)場(chǎng)澆筑橋體混凝土,達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板。
就地澆筑施工無(wú)須預(yù)制場(chǎng)地,而且不需要大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備,梁體的主筋可不中斷,橋梁整體性好。它的缺點(diǎn)主要是工期長(zhǎng),施工質(zhì)量不容易控制;對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于混凝土的收縮、徐變引起的應(yīng)力損失比較大;施工中的支架、模板耗用量大,施工費(fèi)用高;搭設(shè)支架影響排洪、通航,施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。
(2)預(yù)制安裝法。預(yù)制安裝法是指在預(yù)制工廠或在運(yùn)輸方便的橋址附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行梁的預(yù)制工作,然后采用一定的架設(shè)方法進(jìn)行安裝。預(yù)制安裝法施工一般是指鋼筋裩凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的預(yù)制安裝。預(yù)制安裝的方法很多,根據(jù)實(shí)際情況可采用自行式吊車安裝、跨墩龍門架安裝、架橋機(jī)安裝、扒桿安裝、浮吊安裝等。各需不同的安裝設(shè)備,可根據(jù)施工的實(shí)際情況合理選擇。
預(yù)制安裝施工的主要特點(diǎn):
1)由于是工場(chǎng)生產(chǎn)制作,構(gòu)件質(zhì)量好,有利于確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度,并盡可能多的采用機(jī)械化施工。
2)上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè),因而可縮短現(xiàn)場(chǎng)工期。
3)能有效利用勞動(dòng)力,并由此而降低了工程造價(jià)。
4)由于施工速度隊(duì)可適用于緊急施工工程。
5)將構(gòu)件預(yù)制后由于要存放一段時(shí)間,因此在安裝時(shí)已有一定齡期,可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。
(3)懸臂施工法。
懸臂施工法是大跨徑連續(xù)梁橋常用的施工方法,屬于一種自架設(shè)方式。懸臂施工法是從橋臂開始,兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對(duì)稱進(jìn)行拼裝。前者稱懸臂澆筑施工,后者為懸臂拼裝施工。
懸臂澆筑法是利用掛籃在橋墩兩側(cè)對(duì)稱澆筑箱梁節(jié)段,待已澆節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求的張拉強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉,然后移動(dòng)掛籃進(jìn)行下一節(jié)段施工,直至全橋合攏。
懸臂拼裝指在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制梁節(jié)段,然后進(jìn)行逐節(jié)對(duì)稱拼裝。拼裝方法主要有扒桿吊裝法、纜索吊裝法、提升法等。
懸臂施工的主要特點(diǎn):
1)懸臂施工宜在營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工階段的受力狀態(tài)比較近的橋梁中選用, 如預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等。
2)非墩梁固接的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,采用懸臂施工時(shí)應(yīng)采取措施,使墩、梁臨時(shí)固結(jié)。
3)采用懸臂施工的機(jī)具設(shè)備種類較多,可根據(jù)實(shí)際情況選用。
4)懸臂澆筑施工簡(jiǎn)便,結(jié)構(gòu)整體性好,施工中可不斷調(diào)整位置,常在跨徑大于100m的橋梁上選用;懸臂拼裝法施工速度快,橋梁上下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè),但施工精度要求比較高,可在跨徑100m以下的大橋中選用。
5)懸臂施工法可不用或少用支架,施工不影響通航或橋下交通。
懸臂施工的注意事項(xiàng):
1)懸臂澆筑梁體一般應(yīng)分四大部分澆筑:墩頂梁段(0號(hào)塊);墩頂梁段(0號(hào)塊)兩側(cè)對(duì)稱懸澆梁段;邊孔支架現(xiàn)澆梁段;主梁跨中合龍段。
2)懸臂澆筑順序及要求:
①在墩頂托架或膺架上澆筑0號(hào)段并實(shí)施墩梁臨時(shí)固結(jié)。
②在0號(hào)塊段上安裝懸臂掛籃,向兩側(cè)依次對(duì)稱分段澆筑主梁至合龍前段。
③在支架上澆筑邊跨主梁合龍段。
④最后澆筑中跨合龍段形成連續(xù)梁體系。
⑤懸臂澆筑混凝土?xí)r,宜從懸臂前端開始,最后與前段混凝土連接。
⑥橋墩兩側(cè)梁段懸臂施工應(yīng)對(duì)稱、平衡,平衡偏差不得大于設(shè)計(jì)要求。
3)張拉及合龍。
①預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂澆筑施工中,頂板、腹板縱向預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序一為上下、左右對(duì)稱張拉,設(shè)計(jì)有要求時(shí)按設(shè)計(jì)要求施做。
②預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁合龍順序一般是先邊跨、后次跨、最后中跨。
(4)轉(zhuǎn)體施工法。轉(zhuǎn)體施工是將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊(或路邊及適當(dāng)位置)進(jìn)行預(yù)制,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位的施工方法。轉(zhuǎn)體施工其靜力組合不變,它的支座位置就是施工時(shí)的旋轉(zhuǎn)支承和旋轉(zhuǎn)軸,橋梁完工后,按設(shè)計(jì)要求改變支承情況。
轉(zhuǎn)體施工的主要特點(diǎn):
1)可以利用地形,方便預(yù)制構(gòu)件。
2)施工期間不斷航,不影響橋下交通,并可在跨越通車線路上進(jìn)行橋梁施工。
3)施工設(shè)備少,裝置簡(jiǎn)單,容易制作并便于掌握。
4)節(jié)省木材,節(jié)省施工用料。采用轉(zhuǎn)體施工與纜索無(wú)支架施工比較,可節(jié)省木材80%,節(jié)省施工用鋼60%。
5)減少高空作業(yè),施工工序簡(jiǎn)單,施工迅速,當(dāng)主要結(jié)構(gòu)先期合攏后,給以后施工帶來(lái)方便。
6)轉(zhuǎn)體施工適合于單跨和三跨橋梁,可在深水、峽谷中建橋采用,同時(shí)也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋。
7)大跨徑橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會(huì)取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,轉(zhuǎn)體重量輕型化、多種工藝綜合利用,是大跨及特大路橋施工有力的競(jìng)爭(zhēng)方案。
(5)頂推法施工。頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地,分節(jié)段預(yù)制,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體,然后通過(guò)水平千斤頂施力,將梁體向前頂推出預(yù)制場(chǎng)地。之后繼續(xù)在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制,循環(huán)操作直至施工完成。
頂推法施工的特點(diǎn):
1)頂推法可以使用簡(jiǎn)單的設(shè)備建造長(zhǎng)大橋梁,施工費(fèi)用低,施工平穩(wěn)無(wú)噪聲,可在水深、山谷和高橋墩上采用,也可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用。
2)主梁分段預(yù)制,連續(xù)作業(yè),結(jié)構(gòu)整體性好;由于不需要大型起重設(shè)備,所以施工節(jié)段的長(zhǎng)度一般可取用10?20m。
3)橋梁節(jié)段固定在一個(gè)場(chǎng)地預(yù)制,便于施工管理,改善施工條件,避免高空作業(yè)。同時(shí),模板、設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用,在正常情況下,節(jié)段的預(yù)制周期為7?10d。
4)頂推施工時(shí),用鋼量較高。
5)頂推法宜在等截面梁上使用,當(dāng)橋梁跨徑過(guò)大時(shí),選用等截面梁會(huì)造成材料用量的不經(jīng)濟(jì),也增加施工難度,因此以中等跨徑的橋梁為宜,橋梁的總長(zhǎng)也以500?600m為宜。
(6)移動(dòng)模架逐孔施工法。逐孔施工是中等跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中的一種施工方法,它使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工,直到對(duì)岸。
采用移動(dòng)模架逐孔施工的主要特點(diǎn):
1)移動(dòng)模架法不需設(shè)置地面支架,不影響通航和橋下交通,施工安全、可靠。
2)有良好的施工環(huán)境,保證施工質(zhì)量,一套模架可多次周轉(zhuǎn)使用,具有在預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
3)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高,節(jié)省勞力,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè),縮短工期。
4)通常每一施工梁段的長(zhǎng)度取用一孔梁長(zhǎng),接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位。
5)移動(dòng)模架設(shè)備投資大,施工準(zhǔn)備和操作都較復(fù)雜。
6)移動(dòng)模架逐孔施工宜在橋梁跨徑小于50m的多跨長(zhǎng)橋上使用。
(7)橫移法施工。橫移施工是在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預(yù)制該結(jié)構(gòu)物,并橫向移運(yùn)該結(jié)構(gòu)物,將它安置在規(guī)定的位置上。
橫移施工多采用卷?yè)P(yáng)機(jī)、液壓裝置并配以千斤頂進(jìn)行。由于混凝土橋具有較大的自重,橫移法施工常在鋼橋上使用。
橫向位移施工多用于正常通車線路上的橋梁工程的換梁。為了盡量減少交通的中斷時(shí)間,可在原橋位旁預(yù)制并橫移施工。
橫移施工也可與其他施工方法配合使用。
(8)提升與浮運(yùn)施工。這是一種采用豎向運(yùn)動(dòng)施工就位的方法。提升施工是在未來(lái)安置結(jié)構(gòu)物以下的地面上預(yù)制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位。浮運(yùn)施工是將橋梁在岸上預(yù)制,通過(guò)大型浮船移運(yùn)至橋位,利用船的上下起落安裝就位的方法。
采用提升和浮運(yùn)的方法常選取整體結(jié)構(gòu),重達(dá)數(shù)千噸,使用該法的要求是:
1)在該結(jié)構(gòu)下面需要有一個(gè)適宜的地面。
2)被提升結(jié)構(gòu)下的地面要有一定的承載力。
3)擁有二臺(tái)支承在一定基礎(chǔ)上的提升設(shè)備。
4)該結(jié)構(gòu)應(yīng)該是平衡的,至少在提升操作期間是平衡的。
5)采用浮運(yùn)法要有一系列的大型浮運(yùn)設(shè)備。
2.梁式橋施工
(1)簡(jiǎn)支梁(板)橋。
通常采用支架現(xiàn)澆法和預(yù)制安裝法,后者主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁(板)橋施工。
(2)等截面連續(xù)梁(板)橋。
在中小跨徑中這種橋梁應(yīng)用較多。其施工方法包括:
1)逐孔現(xiàn)澆法。又分為在支架上逐孔現(xiàn)澆法和移動(dòng)模架逐孔現(xiàn)澆兩種。與一般現(xiàn)澆法不同處僅在于只需在一孔(或兩孔間)設(shè)置支架。
2)先簡(jiǎn)后連續(xù)法。這種施工與簡(jiǎn)支架預(yù)制安裝施工相似。
3)頂推法。
(3)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋。
變截面連續(xù)梁橋主要用于大中跨徑連續(xù)梁橋。常用施工方法有支架現(xiàn)澆法及懸臂施工法,前者適用于旱地且跨徑不太大的橋梁。
(4)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋通常用在較大跨徑的梁式橋梁上,一般釆用懸臂澆筑法施工。
(5)鋼梁橋。
鋼梁橋包括簡(jiǎn)支或連續(xù)體系的鋼板梁和鋼橋梁橋。鋼梁橋一般為工廠加工,現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)施工。鋼梁橋架設(shè)方法很多,主要有整孔吊裝法、支架拼裝法、纜索吊拼裝法、轉(zhuǎn)體法、頂推法、拖拉法和懸臂拼裝法。拖拉法與懸臂法使用較多。
拖拉法是將鋼梁在路堤、支架或已拼好的鋼梁上拼裝,并在其下設(shè)置上滑道,在拼裝臺(tái)頂臺(tái)和墩臺(tái)頂面設(shè)置下滑道,通過(guò)滑車組或絞車等將鋼梁拖至預(yù)定橋孔就位。
懸臂拼裝法是將鋼梁桿件在橋跨中依次懸臂拼裝至前方墩(臺(tái))合攏。
3.拱式橋施工
(1)石拱橋主拱圈施工。對(duì)于石拱橋這種砌橋結(jié)構(gòu),一般采用拱架法施工。拱架形式有滿堂式、撐架式等。
(2)系桿拱橋施工。系桿拱橋?qū)儆跓o(wú)外部推力體系,拱圈所產(chǎn)生的推力由系桿承擔(dān),而系桿所受拉力是隨著拱圈和橋道梁的形成而逐漸形成的,所以,其施工工藝較為復(fù)雜。
對(duì)鋼筋混凝土系桿拱橋,最簡(jiǎn)便的施工方法是支架法。當(dāng)采用鋼筋混凝土吊桿和系時(shí),通常在拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后,先在橋跨上加臨時(shí)荷載,使吊桿和系桿中的鋼內(nèi)產(chǎn)生.額外的拉力后再繞筑混凝土,最后在卸去臨時(shí)荷載后使吊桿、系桿內(nèi)產(chǎn)生一定預(yù)應(yīng)力,避免混凝土裂縫。必要時(shí),系桿拱橋也可采甩預(yù)制拼裝,以加快施工進(jìn)度。
對(duì)于大跨徑單孔系桿拱橋,一般先利用纜索吊裝或轉(zhuǎn)體(對(duì)飛燕式)架設(shè)鋼管拱圈,此時(shí),對(duì)單跨拱由于鋼管拱本身產(chǎn)生的推力不大,可利用墩臺(tái)抵抗或設(shè)置臨時(shí)拉索來(lái)平衡推力,對(duì)三跨飛燕式則利用中跨半拱和邊跨半拱互相平衡。待拱形成后,再澆筑管內(nèi)混凝土和吊裝橋道梁,與此同時(shí),同步施加相應(yīng)的系桿拉力。
(3)整體型上承式拱橋施工。整體型上承式拱橋包括桁架拱橋、剛架橋。對(duì)普通中小跨徑桁架拱橋可采用支架安裝、無(wú)支架吊裝、轉(zhuǎn)體和懸臂安裝等,對(duì)于大跨徑桁式組合拱橋,通常采用懸臂安裝施工。
(4)普通型鋼筋混凝土拱橋施工。普通型鋼筋混凝土拱橋指除桁架拱橋、剛架拱橋、系桿拱橋以外的所有拱橋。普通型拱橋的共同特點(diǎn)是以主拱圈為主要承重結(jié)構(gòu),并且有外部水平推力。
1)有支架施工。普通型拱橋不論其形式如何,在有條件的地方以及采用其他施工方法受限的地方都可以來(lái)用在拱架上澆筑、拼裝的方法施工主拱圈。拱架形式可以是堂滿式、撐架式,也可以是斜拉式、拱式等。其中對(duì)拱式拱架又分為外置式拱架和埋置式拱架,后者又稱為勁性骨架。勁性骨架法是特大跨徑拱橋的主要施工方法。
2)無(wú)支架施工。除上述有支架施工外,更為廣泛采用的是無(wú)支架纜索吊裝法。纜索吊裝法是通過(guò)設(shè)置吊運(yùn)天線來(lái)完成預(yù)制拱段(構(gòu)件)的縱向與豎向運(yùn)輸,從而完成拱圈拼裝。其拼裝施工的關(guān)鍵在于吊運(yùn)系統(tǒng)(包括錨旋、塔架、天線)的可靠性以及吊裝與扣掛的安全以及工段位置確定。纜索吊裝也是有支架施工中外置式鋼拱架、埋置式換架(勁性骨架)以及鋼管混凝土拱中鋼管拱的架設(shè)手段。
3)轉(zhuǎn)體施工法。根據(jù)兩岸地形情況,有時(shí)也采用轉(zhuǎn)體施工方法。轉(zhuǎn)體施工的成敗在于轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中懸扣系統(tǒng)、拱圈等昀受力、穩(wěn)定是否在安全范圍內(nèi)。
4)懸臂施工法。鋼筋混凝土拱的懸臂施工主要有兩種方法:一是塔架斜拉扣掛方式,即在拱橋墩臺(tái)處設(shè)立臨時(shí)塔架,用斜拉索系吊已通過(guò)掛籃澆成的拱圈段,這樣,澆一段就系吊一段,直至合攏。二是桁架式,即借用專用掛籃,結(jié)合使用斜吊鋼筋將拱圈、拱上立柱和預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板齊頭并進(jìn),邊澆筑拱圈邊構(gòu)成桁架,直至合攏。采用前者施工時(shí),需特別注意斜拉索力、拱圈受力、標(biāo)高的變化;采用后者施工時(shí),鑒于其屬于自架設(shè)施工方式,除需注意施工中結(jié)構(gòu)的受力、穩(wěn)定外,特別要加強(qiáng)施工標(biāo)高的控制。
4.懸索橋施工
懸索橋施工包括錨碇施工、索塔施工、主纜(吊桿)施工和加勁梁施工幾個(gè)主要部分。
錨旋分重力式錨和隧道錨兩種。錨碇(特別是重力式錨)一般均系大體積混凝土結(jié)構(gòu),施工按常規(guī)的方法進(jìn)行。
混凝土索塔通常采用滑模、爬模、翻模并配以塔吊或泵送澆筑;鋼索塔一般為吊裝施
工。
主纜架設(shè)主要有空中紡絲法(AS法)和預(yù)制平行索股法(PPWS法)兩種。AS法是指以卷在卷筒上的單根通長(zhǎng)鋼絲為原料,采用移動(dòng)紡絲輪在空中來(lái)回架設(shè)鋼絲(紡絲)形成索股,進(jìn)而形成主纜。PPWS法是指對(duì)主纜中的索股(索股中鋼絲根數(shù)按設(shè)計(jì)規(guī)定有多有少)進(jìn)行工廠預(yù)制,然后逐根架設(shè)索股。
加勁梁的架設(shè)方法因加勁梁的構(gòu)造形式不同而異。對(duì)桁架式加勁梁可采用單根桿件、桁架片或桁架段(節(jié)段)架設(shè)法;:對(duì)箱形加勁梁或混凝土箱(板)加勁梁(對(duì)小跨懸索橋)則采用節(jié)段預(yù)制吊裝法。加勁梁架設(shè)順序有兩種,即從主塔開始向兩側(cè)推進(jìn)和從中跨的跨中和邊跨橋墩(臺(tái))開始向主塔推進(jìn)。
5.斜拉橋
斜拉橋施工包括墩塔施工、主梁施工、斜拉索制作與安裝三大部分。
斜拉橋主梁施工一般可采用支架法、頂推法、轉(zhuǎn)體法、懸臂澆筑和懸臂拼裝(自架設(shè))方法來(lái)進(jìn)行。在實(shí)際工作中,對(duì)混凝土斜拉橋則以懸臂澆筑法居多,而對(duì)結(jié)合梁斜拉橋和鋼斜拉橋則多采用懸臂拼裝法。
懸臂澆筑法是在塔柱兩側(cè)用掛籃對(duì)稱逐段澆筑主梁混凝土直至合攏。目前使用較多的是前支點(diǎn)掛籃。前支點(diǎn)掛籃是將掛籃后端錨固在已澆梁段上,并將待澆段的斜拉索錨在掛籃前端,由斜拉索已澆梁段來(lái)共同承擔(dān)待澆節(jié)段的混凝土重力,相當(dāng)于將傳統(tǒng)掛籃中的懸臂受力變?yōu)楹?jiǎn)支受力。不足之處是在澆筑一個(gè)節(jié)段混凝土過(guò)程中宴分階段調(diào)索,工藝復(fù)雜。
懸臂拼裝法是利用適宜的起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)逐節(jié)對(duì)稱拼裝梁體直至合攏。與懸臂澆筑一樣,施工中對(duì)非塔、梁、墩固結(jié)的斜拉橋也要作臨時(shí)固結(jié)處理。
三、涵洞工程施工技術(shù)
(一)鋼筋混凝土蓋板涵施工
1.砌筑基礎(chǔ)
(1)挖基。基坑的開挖應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、基坑深度、工期以及有無(wú)地下水或地表水等因素,采用人工或機(jī)械挖基。挖基要領(lǐng)、運(yùn)土與棄土,可比照明挖基礎(chǔ)施工的有關(guān)規(guī)定和要求辦理。基底高程必須按設(shè)計(jì)(包括預(yù)留上拱度)嚴(yán)格控制,一切松散浮土必須清除,若有局部超挖之處,不能用松土填補(bǔ),只能在砌筑基礎(chǔ)時(shí)調(diào)平。如基底不夠密實(shí),可進(jìn)行原地面夯實(shí),或夯填一層卵石、碎石。
基坑開挖后,如發(fā)現(xiàn)土質(zhì)與設(shè)計(jì)資料不符或有疑問(wèn)時(shí),應(yīng)在基底高程處取土樣做土工試驗(yàn);對(duì)于土質(zhì)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的涵洞,必要時(shí)可在基底做載重試驗(yàn)來(lái)確定地基承載力。基礎(chǔ)砲筑前,應(yīng)經(jīng)過(guò)檢查部門的檢驗(yàn)(或委托檢驗(yàn)),并在工程檢查證上簽字后才能砌筑基礎(chǔ)。
(2)砌筑基礎(chǔ)。涵洞基礎(chǔ)若就地灌筑混凝土,必須根據(jù)基礎(chǔ)放樣線立模板,然后灌筑混凝土;如基礎(chǔ)是漿砌片石,則依據(jù)基礎(chǔ)放樣線在基坑底面上釘小木樁,作為砌筑時(shí)的依據(jù),并在基礎(chǔ)應(yīng)砌筑的高度上釘幾個(gè)橫向木樁,樁上釘釘,拉水平細(xì)線以控制基頂高程。
基礎(chǔ)的砲筑還應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙的要求留出沉降縫的位置,在灌筑基礎(chǔ)混凝土?xí)r,可用瀝青浸制木板作隔板和混凝土一起灌筑至基礎(chǔ)中。如施工時(shí)不用木板,沉降縫亦可用黏土填塞。如基礎(chǔ)是漿砌片石,沉降縫處砌筑端面應(yīng)垂直、整齊、方正、不得交錯(cuò);填塞物應(yīng)緊密填實(shí)。當(dāng)基礎(chǔ)不厚,在砌完后用黏土填滿沉降縫。如基礎(chǔ)較厚,可邊砲邊填黏土,并在流水面邊緣以1:3水泥砂漿填塞,深約150mm。
沿涵洞中心線左右側(cè)各1/2孔徑范圍內(nèi)的基頂形狀,應(yīng)與流水槽形狀相符,在砌筑基礎(chǔ)時(shí),一般在流水槽部分少砌10?20mm,以后再抹10?20mm的水泥砂漿形成平順的流水槽。
2.砌筑邊墻
為了嚴(yán)格掌握邊墻斷面尺寸,當(dāng)在基頂已放好邊墻底平面尺寸后,利用木板條制成邊墻斷面掛線樣板,把它固定在沉降縫的位置上,掛上線繩作為砌筑時(shí)的依據(jù)。為了防止它走動(dòng),應(yīng)經(jīng)常檢查邊墻的沉降縫和基礎(chǔ)沉降縫的位置是否一致,以確保工程質(zhì)量。邊墻頂部與蓋板接觸面以下0.4m范圍內(nèi),用C15混凝土,此部分以下及翼墻均有M10水泥砂漿砌片石。
(二)鋼筋混凝土圓涵施工
圓管涵洞是市郊公路和城市道路上應(yīng)用廣泛的一種形式。
1.施工工序
圍堰(筑壩)→抽水→除淤清基→管位放樣→基槽開挖→鋪筑墊層→澆搗管基→排管→接縫處理→端墻砌筑→洞口鋪砌→坡腳澆搗→砌護(hù)坡→養(yǎng)護(hù)→拆壩通水。
2.施工方法
(1)圍堰(筑壩)。涵洞施工宜在枯水季節(jié)進(jìn)行。施工前須在施工范圍兩端河道或泄道上筑壩阻水,壩頂比施工期間可能出現(xiàn)的最高水位至少要高出0.5?1m,以防淹沒(méi)。
(2)基槽開挖。涵管施工的基槽開挖一般采用無(wú)支撐梯形斷面,以便于大型筑管的吊裝。基槽的寬度取決于涵管的直徑和埋設(shè)深度,基槽的底寬尺寸應(yīng)該保證施工便利和安全。基槽開挖應(yīng)逐層進(jìn)行,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況確定土臂坡度。
(3)涵管基礎(chǔ)。涵管基礎(chǔ)的標(biāo)高、厚度由打入槽底的木粧控制。涵管基礎(chǔ)分管座、管基和墊層。墊層鋪筑按基槽寬滿鋪。管基采用混凝土澆搗。澆搗前應(yīng)立模,澆搗時(shí)可用平板振動(dòng)器行夯。管基達(dá)到一定強(qiáng)度后方可排管。管座在管道排設(shè)后澆搗。
(4)排管。涵管需用吊車下管。中小型涵管可采用外壁邊線排管,大型涵管須用中心線法排管。
(5)接縫處理。涵管接縫一般采用柔性接口,并設(shè)有預(yù)制鋼筋混凝土套環(huán)。施工時(shí)在接縫內(nèi)和外圍用瀝青麻絲填嵌密實(shí),內(nèi)口用水泥砂漿封嵌抹平,外口用預(yù)制鋼筋混凝土套環(huán)箍住,套環(huán)側(cè)面用水泥砂漿抹角。
管道接縫基本硬化后就進(jìn)行護(hù)管,即澆搗管座。護(hù)管應(yīng)在涵管兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行。
(6)拆模還土。還土應(yīng)逐段層夯填,必須兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行,并注意保護(hù)涵管和腰箍。為防止涵管滲漏,涵管四周宜用黏土做15cm厚的防水層。涵洞周圍填土均需用黏土或亞黏土回填。
(7)洞口砌筑。端墻、錐形護(hù)坡和洞口鋪砌都用漿砌塊石砌筑,由于防水要求較高,應(yīng)特別注意砌縫的砂漿飽滿和表面勾縫。漿砌塊石強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)可填土。澆搗壓頂,然后拆壩通水。
(三)混凝土拱涵和石砌拱涵施工
石砌拱涵經(jīng)久耐用,可就地取材,但施工期限較長(zhǎng),石料的質(zhì)量要求較高,常用塊石與粗料石砌筑。在缺乏石料的地區(qū)可采用混凝土拱涵。拱涵的拱圈一般按無(wú)鉸拱設(shè)計(jì),采用漿砌塊石、粗料石、C15及C20混凝土等材料。
混凝土拱圈可就地灌筑或分塊預(yù)制進(jìn)行砌筑;也可以預(yù)制成沿涵洞長(zhǎng)度分段的成品進(jìn)行安裝,以節(jié)約拱架。
1.拱架制作與安裝
涵洞拱架可用小鋼軌或木料制作,也有用黏土筑模(又叫土片拱胎)砌拱,但此法質(zhì)量不易掌握。
(1)鋼拱架。利用廢舊小鋼軌冷彎或經(jīng)過(guò)熱處理在樣臺(tái)上彎制成型。涵洞孔徑在3m以內(nèi)的,用12?18kg型小鋼軌,孔徑3?6m的用18?32kg型輕便軌,其構(gòu)造形式如圖4.2.11(a)所示。
(2)木拱架。通常采用5mm厚的木板鋸成梳形弧板,雙層疊合以鐵釘或螺栓組成。其構(gòu)造如圖4.2.11(b)所示。
(3)拱模與支撐。混凝土拱圈與漿砌塊石拱圈在拱架上應(yīng)滿鋪模板。如為粗鑿定型石砌拱圈,可不滿鋪模板,僅在騎縫位置釘上70mm寬的板條,位置必須正確。在拱架下面的支撐,孔徑小于2m的,用兩排木柱;大于2m的,用三排木柱,如圖4.2.11(c)所示。為了節(jié)約木料,在砌筑邊墻時(shí)可預(yù)留孔洞,安放檻木承托拱架,如圖4.2.11(d)所示,則檻木以下的木柱、拉撐等均可省去;但若跨度過(guò)大,檻木抗彎強(qiáng)度不夠,中間應(yīng)加設(shè)頂柱。
拱架放樣時(shí),須預(yù)留施工拱度,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn),拱涵拱架的沉降量很小,孔徑在3m以上時(shí)可預(yù)加20?30mm的高度,孔徑3m以下者可不預(yù)留。安裝前,在腳手架上抄平并安設(shè)木楔,高度有出入時(shí),可用墊木調(diào)整。
2.拱圈施工
拱架立好,經(jīng)過(guò)檢查無(wú)誤,即可砌筑拱圈,原則上都是自兩拱座起對(duì)稱并進(jìn)至拱頂剎尖。
(1)小跨度石拱涵多采用塊石砌筑,石料沒(méi)有固定尺寸,應(yīng)適當(dāng)選擇,稍加修鑿,最好略具楔形,砌筑時(shí)要求對(duì)準(zhǔn)灰縫、錯(cuò)縫等尺寸。
(2)當(dāng)拱圈為混凝土塊砌體時(shí),所用砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定選用,灰縫寬度宜為2cm。在寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)所用石料及混凝土塊,應(yīng)符合凍融試驗(yàn)指標(biāo)。采用混凝土塊砌拱圈時(shí),砌塊應(yīng)提前制作,宜比封頂時(shí)間提前4個(gè)月。混凝土塊拱圈時(shí),也應(yīng)在拱腳處開始砌筑,向拱頂方向進(jìn)行。
兩端及上下游均需對(duì)稱施工。在砌筑過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)拱架的變形,并做出詳細(xì)記錄,必要時(shí)按拱架變形情況調(diào)整砌筑程序。
(3)當(dāng)拱涵用混凝土預(yù)制拱圈安裝時(shí),成品達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)才允許搬運(yùn)、安裝。安裝前應(yīng)檢查成品及拱座(邊墻)的尺寸。拱座與拱圈的接觸面應(yīng)在鋪水泥砂漿前鑿毛并沖刷干凈。拱座與拱圈、拱圈與拱圈以及蓋板與邊墻的接觸面,應(yīng)澆水濕潤(rùn),以不低于M10水泥砂漿(稠度宜小)鋪設(shè)接觸面或填塞接觸縫。
混凝土成品拱圏或蓋板安裝后,其上的吊裝孔應(yīng)以泥砂漿填塞。
(4)就地灌筑的混凝土拱圈及端墻的施工,應(yīng)鋪好底模及堵頭板;并標(biāo)出拱圈中線。混凝土的灌筑應(yīng)由拱腳向拱頂同時(shí)對(duì)稱進(jìn)行。要求全拱一次灌完,不能中途間歇;如因工程量大,一次難以完成全拱時(shí),可按基礎(chǔ)沉降縫分節(jié)進(jìn)行,每節(jié)應(yīng)1次連續(xù)灌完一決不可水平分段(因?yàn)楣叭κ芰κ茄刂拜S線),也不宜按拱圈輻射方向分層(無(wú)模板控制,很難保證輻射方向)。砌筑拱圈可按涵洞的縱向分成和基礎(chǔ)相同的段進(jìn)行。段與段間同樣應(yīng)留30mm的沉降縫,以便形成拱頂至基底的橫向斷縫,并按規(guī)定鋪設(shè)好防水層。拱圈端側(cè)面應(yīng)鑲面并勾縫,拱座石不得有銳角,應(yīng)采用五角石,它在起拱線處的厚度應(yīng)不小于200mm,拱座石與拱圈石及拱座石與邊墻御石之間的錯(cuò)縫不得小于100mm,灰縫不得超過(guò)20 mm。
3.拆除拱架與拱頂填土
當(dāng)拱圈中砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí),即可拆除拱圈支架,但須待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后,方可填土。當(dāng)拱圈支架未拆除,拱圈中砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí),可進(jìn)行拱頂填土,但應(yīng)待拱圈中砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后,方能拆除拱圈支架。
為了不損傷木料使拱圈受力均勻,對(duì)同一排拱拱架,拆除時(shí)可自中央向兩側(cè)用手錘打出楔木,將支架平順地降下,以便拱圈均勻地著力。
拆除鋼軌拱架時(shí),當(dāng)楔木已去除,拱架扔不降落,可采取反扣螺栓張拉拱架兩端底部,消除水平力,促使下降。
(四)箱涵
箱涵的施工方法與蓋板涵類似,就地澆筑的箱涵與蓋板涵的區(qū)別是:蓋板涵的臺(tái)身與蓋板是分開澆筑的,臺(tái)身還可以采用砌石圬工,成為筒支結(jié)構(gòu)。而箱涵的上下頂板、底板與左右墻身是連續(xù)澆筑的,成為剛性結(jié)構(gòu)。箱涵身的支架、模板可參照現(xiàn)澆混凝土拱涵和蓋板涵的支架、模板制造安裝。澆筑混凝土的注意事項(xiàng)與澆筑拱涵與蓋板涵相同。裝配式.拱涵、蓋板涵和箱涵與裝配式墩臺(tái)相關(guān)的施工要求相同,因此,本章節(jié)不再贅述。
(五)涵洞附屬工程
1.沉降縫施工
涵洞和急流槽、端墻、翼墻、進(jìn)出水口急流槽等,須在結(jié)構(gòu)分段處設(shè)置沉降縫(但無(wú)圬工基礎(chǔ)的圓管涵僅于交接處設(shè)置沉降縫,洞身范圍不設(shè)),以防止由于受力不均、基礎(chǔ)產(chǎn)生不均衡沉降而使結(jié)構(gòu)物破壞。同時(shí),沉降縫必須貫穿整個(gè)斷面(包括基礎(chǔ)),縫寬約20?30mm。涵身一般每隔4?6m設(shè)沉降縫一道,具體設(shè)置需視地基土的情況及路堤填土高度而定。
凡地基土質(zhì)發(fā)生變化,基礎(chǔ)埋置深度不一,基礎(chǔ)對(duì)地基的壓力發(fā)生較大變化,基礎(chǔ)填挖交界處,及采用填石抬高基礎(chǔ)的涵洞,都應(yīng)設(shè)置沉降縫。置于巖石地基上的涵洞可以不設(shè)沉降縫。
斜交正做涵澗,沉降縫與涵洞中心線垂直;斜交斜做涵洞,沉降縫與路基中心線平行。但拱涵、管涵的沉降縫應(yīng)與涵洞中心線垂直。沉降縫的填塞方法如下:
(1)基礎(chǔ)頂面以下,填嵌瀝青木板或?yàn)r青砂板,也可以用黏土填入搗實(shí),并在流水面邊緣以1:3水泥砂漿填塞,深度約150mm。
(2)在基礎(chǔ)頂面以上,接縫外側(cè)以熱瀝青浸制麻絮填塞,深度約5cm,內(nèi)側(cè)以1:3水泥砂漿填塞,深約150mm,中間空隙填以黏土。
(3)各式有基礎(chǔ)涵洞的基礎(chǔ)頂面以上,均應(yīng)順沉降縫外側(cè)周圍設(shè)置黏土保護(hù)層,厚約200mm,頂寬約200mm。對(duì)于無(wú)圬工基礎(chǔ)涵洞,保護(hù)層宜使用瀝青混凝土或?yàn)r青膠砂,厚度100?200mm。
此外,關(guān)于沉降縫的設(shè)置和填塞,一般涵洞標(biāo)準(zhǔn)圖內(nèi)均有詳細(xì)構(gòu)造及要求,可圖要求施工。
2.防水層施工
各式鋼筋混凝土涵洞(不包括圓管涵)的涵身及端墻,在基礎(chǔ)面以上凡被土掩填部分,均涂以熱瀝青兩道,每道厚1.0?1.5mm,不另抹砂漿。混凝土及石砌涵洞(端、翼墻)被土掩埋部分,只需將圬工表面做平,沒(méi)有凹人存水部位,可不設(shè)防水層。
鋼筋混凝土明涵可采用20mm厚的防水砂漿或40?60mm厚的防水混凝土。
3.涵洞進(jìn)出水口
涵洞進(jìn)出水口工程是指涵洞端墻、翼墻(包括八字墻、錐坡、平行廓墻)以外的部分,如溝底鋪砲和其他進(jìn)出水口處理工程。
(1)平原地區(qū)的處理工程。涵洞出入口的溝床應(yīng)整理順直,與上、下排水系統(tǒng)(天溝、路基邊溝、排水溝、取土坑等)的連接應(yīng)圓順、穩(wěn)固,保證流水順暢,避免損害路堤、村舍、農(nóng)田、道路等。
(2)山丘區(qū)的處理工程。在山丘區(qū)的涵洞底縱坡超過(guò)5%時(shí),除進(jìn)行上述處理外,還應(yīng)對(duì)溝床進(jìn)行干砌或漿砌片石防護(hù),翼墻以外的溝床當(dāng)坡度較大時(shí),也應(yīng)鋪砌防護(hù)。防護(hù)長(zhǎng)度、砌石寬度、厚度、形狀等,應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙施工。如圖紙漏列,應(yīng)按合同規(guī)定向業(yè)主指定單位做出補(bǔ)充設(shè)計(jì)。
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