一级建造师公路工程案例题公路桥梁工程.doc

1B413000公路桥梁工程
【案例1】
1．背景材料：
某桥主墩基础为钻孔灌注桩，地质依次为表层5m的砾石、37m的漂石和软岩。主要施工过程如下：
平整场地、桩位放样、埋设护筒，采用冲击钻成孔。下放钢筋笼后，发现孔底沉淀量
超标，但超标量较小，施工人员采用空压机风管进行扰动，使孔底残留沉渣处于悬浮状态。之后，安装导管，导管底口距孔底的距离为35cm，且导管口处于沉淀的淤泥渣之上，
对导管进行接头抗拉试验，并用l．5倍的孔内水深压力的水压进行水密承压试验，试验合
格后，灌注混凝土，混凝土坍落度18cm，在整个过程中连续均匀进行。
施工单位考虑到灌注时间较长，在混凝土中加入缓凝剂。首批混凝土灌注后埋置导管
的深度为l．2m，在随后的灌注过程中，导管的埋置深度为3m。当灌注混凝土进行到lom 时，出现塌孔，施工人员用吸泥机进行清理；当灌注混凝土进行到23m时，发现导管埋管，但堵塞长度较短，施工人员采取用型钢插入导管的方法疏通导管；当灌注到27m时，导管挂在钢筋骨架上，施工人员采取了强制提升的方法；进行到32m时，又一次堵塞导管，施工人员在导管始终处于混凝土中的状态下，拔抽抖动导管，之后继续灌注混凝土直
到完成。养护后经检测发现断桩。
2．问题：
(1)断桩可能发生在何处，原因是什么?
(2)在灌注水下混凝土时，导管可能会出现哪些问题?
(3)塞管处理的方法有哪些?

【案例1】
参考答案：
(1)1)可能发生在l0m处：吸泥机清理不彻底时，形成灌注桩中断或混凝土中夹有泥石。
2)可能发生在27m处，采取强制提升而造成导管脱节。
(2)进水、塞管、埋管。
(3)可采用拔抽抖动导管(不可将导管口拔出混凝土面)。当所堵塞的导管长度较短时，也可以用型钢插入导管内来疏通导管，或在导管上固定附着式振捣器进行振动。

【案例2】
1．背景材料：
某高速公路K20+300m处有一座主跨为2×30m预应力混凝土简支空心板梁桥，采用预制吊装，后张法施工。该桥左侧有一大块空地，拟作为预制场。主要施工要点如下：
(1)制作台座。在预制场地上放出台座大样，平整压实后现浇20cm厚C20混凝土，台座上铺钢板底模；
(2)外模采用已经使用过的同尺寸板梁的定型钢模板，内模采用木模外包镀锌薄钢板。所有模板试拼合格。
(3)在台座上制作钢筋骨架，并按要求系好钢筋保护层垫块，在钢筋骨架制作过程中将波纹管按设计坐标固定在钢筋骨架上。
(4)设锚垫块后，先安装端模板，再安装已涂刷脱模剂的外侧钢模，并按要求设置压浆
孔和排气孔，报监理工程师检查同意后，吊运混凝土人模。先浇底板混凝土，再安装内模，后浇腹板和顶板，整个过程均用插入式振捣棒振捣密实。混凝土浇筑完成后，按要求养护。
(5)预应力张拉。将钢绞线穿入波纹管道内(钢绞线下料长度考虑张拉工作长度)，进行张拉作业。千斤顶共2台。在另一工地上校验后才使用一个月，可直接进行张拉控制作业。使用l台千斤顶单端张拉，另一台备用。张拉时千斤顶的作用线必须与预应力轴线重合；张拉时采用伸长量控制、应力作为校核；
(6)拆除张拉设备，将孔道冲洗干净，即压注水泥浆。整个压浆过程符合设计规定。
2．问题：
(1)方案中台座制作有何问题?
(2)空心板梁混凝土浇筑过程中有何问题?
(3)预应力筋张拉过程中有何错误之处?
(4)孔道压浆操作是否正确?并加以说明。
【案例2】
参考答案：
(1)．没有设置排水沟，没有按要求设置预拱度；
(2)应以固定安装在侧模上的附着式为主，插入式振动器为辅；
(3)应在两端同时对称张拉，张拉时以应力控制为主，以伸长量作为校核；
(4)不正确。冲洗孔道后，应吹除积水后再压浆。
【案例3】
1．背景材料：
某二级公路上需建造一座跨度为25m的预应力混凝土简支梁桥，该桥使用不久即发现桥面下沉，底板混凝土开裂。业主召集有关人员到现场调查，并查阅了地质钻探资料、施工组织设计和施工记录。经查：桥位处地质为表面有厚5～7m不等的强风化泥岩，岩体破碎，裂隙发育，容许承载力只有0．12MPa，下层为中风化泥岩，单轴饱和抗压强度为12MPa，可以作为桥台持力层。施工组织设计文件中记载有：因缺乏吊装机具，决定采用整体现浇法施工，采用满堂式钢管支架……支架搭设前对地基表层作了加固处理，用
木块支垫钢管。
预拱度值的计算考虑了如下因素：1)卸架后上部构造本身及荷载一半所产生的竖向挠
度；2)支架在荷载作用下的弹性压缩挠度和非弹性压缩挠度；3)由混凝土收缩及温度变化
而引起的挠度，以此作为施工预拱度值进行设置和分配，并对模板标高进行反复测量，满足要求。
预应力筋的下料长度的计算中考虑了锚夹具长度和外露工作长度因素。
2．问题：
(1)施工单位在作施工预拱度值计算时是否完整?为什么?
(2)预应力筋的下料长度的计算所考虑的因素是否全面?为什么?

【案例3】
参考答案：
(1)还应计算支架基底在荷载作用下的非弹性变形。因为本桥位处覆盖层厚，地基承载力低，仅对钢管支架处的表层地基处理是不够的。
(2)不全面，还应要考虑孔道曲线长度，千斤顶长度。

【案例4】
1．背景材料：
某桥梁主跨为40m预应力钢筋混凝土简支T梁，T梁施工采用预制吊装，预应力采用后张法施工。施工单位根据预制梁的尺寸、数量、工期确定预制台座的数量、尺寸。对张拉机具做了校验，并对预应力的预应力筋的张拉顺序和张拉力符合设计要求，但施工过程中发现预应力施加完毕后预应力筋松弛，应力值达不到设计值。
2．问题：
该预应力筋松弛现象的原因是什么?请提出防治的措施。

【案例4】
参考答案：
该预应力筋松弛现象的原因主要可能有：
1)锚具滑丝或钢绞线(钢丝束)内有断丝。
2)钢绞线(钢丝)的松弛率超限。
3)量测表具数值有误，实际张拉值偏小。
4)锚具下混凝土局部破坏变形过大。
5)钢索与孔道间摩阻力过大。
防治预应力筋松弛可以采取的措施有：
1)预应力筋松弛检查预应力筋的实际松弛率，张拉钢索时应采取张拉力和引伸量双控制。事先校正测力系统，包括表具。
2)锚具滑丝失效，应予更换。
3)钢绞线(钢丝束)断丝率超限，应将其锚具、预应力筋更换。
4)锚具下混凝土破坏，应将预应力释放后，用环氧混凝土或高强度混凝土补强后重新张拉。
5)改进钢束孔道施工工艺，使孔道线形符合设计要求，必要时可使用减摩剂。

【案例5】
1．背景材料：
某三跨预应力混凝土连续刚构桥，跨度为90m+155md-90m，箱梁宽l4m，底板宽7m，箱梁高度由根部的8．5m渐变到跨中的3．5m，根据设计要求，0号、l号块混凝土为托架浇筑，然后拼装挂篮，用悬臂浇筑法对称施工，挂篮采用自锚式桁架结构。施工单位根据该桥的特点，制定了详细的施工流程，其中对箱梁悬臂浇筑阶段的主要施工工序如下：
(1)在两主墩的两侧安装托架并预压，架立模板，绑扎0号、l号块钢筋，浇筑混凝土并张拉预应力筋；
(2)拼装挂篮，用堆载法预压挂篮，以消除挂篮的非弹性变形；
(3)按设计标高值加预加抬高量值架立模板、绑扎钢筋、浇筑各个节段的箱梁混凝
土；张拉预应力筋；
(4)拆除模板，移动挂篮，开始下一个节段的施工；
(5)在整个悬臂浇筑过程中，定时进行箱梁节段标高的测量，以及应力和温度的观
测，整个测量完全满足设计和施工技术规范的要求。
2．问题：
(1)施工单位在0号、l号块施工完成后拼装挂篮是否正确?
(2)采用堆载法预压挂篮除了消除非弹性变形外，还有哪些目的?
(3)张拉完预应力筋后能否开始做下一节段的施工?为什么?

【案例5】
参考答案：
(1)不正确，应该先对支座作临时固结；
(2)还应测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，供挠度控制中修正立模标高；
(3)不能，因为还需对管道进行压浆。

【案例6】
1．背景材料：
某大桥为(50+4×80+50)M连续梁桥，主梁为双箱单室箱形结构，混凝土强度为C50，采用悬臂拼装施工工艺。梁段采用长线法预制，缆索吊装就位。
2．问题：
(1)悬臂拼装法与悬浇施工比较，还具备哪些优点?
(2)简要叙述长线法施工工序。
(3)1号块是紧邻0号块两侧的第一箱梁节段，也是悬拼T构的基准梁段，是全跨安装质量的关键，一般采用湿接缝连接。湿接缝拼装梁段施工程序为：吊机就位一提升、起吊1号梁段一安设薄钢板管一( )一丈量湿接缝的宽度一调整薄钢板管一( )一检查中线一固定1号梁段一安装湿接缝的模板一( )一湿接缝养护、拆模一( )一下一梁段拼装。(请在以上括号内填人正确的工序)

【案例6】
参考答案：
(1)悬臂拼装法与悬浇施工比较，还具备以下优点：
1)梁体的预制可与桥梁下部构造施工同时进行，平行作业缩短了建桥周期。
2)预制梁的混凝土龄期比悬浇法的长，从而减少了悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变。
3)预制场或工厂化的梁段预制生产利于对整体施工的质量控制。
(2)长线法施工工序：预制场、存梁区布置一梁段浇筑台座准备一梁段浇筑一梁段吊运存放、修整一梁段外运一梁段吊拼。
(3)(中线测量)，(高程测量)，(浇筑湿接缝混凝土)，(张拉预应力筋)。
【案例7】
1．背景材料：
某高速公路段上有一座主跨为2mX 30m预应力混凝土T形截面简支梁桥，采用预制吊装，后张法施工。
在现场施工中，当T形截面简支梁构件达到规定强度时，进行张拉。张拉过程中按设计要求在两端同时对称张拉，预应力张拉采用应力控制，同时以伸长值作为校核。实际伸长值与理论伸长值之差也满足规范要求，但张拉完成后发现有锚头下锚板处混凝土变形开裂的现象。
2．问题：
(1)试分析该桥T形梁锚头下锚板处混凝土变形开裂现象的原因。
(2)出现了锚头下锚板处混凝土变形开裂现象后，现场应如何处理?
(3)在施工过程中如何防止锚头下锚板处的混凝土变形开裂?
【案例7】
参考答案：
(1)该桥T形梁锚头下锚板处混凝土变形开裂现象的原因主要有：
1)通常锚板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低。 ．
2)锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。
(2)处理方法：
将锚具取下，凿除锚下损坏部分，然后增加钢筋并用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。
(3)采取如下措施可以预防锚头下锚板处混凝土变形开裂。
1)锚板、锚垫板必须有足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力。
2)浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土的强度。

【案例8】
1．背景材料：
某三跨预应力混凝土连续刚构桥，跨度为90m+155m+90m，箱梁宽l4m，底板宽7m，箱梁高度由根部的8．5m渐变到跨中的3．5m，施工中采用拼装挂篮，用悬臂浇筑法对称施工。然而在几个节段施工完成后发现箱梁逐节变化的底板有的地方接缝不和顺，底模架变形，侧模接缝不平整，梁底高低不平，梁体纵轴向线形不顺。
2．问题：
(1)试分析现场出现问题的原因。
(2)为防止上述现象的发生，有哪些预防措施?

【案例8】
参考答案：
(1)现场出现问题的主要原因是由施工挂篮底模与模板的配制不当造成施工操作困难引起的，具体有：
1)挂篮底模架的平面尺寸未能满足模板施工的要求。
2)底模架的设置未按箱梁断面渐变的特点采取措施，使梁底接缝不平，漏浆，梁底线形不顺。
3)侧模的接缝不密贴，造成漏浆，墙面错缝不平。
4)挂篮模板定位时，抛高值考虑不够，或挂篮前后吊带紧固受力不均。
5)挂篮的模板未按桥梁纵轴线定位。
6)挂篮底模架的纵横梁连接失稳引起的几何变形。
(2)为防止上述现象的发生，可采取如下预防措施：
1)底模架的平面尺寸，应满足模板安装时支撑和拆除以及浇筑混凝土时所需操作宽度。
2)底模架应考虑箱梁断面渐变和施工预拱度，在底模架的纵梁和横梁连接处设置活动钢绞，以便调节底模架，使梁底接缝和顺。
3)底模架下的平行纵梁以及平行横梁之间为防止底模架几何尺寸变形，应用钢筋或型钢采取剪刀形布置牢固连接纵横梁，以防止底模架变形。
4)挂篮就位后，在校正底模架时，必须预留混凝土浇筑时的抛高量(应经过对挂篮的等荷载试验取得)，模板安装时应严格按测定位置核对标高，校正中线，模板和前一节段的混凝土面应平整密贴。
5)挂篮就位后应将支点垫稳，收紧后吊带、固定后锚，再次测量梁端标高，在吊带收放时应均匀同步，吊带收紧后，应检查其受力是否均衡，否则就重新调整。