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桥梁施工方案及施工方法

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2020年4月19日
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桥梁施工方案及施工方法

一、桥梁工程概况
本桥为新建大桥，桥长173.92米。
湘青大桥上部构造为5跨30m+1跨16m预应力空心板梁，下部为三柱式墩、U型桥台或埋置式桥台、钻孔桩基础。
本工程桥梁主要工程量为：
Ф1.6m钻孔桩15根223.5延米。
Ф1.2m钻孔桩6根90延米。
16m预应力空心板梁11片。
30m预应力空心板梁70片。
二、桥梁工程施工方案
根据本工程的分布情况，成立三个桥梁队施工。
桥梁施工：桥梁一队从0#台施工起，再依次施工1#墩、2#墩，桥梁二队从6#台施工起，依次向5#墩、4#墩、3#墩施工，桥梁三队的主要工作是预制空心板梁及其它相关工作。桥梁一队配1台冲击钻机，桥梁二队配1台冲击钻机，后备一台1台冲击钻机。桥梁三队配备6套空心板梁预制模板。
桥梁立柱、盖梁、预制梁施工模板均采用定型钢模，湘青大桥预制厂设在原县委党校附近。待下部构造全部结束后才能架梁，预制梁架设采用双导梁架设。
三、施工方法及施工工艺
（一）钻孔灌注桩
根据地质情况，本工程钻孔桩采用CZ30型冲击钻管锥分次成孔法钻进成孔，施工方法如下：
1．测量定位
采用全站仪坐标法对钻孔桩桩位放样，埋好护筒后在护筒四周标记。
2．钻孔前准备
（1）平整场地，围堰筑岛
旱地岛面高于地面10～20cm，水中筑岛岛面标高应高于施工水位1.0～1.5m，筑岛顶面面积应满足钻机和吊机行走需要。
（2）埋设护筒
护筒用6～10mm钢板卷制，护筒直径较钻孔直径大20～25cm，长度视地质条件不同而异，一般采用开挖埋设法，开挖直径应比护筒外径大80～100cm，吊装就位后，对中检查，平面中心位移不大于50cm，保持垂直，用粘土沿四周对称分层填压夯实，护筒的埋深旱地不少于1m，护筒顶面应高于岛面0.2～0.5m，并高于施工水位或地下水位1.5～2.0m，水中墩、护筒底应进入河床底不少于0.5m。
（3）粘土选备：
钻孔前贮备足够数量的粘土，以满足造浆需要，粘土以造浆能力强，粘度大为好。
（4）钻机就位
钻机就位对钻孔质量和能否顺利钻进关系重大，就位时应保证管锥中心对准桩位中心，并将钻机支垫牢固。
3．钻进
（1）泥浆配制
分次成孔工艺有自身造浆的功能，不需要在孔外先制备泥浆，可直接往孔内加粘土，经过管锥的冲压作用，自身造浆。施工中，每工班至少测定两次泥浆性能。
（2）开孔
为保证钻孔能顺利进行，须对护筒底孔壁进行处理，开孔时，不要急于进尺，在护筒底1m范围内，多填粘土，用直径50cm实心钻头重复冲挤以加固护筒底孔壁，护筒底孔壁加固好后，即可进行小管锥钻进。
（3）小管锥钻进
护筒底孔壁加固处理完成后，即用小管锥（锥径0.46m）钻进，管锥边钻进边出碴，钻进时可一次钻至孔底，也可分段成孔。
（4）扩孔：
当小管锥完成小孔钻进后，用与钻孔直径相匹配的管锥，逐级更换管锥，进行扩孔，直至TRANBBS设计孔径，扩孔时应按小管锥的钻进方式一次到底或分段钻进。
（5）冲程选定
孔壁稳定、钻进正常时，一般选用0.6～1.0m，易塌孔地层或有塌孔迹象时选用0.35～0.6m。
（6）保持水头高度
由于分次成孔每次钻孔扩孔时都要将上次钻扩时护好的孔壁破坏，因此必须随时注意保护水头高度。水头高度应高于施工水位或地下水位1.5～1.8m，并不低于护筒上口10～20cm，掏碴时及时补水，经过透水性强的地层或有塌孔迹象时，可加大水头高度。
（7）粘土投入量
在需要泥浆护壁的地层，钻进时应经常向孔内投放粘土，以保证泥浆的质量。砂土、卵石土层直径为0.75～1.25m的孔，每延长米成孔投入粘土0.5～1.0m3；直径为1.5～2.0m的孔，每延米成孔投入粘土1.0～1.2m3。
4．清孔
成孔后，用管锥将钻碴基本掏净，然后按离子悬浮法进行清孔处理，即清孔前24h，按1（木屑）：0.3（烧碱）：1（水泥）：30（粘土）适量水的比例配成膏状混合物，配制数量1m成孔体积，清孔时将膏状混合物，分三次抛入孔底，并用管锥冲砸5～10min，使膏状混合物均匀地溶于孔底泥浆中，用管锥掏渣，当捣至泥浆比重为1.03～1.06时，清孔终了。
5．吊装钢筋笼
钢筋笼由钢筋班负责分段制作，用钻架或吊车安装，钢筋笼接长用2台电焊机焊接，逐段连接逐段下放。钢筋笼定位后，及时浇注混凝土，以防止坍孔。
6．灌注水下混凝土
采用导管法进行水下混凝土的灌注，导管直径为250mm，壁厚8mm，一般节长2.0m，另外配置1节长4m，2节长1m的导管，以方便调节导管长度。导管接头处有胶圈密封防水，水下砼现场拌合，钻架起吊入仓。
灌注首批混凝土其数量须经过计算，使其有一定的冲击能量，把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼，其深度不少于1m。当混凝土装满漏斗后，剪断隔水栓上的铁丝，混凝土即随隔水栓一起下入到孔底，排开泥浆。在整个浇注过程中，导管在混凝土中埋深2～6m，利用导管内混凝土的超压力使砼的浇注面逐渐上升，直至高于设计标高1m。
冲击钻施工工艺流程图《钻孔桩施工工艺流程图》。
（二）墩台施工方法
岸上承台、系梁基坑采用挖机开挖，人工清理余土；一般水中墩采用草袋围堰施工系梁。用风镐凿除桩头砼，修复桩基变形钢筋，并焊接立柱钢筋，按设计铺设垫层，绑扎承台、系梁钢筋，模板采用组合钢模。
对本工程内圆柱式墩，根据其截面尺寸制作相应的定型钢模板，柱高小于10m的采用一模到顶，大于10m的采用两节整体钢模，模板拼好后三个方向用Ф8钢筋借助手拉葫芦定于地锚上，以便调整模板中心及垂直度，在得到监理工程师批准后一次浇筑成型。
对桥台台身采用涂塑竹胶板，内置Ф14拉模钢筋，砼一次浇注成型。
盖梁支架双柱盖梁拟采用托架式，即在立柱内预留孔洞，插入Ф32精轧螺纹钢筋作支承，上置I36a工字钢，铺设方木和底模；对独柱盖梁，拟采用满堂支架，盖梁底模采用涂塑竹胶板，侧模采用大块钢模，上、下设Ф20体外拉模钢筋。
（三）盖梁及台帽施工
采用门式支架来进行盖梁和墩台帽的施工。门架搭设密度纵向间距1.0m，横向间距为1.5m，贝雷梁钢支墩设置于承台上，在贝雷梁与钢支墩间设砂板，以便脱模、落架。
1．地基处理
原地面用砂砾回填夯实、整平，场地四周设60cm×40cm深的排水沟，钢支墩置于承台上，门式支架基础采用宽×高=25cm×10cm的条形砼基础。
2．支架搭设
门式支架沿桥横向搭设，纵向间距1m，在墩柱处间距0.5m，门式支架横向间距为1.5m，门式支架采用Ф4.8cm钢管纵横连接加固，门式支架顶托上设I14工字钢。支架标高控制：贝雷梁支架，首先测出基础标高，配好钢支墩高度，经过基础砼调平块初步控制，再由砂板控制好标高；门式支架经过下底座和上托座螺栓调节控制标高。。
3．模板铺设及预压
贝雷梁跨及门式支架跨均沿顺桥方铺设方木，规格10×10×400cm，间距20cm，方木搭接保持50～100cm。底模采用1.2cm厚的涂塑竹夹板，电钻打孔用圆钉固定在方木上，确保模板平整不曲挠，接缝严密。模内铺彩条布，用水准仪观测地基沉降和支架变形，待沉降稳定后卸载。测出底模标高与设计底模标高对比，进行调整底模标高至设计要求为止。
4．钢筋加工安装
钢筋骨架在砼地坪上放大样，严格按设计图加工制作，汽车吊吊装，钢筋绑扎要求整齐、牢固，可采用绑扎和焊接相结合的原则。
5．砼浇筑
砼采用JS500型强制式搅拌机拌和，在施工中选用425#普硅水泥，坍落度控制在14～16cm，并掺入早强减水剂，泵送砼入模，用Z50插入式振动棒捣固密实。板顶用平板振动器拖平，人工收面抹平，并进行二次收面，横向拉毛。砼养生采用塑料布覆盖，洒水保湿养生。
6．支架拆除
当砼的强度达到设计强度后，按图纸要求扭松顶托螺栓落架，然后进行支架拆除。
（三）后张法预应力板梁施工
本工程湘表大桥，上部结构设计为30m和16m预应力砼空心板梁，后张法预制空心板梁共计81片。
1．预制场地的选择
根据湘青大桥的位置、地形特点，拟在县委党校附近设置板梁预制厂。预制厂设6套定型钢模，1台JS500型强制式搅拌机，3套钢筋加工设备，4套预应力张拉设备，2台30T自制简易门吊。
2．制梁台座
预制厂底座沿线路纵向设置成一排，两台座间距为4m。
首先对地基进行压实，整平，浇筑10cm厚C25素砼垫层，在素砼垫层上按所定间距浇筑15cm厚底座砼，在砼表面铺设δ=8mm钢板，并与两侧预埋的角钢焊结，形成制梁台座，由于板梁在施加预应力时会产生上拱度，形成两端为支点的简支梁，在底模两端各2.0m范围内进行加厚处理，厚度由15cm加厚到30cm，增设两层Ф10的10cm×20cm的钢筋网片，同时在砼台座内用PVC管预留加固侧模用拉模钢筋孔洞。
3．钢筋加工及绑扎
钢筋在预制厂钢筋加工厂集中下料，加工成型。
在底板上先绑扎腹板和底板钢筋，支立两端端模，按图纸设计的坐标准确安放波纹管，波纹管定位筋在直线段100cm一道，曲线段50cm一道，以保证预应力孔道的标准度，波纹管接头处用塑料胶带裹紧，以防水泥浆堵塞，顶板钢筋待底板砼浇筑完成，放入内模后再绑扎成型。
4．立模
为保证砼外观质量，外模采用定型钢模板，内模采用伞状支撑抽拉式木模，钢模支立由龙门吊配合人工进行。模板加固采用设上、下体外拉模钢筋，侧面为方木作支撑。
5．砼浇筑
砼采用预制厂设置的JS500型强制式拌合机拌合，机动翻斗车运输龙门吊起吊入模，浇筑时先浇底板砼，捣固密实，整平收光后迅速安装内模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板及顶板，腹板采用一端自另一端连续浇注，两侧对称，斜向分段，水平分层进行。采用插入式振捣棒振捣，顶板人工收面拉毛。
6．预应力张拉
当板梁砼强度达到设计强度后，方可进行后张法预应力筋的张拉。张拉采用两台YCK- 型千斤顶和2台YBZ2×2/50型电动油泵，张拉前，对锚具有表面清洗干净，并对千斤顶、油泵、油表进行配套标定。
预应力张拉按两端左右对称张拉，采用张拉力和伸长值双控。张拉时，两端千斤顶升降压，标以记号，测延伸量要保持一致，保证施工张拉时平稳均匀，且在张拉过程中，分阶段读出油表压力和延伸量的读数，作好施工记录，其张拉程序为：
0→初应力（10%бk）→103%бk（锚固）
7．孔道压浆
在张拉后尽快进行压浆，水泥选用普硅525#，为保证必要的性能，经监理工程师同意后，可在水泥内掺带减水剂和微膨胀作用的外加剂，水灰比控制在0.35～0.4之间，保证水泥浆强度不低于50Mpa，压浆利用水泥砂浆封锚头，将进浆口球阀和出浆口球阀与锚垫板压浆孔拧紧，从一端将灰浆压入，待另一端流出浓浆后，将出浆口阀门关闭，压力升至0.6～0.7Mpa后持压3分钟，关闭进浆口阀门,卸压。
8．板梁架设
板梁自预制厂由2台40T自制、简易龙门吊起吊至80T平板拖车上，在桥头路基处采用自制简易门吊起吊至运梁轨道平车上，经过卷扬机牵引至双导梁架桥机下喂梁架设。
首先在桥头路基上拼装，进行架设6#台～5#墩板梁，然后在板梁上铺设双导梁纵移轨道及板梁拖运轨道，将架桥机运行至已安装好的板梁上，板梁经过轨道平车利用卷扬机牵引至双导梁下喂梁，逐孔进行主梁安装，置于临时支座上成为简支状态。