桥梁工程案例题[1]教学内容

IB423031（桥梁基础施工方法）

1、[背景材料]

某桥梁建筑工地的桩基直径为1.5 m ，桩长25-30 m 。地质条件如下：原地面往下依次为粘土、砂砾石、泥岩，承包人配置的桩基成孔设备有冲抓钻和冲击钻。施工单位作了详细的钻孔桩的施工准备方案，同时，根据实际情况选择了适宜的清孔方法，并采用导管灌注水下砼。

[问题]:

1、选择合适的钻机类型。并说明理由。

2、简述钻孔桩施工准备要点。

3、钻孔桩清孔方法有哪些？

4、采用导管法浇筑水下砼时，导管的安放应注意哪些事项？

[参考答案]：

1、根据地质情况及承包人配置的桩基成孔设备，应使用冲击钻。因为泥岩为较软岩石，冲爪钻不适用，但冲击钻适用。又因为桩长大于20米，也应该采用冲击钻。

2、钻孔桩施工准备工作包括：进行场地平整，清除杂物，钻机位置处平整夯实，准备场地，同时必须对施工用水、泥浆池位置、动力供应、砂石料场、拌和机位置、钢筋加工场地，施工便道，做统一的安排。

3、清孔方法有抽浆法、换浆法、淘渣法。（该工程应该采用淘渣法）

4、采用导管法进行水下混凝土灌注，①导管使用前要进行闭水试验，合格的导管才能使用，②导管应居中稳步沉放，不能接触到钢筋笼，以免导管在提升中将钢筋笼提起，③导管底部距桩底的距离应符合规范要求

IB423032（桥梁下部结构施工方法）

2、[背景材料]

某桥梁3# 墩为桩承式结构，承台体积约为180 m3，承台基坑开挖深度为4m，原地面往下地层依次为：0-80cm腐植土，80-290cm粘土，其下为淤泥质土，地下水位处于原地面以下100cm，基坑开挖后边坡失稳，且边坡有渗水，挖至设计标高后，基底土质松软，施工单位对这些不良的地质现象都作了适当的处理。在施工前对承台模板作了详细的模板设计。

[问题]：

1、当基坑边坡不稳，且出现渗水时，应采取哪些措施处理？

2、本承台底层为松软土质，应采取什么措施以保证承台立模及砼浇筑？

3、承台模板加工、制做、安装时应注意哪些问题？

[参考答案]：

1、基坑边坡不稳时，可采取加固坑壁措施，如挡板支撑，混凝土护壁，钢板桩，锚杆支护，地下连续墙等。如有渗水时，基坑底部应设排水沟和集水井,及时排除基坑积水。

2、挖除承台底层松软土，在基坑底部设排水沟和集水井，换填砂砾土垫层，使其符合基底的设计标高并整平，即立模灌筑承台混凝土。

3、模板一般采用组合钢模，纵、横楞木采用型钢，在施工前必须进行详细的模板设计，以保证使模板有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠的承受施工过程中可能产生的各项荷载，保证结构各部形状、尺寸的准确。模板要求平整，接缝严密，拆装容易，操作方便。一般先拼成若干大块，再由吊车或浮吊（水中）安装就位，支撑牢固。

IB423033（桥梁上部结构装配式施工方法）

3、[背景材料]

某桥梁主跨为50 m预应力钢筋混凝土简支T型梁，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、对张拉机具作了校验，并对预应力的张拉、灌浆等施工工艺进行了控制。

[问题]：

1、对张拉机具的使用有哪些要求？

2、预应力张拉“双控”指标指哪两项？以哪一项为主？

3、应力筋张拉后，承包单位施工人员冲洗孔道后，立即进行压浆，使用压浆泵从孔道任意一端开始，直至梁另一端孔道溢出水泥浆即可。请指出以上操作有哪些错误，并改正。[参考答案]：

1、张拉使用的张拉机及油泵、锚、夹具必须符合设计要求，并配套使用，配套定期校验，以准确标定张拉力与压力表读数间的关系曲线。

2、预应力张拉“双控”指标指应力控制与伸长值控制，以应力控制为主，同时以伸长值作为校核。

3、共有三处错误。分别为：（1）冲洗孔道后，立即进行压浆；（2）从孔道任意一端开

始；（3）压至另一端孔道溢出水泥浆即可。（应增加改正后的内容才算完整）

4、[背景材料]

某高速公路D合同段，K23+340为一座桥跨结构为30m的连续箱梁，桥高21米，共计32片箱梁，单梁约重80吨，该桥右侧为一大块麦地，经理部布置为预制场。确定的预制安装施工方案为：设32个台座，全部预制完成后，采用130吨吊车装就位。工程部门作出主要施工方案如下：

1、人工清表10cm，放样32个台座，立模，现浇15m厚C20砼，埋设对拉杆预留孔，台座顶面撒水泥抹光平整。

2、外模采用已经使用过的同尺寸箱梁的定型钢模板，内模采用木模外包镀锌铁皮，所有模板试拼合格。

3、底模上铺一层硬质复合胶板，在胶板上制作钢筋骨架。为了钢绞线准确定位，将钢绞线绑扎成束，穿入圆形波纹管中，在钢筋骨架制作过程中按设计坐标固定在钢筋骨架上。钢绞线下料长度考虑张拉工作长度。

4、安装端模板和外侧钢模，监理工程师检查同意后，砼吊装入模。先浇底板砼，再安装内模，后浇侧墙和顶板，均用插入式振捣棒振捣密实。满足强度要求时，拆除内模，浇筑封端砼，履盖养生7天。

5、强度达到规定要求后，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。计划单端张拉，使用一台千斤顶，另一台备用。

6、按设计提供的应力控制千斤顶张拉油压，按理论伸长量进行校核，双控指标严格控制钢绞线张拉。保证按设计张拉应力匀速缓慢增加，张拉到设计应力相应油表刻度时，立即锚固。

7、拆除张拉设备，将孔道冲洗干净，吹除积水，尽早压注水泥浆。压浆时使用压浆机从梁的一端向另一端压浆，当梁的另一端流出浓浆时，堵塞压浆孔，稳压1分钟后，封闭压浆端浆孔。

8、按要求养生，当水泥浆强度满足设计要求后，可移运吊装。

[问题]：

请你指出写明的方案中的不当之处，并说明理由。

[参考答案]：

1、人工清表后应当对台座地基夯实，并合理设置排水沟，台座应当按要求设置预饶度。

2、钢筋骨架的保护层应严格控制。

3、砼浇筑时，应以紧固安装在侧模外侧的附着式振捣器为主，插入式振捣棒为辅。

4、强度达到规定要求后，进行张拉作业。千斤顶使用之前必须校验，准确标定张拉力

和油表读数之间的关系曲线；计划单端张拉违背规范要求，应当两端张拉。

5、按标定的张拉力和油表读数之间的关系曲线，确定设计拉应力对应的油表刻度控制

千斤顶张拉应力，按现场使用的钢绞线的实际弹性模量计算其理论伸长量进行校核，双控指标严格控制钢绞线张拉。在张拉控制应力处于稳定状态时才能锚固。

6、压浆时应按设计配合比配制水泥浆，在梁的两端各压浆一次，直至规定稠度的水泥

浆充满整个孔道为止。

IB423034（桥梁上部结构悬臂施工方法）

5、[背景材料]

某连续梁桥主跨跨径为80 m ，主梁砼标号为50号，采用挂篮悬臂浇筑施工工艺，挂篮结构形式三角斜拉带式，合拢段长度为2 m ，合拢段劲性骨架采用型钢制做。

[问题]:

1、悬浇施工工序有哪些？

2、请在以下括号（）内填入正确答案：

中间合拢段混凝土采用吊架最后浇筑，合拢浇筑前应及早调整两端悬浇梁段的（）。合拢混凝土浇注前要安装合拢段的（）和（），确保合拢段混凝土强度未达到设计强度前不变形。并在合拢段两侧（），随着合拢段混凝土的浇注逐步减压，保持合拢段混凝土浇注过程中荷载平衡。

为减少温度变化对合拢段混凝土产生拉应力，混凝土浇注时间应选择一天（）气温时浇注，混凝土强度达到（）后，按顺序对称进行张拉、压浆。

在张拉压浆完成后及时解除（），将各墩临时支座反力转移到永久支座上，将梁体转换成（）。

[参考答案]：

1、浇施工工序包括：

（1）上挂篮

（2）模板校正、就位

（3）普通钢筋、预应力管道架设

（4）混凝土浇筑

（5）张拉、压浆

（6）折模及移动挂篮

2、（中线及标高），（劲性骨架），（张拉临时束），（加压），

（最低），（设计要求强度），（临时固结措施），（连续梁体系）。

6、[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，砼标号为50号，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。

[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＃块是紧邻0＃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→提升、起吊1＃梁段→安设铁皮管→（）→丈量湿接缝的宽度→调整铁皮管→（）→检查中线→固定1＃梁段→安装湿接缝的模板→（）→湿接缝养护、拆模→（）→下一梁段拼装。（请在以上括号内填入正确的工序）

[参考答案]：

1、悬臂拼装法与悬浇施工比较，还具备以下优点：

a. 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。

b. 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。

c. 预制场或工厂化的梁段预制生产利于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→梁段浇筑台座准备→梁段浇筑→梁段吊运存放、修整→梁段外运→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）。

7、[背景材料]

某三跨预应力混凝土连续梁桥，跨度为90m＋155m＋90m，箱梁宽14m，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#、1#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式结构。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.墩的两侧安装托架并预压，架立模板、绑扎0#、1#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；

4.张拉预应力筋；

5.拆除模板，移动挂篮，开始下一个节段的施工。

6.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。

[问题]：

1、施工单位在0#、1#块施工完成后拼装挂篮是否正确？如不正确，应该如何处理？

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作下一节段的施工？为什么？

[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。

IB423036（桥梁上部结构逐孔施工方法）

8、[背景材料]

某跨海大桥，上部结构为9×50m＋9×50m＋12×50m三联等跨等截面预应力混凝土连续箱梁桥，横向为两个独立的单箱，梁高2.75m，单箱顶面宽为11.30m。箱梁采用移动式模架逐跨施工，整套设备从瑞士某公司引进。施工单位在完成了侧模和底模安装后，开始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的正确位置，同时设置预拱度。

在设置预拱度值时，施工技术人员考虑了如下主要因素：1)、钢梁由于新浇混凝土重量产生的的弹性变形；2)、恒载；3)、混凝土箱梁产生的弹塑性变形。在浇筑底板和腹板混凝土时，采用同步浇筑的方式，以期增大混凝土箱梁的刚度值，减小混凝土重量对钢梁产生的弹性变形；在浇筑顶板混凝土时，采用先浇筑两侧翼缘板，后浇中间的顺序，便于早期脱模，提高模架的利用率，加快施工进度。

[问题]：

1)计算理论预拱度值的项目是否完整？如不完整，还应考虑哪些因素？

2)请指出浇筑底板、侧板和顶板混凝土顺序的不合理之处？

[参考答案]：

1.不完整，还应计入支点沉降值；

2.底板混凝土浇筑应先于腹板混凝土10-20m；顶板混凝土应先浇中间后两侧翼缘混凝土。

IB423038（桥梁上部结构缆索吊装施工方法）

9、[背景材料]

某钢管混凝土拱桥，净跨200m，拱肋高度3.6m，拱肋宽度2.0m，每条拱肋分7段，全桥共设5个钢管空间桁架，其安装位置如下图所示。图中序号①②③④分别代表拱肋的节段号，带阴影的是横系梁及其所在的位置。所有拱肋和横系梁均在距工地150km外的船厂加工，安装前用大型驳轮将节段和横系梁依次运输到施工工地。

图拱肋节段划分及横系梁位置

钢管拱肋安装采用无支架缆索吊装法，塔架采用万能杆件拼装，并按施工组织设计要求，将塔架调整到理想状态，随后就开始拱肋吊装。安装过程中遵循对称、均衡的施工原则，即两岸对称吊装，且吊装节段数差异不超过1个。扣索采用普通钢丝绳。整个吊装顺序如下：1）装上、下游①节段，张拉扣索到节段设计高程；

2）安装1#横系梁；

3)安装上、下游②节段；

4)安装2#横系梁；

5)安装上、下游③节段；

6)安装上、下游④节段；

7)安装3#横系梁。

在实际施工过程中发现，随着节段安装的推进，先前安装的拱肋标高明显低于设计标高，最大值甚至达到40cm。

[问题]：

1、支架系统完成后即开展拱肋安装是否正确？为什么？

2、安装完③节段后即安装④节段是否合理？为什么？

3、为什么会出现拱肋标高偏低，其原因在哪里？

[参考答案]：

1.不正确，必须进行试吊；

2.不合理，应该在③节段之间设置临时横向联系；

3.原因在于：

1)采用普通钢丝绳变形量大；

2)没有考虑扣索的弹性变形；

3) 没有设置施工预拱度值

IB423039（桥梁上部结构支架施工方法）

10、[背景材料]

某大桥为三孔一联预应力钢筋砼连续梁桥，孔径布置为25+32+25 m ，采用就地浇筑方法施工，CKC门式钢支架，使用组合钢模板。施工单位充分考虑了施工预拱度的因素，并对地基进行了处理，对支架施加了预压。

[问题]:

1、施工预拱度的确定应考虑哪些因素？

2、哪些因素决定地基的处理方式？

3、支架是否需要预压？说明理由。

[参考答案]：

1、施工预拱度的确定应考虑如下因素：（1）卸架后上部构造本身及活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。（3）支架在荷载作用下的非弹性压缩

挠度。（4）支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷。（5）由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度。

2、地基处理的方式根据箱梁的断面尺寸及支架的型式对地基的要求而决定，支架的跨径大，对地基的要求就高，地基的处理形式就得加强，反之就可相对减弱。

3、支架应根据技术规范的要求进行预压，以收集支架、地基的变形数据，作为设置预拱度的依据，预拱度设置时要考虑张拉上拱的影响。预拱度一般按二次抛物线设置。11、[背景材料]

海滨大桥是一座跨河桥梁，桥型为五跨变截面预应力混凝土连续箱梁，分上下两幅，每幅为单箱单室，跨径为28.5＋3×40.5＋28.5m，单箱顶宽14.50m，底板宽7m，箱梁高度由支点的2.75m渐变到跨中的1.80m。根据桥位处的地质情况和大桥本身的特点，采用逐段现浇，每段有一超过墩身8.5m的长度，末端浇筑长度为20m。

支架纵梁采用六四军用梁，为减小纵梁在混凝土重量作用下的过大变形，在每个边跨设一排临时支墩，3个主跨各设置两排支墩，支墩均为摩擦桩，卸落设备采用砂箱。在安装模板时，全面计算并设置了预拱度值。为减小支架变形，混凝土分2次浇筑，第一次浇筑底板和腹板，第二次浇筑顶板和翼缘板。为防止桥墩与支架发生沉降差而导致墩顶处梁体混凝土开裂，采用自两边墩台向跨中分段浇筑的方法。在有预应力管道下的混凝土，因管道较多，且钢筋密，决定采用大直径振捣器直接运送混凝土并振捣，以确保混凝土密实。

[问题]：

1、混凝土浇筑顺序是否合理？如不合理，应该如何浇筑？

2、混凝土振捣是否合理？为什么？

[参考答案]：

1、不合理，应自跨中向两边连续浇筑。

2、不合理，因为在预应力管道处，不允许用振捣器运送混凝土，且只能用小直径的振捣器振捣。

12、[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：

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）、由砼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考虑了锚夹具长度和外露工作长度因素。

[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？

[参考答案]：

1、不完整，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，还要考虑孔道曲线长度，千斤顶长度。

IB422023（桥梁施工的质量控制点设置与检验内容）

13、［背景材料］

某桥梁桥台采用扩大基础，桥墩采用钻孔灌注桩基础。为确保基础施工质量符合设计要求，需要设置质量控制点，并做好完工后的检验工作。

[问题]:

1、扩大基础主要的质量控制点有哪些？

2、钻孔灌注桩主要的质量控制点有哪些？

3、明挖地基的主要检验内容有哪些？

[参考答案]：

1、扩大基础主要的质量控制点有：

（1）基底地基承载力的确认，满足设计要求。

（2）基底表面松散层的清理。