第七章 桥梁工程机械化施工

桩基的施工程序是，把桩下沉到设计位置；在桩的顶端砌筑混凝 土或钢筋混凝土承台；然后在承台上面接筑桥墩或桥台。沉桩的施工 方法，有打入法沉桩、振动沉桩、桩尖爆扩桩、钻孔灌注桩等。
§ 7一4
沉井基础
沉井是一种井筒形的建筑物，其施工顺序以混凝土沉井为例。
在施工场地上预先制成一段井筒1 ，然后以井筒作为挡水挡土的结构， 在井内不断将土挖出，使井筒依靠其本身的重量，克服井壁与土的摩 阻力而逐渐下沉2 。当下沉到井顶露出土面不多时，再接筑一段井筒， 并继续挖土使其下沉3 ，这样一直下沉到设计标高为止4 。当井内的 土挖尽后，用混凝土进行沉井的封底5 并向井孔内回填污工（或者不 回填）, 最后灌筑井顶混凝土或钢筋混凝土盖板6 。可见，沉井在施 工过程中，是一个挡上、挡水的围壁，修成以后，沉井本身也就成为 基础的一个主要部分。 沉井基础是一种深基础（深度一般为8 一30 米），当坚硬土层埋 藏较深，上面的覆盖层很松软时，如果采用桩基，则所需的桩数会很 多，不便于布置，在这种情况下往往采用沉井基础。
3 ．水下开挖
当抽水开挖基坑困难时，可采用水下开挖。水下挖土所用的机械， 有各种形式的抓斗和各种类型的吸泥机。
抓斗能在干的基坑里挖土，也能在水中挖土。常用的抓斗有双瓣 式和多瓣式（一般用四瓣式的）。双瓣式有带齿和不带齿的两种，带 齿抓斗适用于抓取紧密的土，带齿抓斗适用于软质粘土及沙土。 吸泥机是使土连同水一起（即泥浆） 排出的机械，用它来排除淤泥和砂性土 最为有效，如果土质稍含粘性，则可在 吸泥的同时，辅以高压射水把土冲松。 常用的吸泥机有离心式吸泥机、空 气吸泥机和水力吸泥机等。
二、桥梁上部结构的施工
上部结构的常用施工方法有预制安装施工法、现场浇注施工法和 顶推施工法。
1、预制安装法 分为预制梁整孔安装和预制节段式块件拼装两种类型。 预制梁整孔安装方法有：架桥机安装法、跨墩龙门安装法、自行 式吊车安装法和浮运整孔架设法。 预制节段式块件拼装法有：悬臂拼装法、逐孔拼装法、扒杆拼装 法、缆索吊装法和提升法。 2、现场浇注法 包括脚手架法、悬臂浇注法、造桥机逐孔浇注法。 3、顶推施工法 沿桥轴方向，在桥台后面开辟预制场地，分节段预制梁身并用纵 向应力钢筋将各节段连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，并借 助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板组成的滑动装置，将梁段向对岸推进。
§ 7一3 桩基础 桩基础是由沉入土中的“桩”和使桩顶连成一个整体 的“承台”所组成的。桩基所承受的荷载通过承台分配到 每根桩上，再通过桩把荷载传递到桩侧和桩尖以下的地基 土中去，当承载能力较高的土层埋藏较深，其上为松软土 层所覆盖，不能采用明挖基础、沉井基础时，宜采用桩基。 桩基础是由沉入土中的桩和使桩顶端连成一个整体的 承台所组成的，桥墩台上的荷载，通过承台分配到每二根 桩上，再从桩传到桩周和桩尖处的地基土里去。这就是说， 作用在桩上的荷载是由桩周的摩擦阻力和桩尖处的支承反 力来平衡的。这两种力的大小随桩所在的位置和土质而定。 如果是摩擦阻力起主导作用，则称之为摩擦桩；如果是桩 尖处支承反力起主导作用，则叫柱桩；介乎两者之间的叫 中间型桩。
2 ．围堰工程 所谓围堰，是预先在基坑的周围修筑的一道挡水围墙，使堰内的 水变成死水，以便在堰内排干水进行开挖，或采用水下挖土。
利用围堰不但可以修筑浅平基，也可以修筑桩基或管柱基础。
在水较浅（2 . 5 米以内）用土围堰或草袋（或麻袋）、流速较慢（1 . 5 米／秒以内）, 基底土不渗水的情况下，可采围堰 。
从桥跨结构的底部到计算水位（对通航的河流为计算航行水位）
以及相邻两墩台间的空间叫做桥下净空。桥下净空是按排泄洪水的要 求和船只或车辆（对跨线桥）能安全通过的要求确定的。
桥梁施工包括基础和墩台的修建以及桥跨结构的制造、运输、安 装或架设。 一、桥梁下部结构的施工 基础是桥梁极为重要的组成部分，它承受着桥墩及通过桥墩传来 的全部重量和各种外力，并把这些重量和外力传递到地基中去。桥梁 基础工程根据桥梁基础工程的形式，大致可以归纳为扩大基础、桩和 管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础几大类。 对于结构形式，高度不大的中小桥墩（台）身，通常采用传统的 方法立模现浇施工。高桥墩施工多采用缆索吊机进行水平和竖向运输， 少量工地采用了置于墩身旁和空心墩内的井架进行施工。
§ 7一6 架桥机架梁
当桥的跨度＜40米，采用现场预制架桥机架梁； 当桥的跨度≥40米，采用移动支架法（造桥机）建梁；
架桥机架梁工序：运梁车运梁 – 架桥机吊梁到位 – 落梁 – 架桥机过孔 – 架桥机在下一孔就位。
思考题： 1、桥梁施工常用的基础类型有哪几种？使用最多的是哪种？ 2、简述桥梁上部结构Fra Baidu bibliotek工中预制安装法和现场灌注法有哪几种？
每个桥跨结构两端点之间的距离为该桥跨结构的全长（l ) ，两端支座中 心间的距离叫做计算跨度（l j）。每个桥跨沿着它的计算水位（高水位）量出 的墩台之间的水平净距叫做净跨度（l g），各桥跨净跨度的总和叫做这座桥 的孔径。桥梁的全长是指桥台挡碴墙之间的长度。桥长超过500 米的叫特大 桥，在100 -500 米之间的叫大桥，在20 - 100 米之间的叫中桥，20 米以下的 叫小桥。
随着现代高速公路尤其是高速铁路的发展，人们对桥 梁的要求越来越高，桥跨结构正在向高刚度、大跨度方向 发展，其质量和尺寸已不可同日而语，如秦沈铁路客运专 线的双线混凝土箱梁每片长度达32m ，质量竟达750t ， 其制造、吊装、运输和架设已成为桥梁施工面临的最重要 的课题之一。 桥梁机械分为桥梁下部施工机械和桥梁上部施工机械 两部分。桥梁下部施工机械主要是为明挖扩大基础施工、 桩与管柱施工、沉井基础施工和地下连续墙基础施工等服 务的机械。桥梁上部施工机械是为桥墩台施工、现浇混凝 土梁施工、装配式钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥施工、 斜拉桥施工等服务的机械 。
4 ．基底处理 基坑挖到设计标高后，应检查和处理基底，使其承载能力和稳定 性等符合设计要求。 基底处理一般包括清除岩面上的松碎石块及杂物、整平基底面或 把基底面凿成台阶、堵塞或排除泉眼、在基底面上铺垫碎石层或稠的 水泥砂浆层等内容。水下开挖的基坑，先采用灌注水下混凝土的方法 进行封底，然后才能把围堰里的水抽干，砌筑基础。
§ 7一2 明挖基础 包括定位、基坑开挖、基底处理与基础砌筑筹工作。如果是在有 水的处所修建基础，则在基坑开挖前，还要修筑挡水的围堰。 1 ．基坑开挖― 开挖基坑时，应采取措施，防止基坑侧壁坍塌。 基坑应根据土的性质，采用直立边坡、斜坡或直坡支衬板加固。如果 坑底在地下水面以下，应采用板桩支撑。当基坑深度在5 一6 米以内 时，多用木板桩，再深的就要用钢板桩，。钢板桩强度大、防渗性能 好，能打入硬土、卵石层或软质岩层，能多次周转使用，应用广泛。
桥梁基础用的是钢筋混凝土桩，这种桩有预制和就地 灌注两种。常用的预制桩是普通钢筋混凝土管桩和预应力 钢筋混凝土管桩，其直径有40 厘米和55 厘米两种。普通 钢筋混凝土管桩每节的长度为6 米、8 米；每节预应力钢 筋混凝土管桩的标准长度为8 米和10 米，另外还有短节桩， 两个短节桩的长度之和等于一个标准节的长度。
§ 7一5
管柱基础
管柱基础是介于沉井基础与桩基之间的一种基础型式。管柱基础 的主要受力构件是沉入地基中的薄壁（壁厚10 - 14 厘米）大直径 （直径1 . 5 - 6 . 0 米）钢筋混凝上管柱，管柱里面有填混凝土的或空 心的，管柱的底部沉入土层中，或者嵌入岩层。各管柱的顶部用钢筋 混凝土承台把它们连成一体。这种基础的受力情况与桩基很相似，但 是如果管柱的直径很大，一个基础只需一根管柱时，它又相当于一个 薄壁沉井了。 管柱基础可用在比较复杂的地质条件，尤其在桥梁工程中，当水 深达30 - 40 米以上，河床的覆盖层很薄，岩面又不平整的时候，采 用沉井或桩基，都会遇到很大困难，这时宜采用管柱基础。 管柱分钢筋混凝土管柱、预应力混凝土管柱和钢管柱等三种。管 柱是用振动打桩机振动下沉的。
第七章
桥梁工程机械化施工
§ 7一1 概述 建筑物上面无填土或填土在1 米以内承受集中荷载的， 不论跨度大小，都称为桥梁，上面填土虽在1 米以上，承 受均布荷载，但孔径大于6 米的，也称桥梁；除此之外的 建筑物叫涵洞 。 梁式桥梁由上部结构和下部结构两大部分组成。上部 结构是墩台以上各部分的总称，也叫桥跨结构。下部结构 包括桥墩、桥台及其基础等。