桥梁施工工艺与施工组织设计

桥梁施工工艺全集桥梁钻孔桩施工一、施工工艺框图钻机就位钻进清孔测量孔深、斜度、孔径吊放钢筋笼安装导管导管试拼装、作密封检验制作钢筋笼运至孔位拔除护筒灌注水下砼测量砼面高度输送砼制备砼设立拌和站砼备料平整场地桩位放样埋设护筒配制泥浆设泥浆泵开挖泥浆池、沉淀池围堰筑岛护筒制作 二、主要工序施工说明本合同段王家塘玉带河特大桥桥墩基础为钻孔灌注桩，桩径为Φ1.5m。河床地质为卵石、砂砾岩。针对地质及现场条件，拟采用冲击钻机钻孔，汽车吊吊放钢筋笼，砼由拌合站集中拌和，砼输送车运输，导管法水下灌注砼。1.场地准备根据现场调查，玉带河有一定水位，水流较平稳，水位不深。有水桩位拟采用围堰筑岛。一般情况采用土袋围堰,其尺寸应根据施工季节、桩位、河水水位及施工需要确定。桩位无水时，清除现场，将桩基位置整平夯实；场地为陡坡时，用枕木或方木搭设工作平台，同时有水河道修建临时便桥，使钻孔机械能顺利进场。2.泥浆制备选用粘性土造浆，泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率、失水量、静切力、酸碱度等指标符合该地层护壁要求，泥浆试验完成后，填写泥浆试验记录表。3.埋设护筒孔口护筒采用钢板制作，内径比桩径大200～400mm，根据桩位现场情况决定护筒长度，护筒顶端高度，应高出地下水位1.0～2.0m，当护筒处于旱地时，还应高于地面0.3m。护筒底端埋置深度也应根据不同情况分别对待。护筒采用人工开挖埋设，入土较深时，辅以锤击、压重振动、筒内除土等方法沉入。护筒底部与土层相接处用粘土夯 实，护筒外面与原土之间也要用粘土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入。埋设护筒要求准确竖直，护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计偏差应小于50mm，护筒竖向的倾斜度不得大于1%。4.钻机就位钻机就位时用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在20mm以内。5.钻孔采用冲击钻机成孔，开钻时先在孔内灌注泥浆，孔内有水时，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。钻机冲程应根据土层情况分别确定，坚硬基岩采用高冲程(1000mm)，卵石夹土层采用中冲程(750mm)。钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m并低于护筒顶面0.3m以防溢出,同时要按时掏渣，掏渣后应及时向孔内添加泥浆或补水，以维持水头高度。钻进中用检孔器检孔，据此调整钻机位置，保证成孔质量。6.第一次清孔 终孔检查后，应迅速清孔，清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求，为灌注砼创造良好的条件。清孔方法采用抽浆清孔法，初步清孔可采用掏渣法。钻孔至设计高程后，经过孔深、孔径、钻孔倾斜度检查，符合要求后，用离心吸泥泵将孔底泥浆和钻渣抽出，清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍孔。达到规范要求的清孔标准后，即可停止清孔。7.吊放钢筋笼钢筋笼的制作应符合规范要求，吊放钢筋笼采用吊车进行，吊放时注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等杂物带入孔内。在钢筋笼外侧绑扎砼垫块或焊接钢筋耳环，以保证钢筋的保护层厚度。钢筋笼绑扎好后整体吊放，吊入后校正轴线位置，并牢固定位，以免在灌注砼时发生浮笼现象。8.导管安装导管用Φ300mm无缝钢管制作，每节长2.0～5.0m，配1～2节长1.0～1.5m短管，丝扣连接。使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。导管安装后，其底部距孔底应有250～400mm的空间。砼浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砼漏斗。9.第二次清孔在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉碴，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15，复测沉碴厚度在300mm以内，清孔完成后，立即浇注水下砼。10.灌注水下砼 采用砼输送泵灌注水下砼，由泵送进料斗，连续灌注，随灌随提升导管，同时用一台吊车配合钻架吊放、拆卸导管。开始时，应检查砼的均匀性和坍落度，符合规范要求后，再开始灌注。首批砼的灌注数量应满足导管初次埋入砼深度不小于1.0m，并能填充导管底部的间隙。灌注时采用隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在砼漏斗下口，当有足够砼储存于漏斗后，剪断铁丝，砼即将导管内的水压走而下沉至孔底。砼灌注要连续进行，随灌注随拔管，并尽可能缩短拆除导管的时间。在整个灌注过程中，要经常探测孔内砼面的位置，及时调整导管埋深，导管埋深一般不小于2.0m或大于6.0m。由专人测量导管埋深并填写水下砼灌注记录。灌注的桩顶标高应比设计高0.5～1.0m，多余部分在接桩前凿除，以保证砼强度。质量检验：采用超声波无损检测方法进行检验。导管法灌注水下砼施工程序见下图。5-4桥梁安装施工 一、施工工艺框图场地准备铺设轨道安装完成架桥机拼装及试运行逐孔安装铺设延伸轨道完成第一孔梁架设落梁架桥机移梁到位架桥机空载前移喂梁（临时）支座安装箱梁预制龙门吊机移梁电动平车运梁二、主要工序施工说明 1.场地准备：架桥机在桥头路基上完成拼装。路基要求平整、密实，满足架桥机安装荷载要求。架桥机的纵向行走轨道应安装在架设第一孔梁的中轴线上。同时架桥机的两主桁梁间距应满足喂梁及安装的需要。2.架桥机拼装及试运行：架桥机拼装程序为：测量定位→平衡对称拼装两侧主桁梁→安装前后联系框架、临时支撑→安装前、中、后支腿及中、后顶高支腿→铺设纵向轨道→安装起吊小车、液压系统、操作台、接通电源→检查调试初步运行。架桥机安装完成以后应检查各部尺寸是否正确，各系统的运行是否正常，然后试运行。3.架桥机前移：架桥机试运行完成后开始架梁，首先架桥机空载前移，两起吊小车退至后支腿附近，收起前支腿就位，在盖梁上铺设横移轨道，然后将行走箱落在轨道上。4.喂梁：用自行式电动平车运梁，龙门吊将箱梁吊至电动平车上，再由电动平车将梁运至架桥机后跨内,两起吊小车将梁吊起。5.支座安装：测量放线将支座中心十字线用墨线弹出，按十字线位置安装临时（固定）支座。6.落梁：喂梁后，两起吊小车开始运梁，将梁运至架桥机前跨位置，横移架桥机，将梁运至待架梁支座的上方，使梁体中心线与支座中心线对正，然后下落就位。梁体就位后用垂球吊线法检查梁体安装垂直度，合格后再架设第二片梁。 7.架桥机前移：第一孔梁的架设完成后，对架桥机进行检查，确认无故障后，将中、后顶高支腿顶起，中、后行走箱由横向转为纵向，中、后顶高支腿下落使行走箱落至纵向轨道上，两起吊小车退至后支腿附近，收起前支腿，铺设延伸轨道，架桥机前移就位，开始架设下一孔梁。8.施工注意事项：a.架桥机纵向走行轨道要保持对应水平，轨道应平顺，并严格控制轨道间距。b.由于桥梁纵坡，使架桥机处于下坡架梁状态时，要有防滑措施，如使用三角楔铁辅助制动等措施。架桥机就位时，中腿距梁端距离很近，应严格控制其纵移速度。c.每孔梁架完后都要对架桥机的各部位进行检查，发现故障及时检修，不能带病作业。d.五级以上的大风天气，不能进行架梁作业，以免发生意外事故。e.架梁工作要分工明确，统一指挥，设专职的操作员、电工和专职安全员，严格施工组织及措施。f.架梁施工过程中，桥下严禁进行任何作业。 桥梁指导性施工组织编制　　一座桥梁在各个设计阶段都要编制不同深度的指导性施工组织，这是设计文件中必不可少的内容，结构设计与工程概算都要依据施工组织的安排，指导性施工组织是体现设计意图的轮廓安排，不可能做得很详细、具体，但必须切合实际，有一定的科学合理性，这样才能对实施性的施工组织起指导与宏观控制作用。1　编制依据　　根据设计文件中桥梁建议方案的工程数量，结合自然与施工条件进行编制。按施工项目对工程量进行分解与分类统计。统计项目：混凝土(m3)分为现浇混凝土(梁以节段计)、水下混凝土(封底、填充)、预制混凝土(件)；钢筋(t)；钢结构制造与拼装(t)；钢梁安装(t或节间)；混凝土梁预制与架设(孔)。　　按工程量分类统计数据是各项工程安排施工方法、施工布置、机械设备与劳动力配备、工程进度的依据。2　编制内容2.1　全桥施工进度　　全桥总工期是根据结构各项目工程量，结合施工客观条件，参照以往经验综合制定的。有些工程在决策动工兴建时，要求提前工期尽早建成运营，谓之有指令性要求的工期。　　首先要拟定单项工程项目的各工序完成时间，如钢围堰或沉井的制造、拼装、下沉的进度，每根钻孔桩的进度，悬浇预应力混凝土梁时每节段进度，悬臂拼装架设钢梁时每节间的进度等。各类项目及各工序进度完成量以时间表示。　　将单项工程进度拟定好后，即安排组织施工。首先安排完成全桥工程中主要控制工期的项目，称之为主线进度，一般来说主线为单项工程量大，工序复杂与连贯且又不能平行作业的项目(如深水基础与大跨度梁的安装)，其特点为工程量大、季节性强(与水位涨落、汛期有关)、水上大型施工设施倒用与衔接、工作面展开受航道限制、架梁与建成桥墩配合等。主线进度往往是控制全桥的总工期。　　在完成主线进度的同时，应考虑各条副线进度的安排。副线即可与主线分割开，并能与主线平行开展作业，其机具设备又不同于主线的工点，一般为岸上工程，若工程需要加快，只要多开工点，增加投入设备与劳动力，就可以使进度提前，不象主线受制约的条件较多，工作面铺开比较困难，而只好设法去争取各工序内完成的进度，而这些时间的争取往往是有限的。　　在进度表上先安排主线进度，即全桥总工期拟定。再在总工期内平行安排各条副线进度，副线要配合主线进度，合理地使用机械设备与劳动力。　　主线进度安排要点：①水中基础施工方案受水位控制，各工序应按水位变化安排，确保施工期的安全，争取在枯水期多完成工程量，注意汛期前必须做完的工序(如基础要到达稳定深度)，以确保安全渡洪。②深水基础的抽水要安排在枯水期，墩身进度要达到出水，即墩身升高要赶在水位上涨之前。③水上大型施工机械设备及船舶租赁费用高，安排好各工序进度，使倒用衔接紧凑，效益提高。④基础开工次序应根据架梁方案进行安排，可利用一端架梁时间，平行安排基础施工，要注意使桥墩在梁到达前竣工。⑤规划好施工期航道，调整分批开工的墩位。 2.2　施工场地布置　　施工场地布置是施工组织的基本内容之一，要做好此项工作，必须要充分掌握桥位两岸地形、地貌与周围环境的关系，按照总工期与各项工程施工方法进行场地设施的规划。场地布置要因地制宜、统筹布局，使场内设施少占地、尽量少拆迁民房，施工便利，发挥更大效率。2.2.1　场地与运输　　施工场地进行平整后再作布置，为少占良田，场地应尽量选择在较高的河岸滩地上，滩地应高于5年一遇的水位，必要时采取围筑与排涝，在堤防内的场地要高于内涝水位或考虑排涝泵站，重要设施应设在高处。　　工地运输主要指场内运输系统，在安排上首先要调查与外界运输联系，工程的大量材料与设备是以何种运输路线进入工地，场内运输要衔接场外至工地的接口，应使场外材料直接运至施工使用点，不进行贮存与反复搬运装卸，这是最经济的运输组织，由于各种因素不可能如此协调一致，所以场内的搬卸与运输是难免的。　　场内主要采用简易公路与铁路便线运输，视需要两者可均设，无大型部件可只设公路。场内主要运输系统布置有：沿桥修至引桥墩位与各施工点；从场外运输接口到达材料堆放场、仓库，再从以上贮存点运至直接使用点与各加工点；接通场外水路运输上岸的码头；到达水上施工的下河码头与桥头各临时设施的道路。2.2.2　工地供电、水、风　　工地供电有动力与照明用电，因桥梁施工机械多数为电力驱动，用电量颇大，故供电主要指动力用电。　　桥梁工程各施工阶段的用电量极不均匀，施工期的最大容量拟定，首先要进行统计各类施工机械用电的功率，再按施工进度中各主要工序所用机械的功率进行计算，并考虑全桥各工点同时施工需要用电量，一般为几个水中墩下沉与一个墩封底，加上引桥多工点施工与起重码头、钢筋木工间、机修车间作业，按需要系数法(指30min内，用电设备所消耗的最大平均负荷)计算以上施工时的最大用电量。　　按最大用电量确定总变电站的容量，总变电站可在两岸分别设置，其内设主变压器及配电盘等，总变电站接地区高压电源35kV或10kV，如35kV/10kV为总变电站，则还须设10kV/0.4kV的分变电站，按各工点的用电确定分变电站容量，水中墩施工用电负荷较大，要从岸上高压线接水底电缆或架空线至墩位，墩上一般可设800kVA以上的变压器。为施工初期用电及临时断电，水上还备有600～800kV发电船。岸上各工点将按分区段用电负荷及距离选定分变电站位置及数量，如0.4kV使用功率100kW，其要求距离为0.6km以下，切不可因距离过大引起电压降以致无法启动机械，分变电站应设在用电功率大的机械附近，如靠近压风机站、水泵房等。　　工地供水系统规模与水源有关，在城市附近建桥，工地用水应尽量就近接入自来水管网，向自来水公司申报工地用水量，经比较，若增容费不经济，再拟自建供水系统。工地自选水源，要考虑水质是否符合有关标准，否则要进行沉淀、净化后使用。施工及生活用水量按有关规定计算出最大日用水量与平均每小时用水量，设计管网按每秒用水量，水塔及水池储水容量可采用2h用水量。用水量内还要计入工地消防用水。　　工地供风是指桥梁施工设施需要风作动力，如基础吸泥下沉、清基、钢梁安装的风动工具等，因此要建立固定与移动的压风机站，在水上还要设工作船，其上配有空压机与高、低压水泵(用于射水与补水) 2.2.3　材料堆放、贮存　　工地储备材料的种类繁多，按材料分类贮存，在工地建有露天料场，货棚及仓库，这些地点选择要在运输进出方便，尽量接近用料集中的地方。材料要有必须储备量，足以保证工程不间断地施工，按合理的储备量计算出各设施的面积，不致使临时房建面积过大。对于水泥贮存应注意在工地不能久搁，以免生潮结块，为满足施工需要可按储备45d用量考虑。其他材料贮存按堆放指标进行库房面积计算。库房的临时房屋应按消防规定相互隔离，按相距不少于6m布置。工地库房种类有：中心水泥库、混凝土厂工点水泥库、机械设备库、工具库、电料库、配件库、五金库、杂品库、危险品库、油库等。货棚与料场有：型钢、板材、管材、钢筋、锚链、钢丝绳、预应力钢丝、电缆等货棚；砂、石堆料场。2.2.4　混凝土施工　　桥梁工程需用混凝土量很大，混凝土生产系统目前都以自建为主，靠近城市建桥因场地所限，经过比较可选用附近生产的商品混凝土。工地混凝土厂由砂、石堆放场、水泥库、混凝土搅拌站组成，混凝土生产力要求集中布局，岸上设立中心混凝土厂，维持各工点正常所需的混凝土生产，个别工序在短时间内需用一定的混凝土产量，如大体积封底混凝土，则可临时增设混凝土厂补充产量。预制品混凝土与现场混凝土生产规格接近可合并使用混凝土厂。　　混凝土厂在场内设置点要适中，既要使砂石进场方便，又要使混凝土送到各工点运输便利。水上混凝土供应视河流的环境而定，通航繁忙的江河，要建立水上混凝土生产系统，由砂石、水泥船、浮式水上混凝土厂组成，其他可建栈桥或船只将岸上混凝土运至水上工点。2.2.5　材料加工及试验　　桥梁结构与施工辅助结构所需的材料都要经过工地加工后方能使用。大型桥梁的施工临时钢结构种类繁多，除尽量使用常备式杆件外，还有大量新制钢结构。因水上施工所用的钢结构量大，钢结构制造车间应设在桥头，便于运输及下河。车间的规模可根据施工进度安排及加工种类拟定出月产量。车间布置包括进料堆场、车间、组拼场(设门式起重机)、成品堆场。钢结构生产线要按进料、下料、加工、组拼、外运呈流水作业进行布置，避免重复倒运。　　木材与钢筋加工车间，主要担负模板及木结构制造与钢筋成型加工。车间附近要设原料堆场或库房，加工成品分类堆场及工棚。　　工地要设材料试验室，对混凝土配合比进行试验，提出混凝土试件强度，以作指导施工与验评依据，有些钢材当缺乏材料试验报告时，还需增补试验后再使用。2.2.6　预制品厂　　按照主体工程中所需预制品种类(包括桥面板、预应力梁、预应力混凝土桩等)，当外购和运输成品至工地与就地生产进行综合比较后，再确定现场设立预制品厂，预制生产部件应配合边预制边架设的安排，使堆放场不致占地过大，有的预制品因结构受收缩徐变的控制，需提前生产，加长存放时间，在计算堆场面积上应加入此条件。预制品厂布置相应混凝土生产设施、制造与堆放台座、场内起重设施、与对外运输的接口。2.2.7 　钢梁预拼场　　钢梁安装在工地应设预拼场，钢梁进场、预拼至提升架设的运输道以铁路便线为主，预拼场内设钢梁各部件存放场、预拼台位，场内布置各类起重机，一般大杆件使用门式吊机横跨在长条形的预拼场上，其余部件起重可利用轨道吊机，钢梁预拼场面积主要按进场钢梁堆放的孔数进行拟定，工地堆放量还与钢梁制造厂成品堆放能力有关，除满足施工要求外，还要与厂方生产互相协调，堆放场面积可按每吨钢梁占地1～1.2m2计。2.3　单项工程施工方法　　指导性施工组织应提出重点与有特殊要求的主体结构施工步骤图，以指导与要求施工按步骤进行，满足设计意图，合理安排好工程进度。水中基础施工步骤应提出施工水位及相应的工序，大型机具设施安排，各工序内应采取措施达到设计预定的要求。架设钢梁或现浇混凝土梁要表示采用的施工方法与相关步骤，由于梁体结构设计受控于施工方法与步骤，因此施工必须按设计要求进行安排。2.4　主要机具设备拟定　　根据总进度安排，依照工程项目中各工序列出主要机具设备，按工程先后，进行机具设备合理调配与倒用，确定使用套数与相应的数量。桥梁机械设备按种类分为：工程船舶、起重机械、运输机械、桩工机械、发电机组、空压机、水泵、机床、混凝土机械、木工机械、钢筋机械、焊接机械、电器设备与仪表、试验设备、潜水设备、锚碇设备，起重设备与工具、电动风动工具、测量仪器、通讯设备、钢板桩、钢垫块、万能杆件等。