一建公路实务1V1基础班27一建公路1v1基础班专题十四隧道工程1一.docx

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一建公路实务1V1基础班27一建公路1v1基础班专题十四隧道工程1一

一级建造师《公路工程管理与实务》

专题十四：

隧道工程1

本节考点：

1.悬索桥的施工特点

2.桥梁工程质量通病及防治措施

3.隧道围岩分级与隧道构造

4.隧道地质超前预报和监控量测技术

1B413044悬索桥的施工特点

一、悬索桥分类及施工内容

悬索桥下部工程包括锚碇基础、锚体和塔柱基础等施工，上部工程包括主塔、主缆和加劲梁的施工。

施工架设主要工序为：

基础施工→塔柱和锚碇施工→先导索渡海工程→牵引系统和猫道系统→猫道面层和抗风缆架设→索股架设→索夹和吊索安装→加劲梁架设和桥面铺装施工。

（二）悬索桥的施工内容

悬索桥的施工主要分四部分：

1.锚碇施工；2.主塔和索鞍施工；3.主缆施工；4.加劲梁施工。

二、锚碇施工

锚碇是悬索桥的主要承重构件，主要抵抗来自主缆的拉力，并传递给地基基础，按受力形式的不同可分为重力式锚碇、隧道式锚碇等。

重力式锚碇依靠自身巨大的重力抵抗主缆拉力，隧道式锚碇的锚体嵌入地基基岩内，借助基岩抵抗主缆拉力，隧道式锚碇只适合在基岩坚实完整的地区，其他情况大多采用重力式锚碇或自锚式悬索桥。

（a）重力式（b）隧道式

（一）锚碇体施工

悬索桥锚碇属于大体积混凝土构件，混凝土施工阶段水泥会产生大量的水化热，引起变形及变形不均，从而产生温度应力及收缩应力，当应力大于混凝土本身的抗拉强度时，构件就会产生裂缝，影响混凝土质量。

因此，水化热的控制是锚碇混凝土施工的关键。

锚碇锚体混凝土施工除按1B413031有关规定执行外，还应符合以下要求：

1.尽量降低水泥用量，掺入质量符合要求的粉煤灰和矿粉。

2.采取适当措施降低混凝土混合料入仓温度。

对准备使用的骨料采取措施避免日照，采用冷却水作为混凝土的拌和水，一般选择夜晚温度较低时段浇筑混凝土。

3.在混凝土结构中布置冷却水管，设计好水管流量、管道分布密度，混凝土初凝后开始通水冷却以减低混凝土内部温升速度及温度峰值。

4.大体积混凝土宜采取水平分层浇筑施工。

每层厚度应视混凝土浇筑能力、配合比水化热计算及降温措施而定，混凝土层间间歇宜为4～7d。

如需要竖向分块施工，块与块之间应预留后浇湿接缝。

5.每层混凝土浇筑完后应立即遮盖塑料薄膜减少混凝土表面水分挥发，当混凝土终凝时可掀开塑料薄膜在顶面蓄水养护。

当气温急剧下降时须注意保温，并应将混凝土内表温差控制在25℃以内。

（二）隧道锚碇混凝土施工特点

1.隧道式锚碇在隧道开挖时应采用小型爆破，并不得损坏周围岩体。

开挖后应正确支护并进行锚体灌筑；

2.在混凝土中应掺入微膨胀剂，防止混凝土收缩与拱顶基岩分离；

3.混凝土浇筑完成后，立即在端模挂草袋保温，将洞口封闭，减少空气流通，达到减少混凝土内外温差的目的；

4.严格控制洞内排水和通风。

三、索塔施工

索塔按材料分有钢塔和钢筋混凝土塔，钢筋混凝土索塔一般为门式刚架结构，由两个箱形空心塔柱和横系梁组成；钢塔主要有桁架式、刚架式和混合式等结构形式。

（一）混凝土塔身施工

大跨度悬索桥塔身国内主要采用钢筋混凝土塔，国外主要采用钢塔，钢塔施工主要有浮吊、塔吊和爬升式吊机等架设方法。

（二）主索鞍施工

安装索鞍时必须满足高空吊装重物的安全要求，一般选择在白天晴朗时连续完成工作。

四、主缆施工

主缆架设工程包括架设前的准备工作、主缆架设、防护和收尾工作等，主缆施工难度大、工序多。

其中，主缆架设：

锚碇和索塔工程完成、主索鞍和散索鞍安装就位、牵引系统架设完成后，即可进行主缆架设施工，主缆架设方法主要有空中纺丝法（AS法）和预制平行索股法（PPWS法）。

美国和欧洲等地主要采用AS法；中国和日本等亚洲国家主要采用PPWS法。

五、加劲梁施工

加劲梁分为钢桁架、钢箱梁和混凝土箱梁等形式，钢桁架一般采用工厂焊接、工地高强螺栓连接施工。

（一）加劲梁架设

试拼装要求：

加劲梁应按拼装图进行厂内试拼装，试拼不少于3个节段，按架梁顺序试拼装。

吊装作业施工要点：

安装前应确定安装顺序，一般可以从中跨跨中对称地向两边进行，安装完一段跨中梁段后，再从两边跨对称地向索塔方向进行。

（二）加劲梁节段工地焊接

工地焊接施工要点：

地焊缝焊接前应钢丝砂轮进行焊缝除锈，并在除锈后24h内进行工地焊接。

六、防腐涂装

防护与涂装要点：

工地焊接的表面补涂油漆应在表面除锈24h内进行，分层补涂底漆和面漆，并达到设计的漆膜总厚度。

【习题7】悬索桥加劲梁试拼顺序为（）。

A.按两端向跨中

B.按跨中向两端

C.按架梁顺序

D.按加工顺序

【答案】C

【解析】加劲梁应按拼装图进行厂内试拼装，试拼不少于3个节段，按架梁顺序试拼装。

1B413045桥梁施工监控

一、桥梁监测

监测系统对以下几个方面进行监控：

桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态；桥梁重要非结构构件（如支座）和附属设施（如振动控制元件）的工作状态；结构构件耐久性；桥梁所处环境条件等。

（一）监测范围

1.敏感部位监测。

一般只在桥梁内力、应变、位移变化和裂纹产生对桥梁影响至关重要的（敏感）部位进行监测。

2.总体监测。

（二）监测方式

1.人工监测；

2.自动监测；

3.联合监测。

（三）监测的状态

1.静态：

监测桥梁结构的静态几何和力学参数，用以分析桥梁结构的工作状态。

静态监测比较困难，一般都是加载检测。

但是静态参数比较直观地反映了桥梁的工作状态。

2.动态：

监测桥梁结构的动态几何和力学参数，用以分析桥梁结构的工作状态。

动态监测适于运营监测。

二、桥梁施工控制

主要包括变形控制、应力控制、稳定控制和安全控制，而桥梁施工安全是变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现。

（一）桥梁施工控制方法

桥梁施工控制方法可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法和最大宽容度控制法几种。

（二）各种桥梁的施工控制特点

1.斜拉桥施工时，在主梁悬臂浇筑或悬臂拼装过程中，确保主梁线形和顺、正确是第一位的，施工中以标高控制为主。

二期恒载施工时，为了保证结构的内力和变形处于理想状态，拉索再次张拉时以索力控制为主。

2.悬索桥的主要承重结构是主索，主索在施工中又是悬索桥吊装的主要承重结构，主索一经架好，它的长度和线形调整甚小，为了确保悬索内力和线形符合设计要求，主索的无应力长度（下料长度）要严格加以控制，尤其对基准束的尺寸要更加重视。

3.预应力混凝土连续梁或连续刚构相对斜拉桥而言，没有斜拉索，其施工控制与斜拉桥主梁相同。

1B413050桥梁工程质量通病及防治措施

1B413051钻孔灌注桩断桩

原因分析及防治措施

（1）混凝土坍落度小，离析或石料粒径过大，导管直径较小（一般为20-35cm），在混凝土浇筑过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前未能疏通好。

（和易性好，坍落度18-22cm，对土方量大，浇筑时间长的大直径长桩，宜掺加缓凝剂。

导管直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管）

（2）导管底口距孔底距离较大，使首批灌注的混凝土不能埋住导管。

（认真测量和计算孔深与导管长度，距孔底距离25-40cm之间（不能埋人沉渣中），首次埋深至少1.0m）

（3）导管提拔时测量或计算错误，或盲目提拔导管使拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆或泥浆与混凝土的混合层中。

（通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管。

）

（4）提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断。

（钢筋笼制作一般要采用对焊，以保证焊口平顺。

当采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。

）

（5）导管接口渗漏致使泥浆进入导管内，在混凝土内形成夹层，造成断桩。

（导管使用前进行检漏和抗拉力试验）

（6）导管埋置深度过深（埋置深度2.0-6.0m）

（7）由于其他意外原因（机械故障、停电、塌孔、材料供应不足等）造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间。

（关键设备要有备用，材料准备充足）

【习题8】下列关于断桩事故原因分析正确的有（）。

A.混凝土坍落度小，导管直径较小，在混凝土浇筑过程中堵塞导管

B.导管接口渗漏致使泥浆进入导管内，在混凝土内形成夹层

C.导管埋置深度过深，无法提起或将导管拔断

D.混凝土连续灌注

E.导管底口距离孔底距离较小

【答案】ABC

【解析】选项D应该是混凝土不能连续灌注，中断时间超过初凝时间，从而形成断桩。

选项E应该是导管底口距孔底距离较大，使首批灌注的混凝土不能埋住导管，从而形成断桩。

1B413052钢筋混凝土梁桥预拱度偏差

一、原因分析

1.现浇梁：

地基沉陷、支架弹性变形、混凝土梁挠度的计算所依据的一些参数均是建立在经验值上的，因此计算得到预拱度往往与实际发生的有一定的差距。

2.预制梁：

混凝土强度的差异和弹性模量不稳定导致起拱值不稳定、施加预应力时间不一致、架梁时间不一致，导致预拱度计算各种假定条件与实际情况不一致；理论计算与实际本身存在细微偏差；施工工艺的原因。

二、预拱度偏差防治措施

1.提高支架基础、支架及模板的施工质量，确保模板的标高无偏差；

2.加强施工控制，及时调整预拱度误差；

3.严格控制张拉时的混凝土强度，控制张拉的试块应与梁板同条件养护，对于预制梁还需控制混凝土的弹性模量；

4.要严格控制预应力筋在结构中的位置，波纹管的安装定位应准确；控制张拉时的应力值，按要求的时间持荷；

5.张拉千斤顶定期标定，钢绞线伸长值的计算应采用同批钢绞线弹性模量的实测值；

6.预制梁存梁时间不宜过长，控制预制梁与桥面系铺装的龄期差。

【真题2014】关于钢筋混凝土梁桥预拱度偏差防治措施的说法，正确的有（）。

A.提高现浇梁支架及模板的施工质量

B.对预制梁需控制混凝土的弹性模量

C.控制张拉的混凝土试块采用标准条件养护

D.钢铰线伸长值的计算应用供货商提供的弹性模量值

E.预制梁应该尽量延长存梁时间

【答案】AB

【解析】选项C：

严格控制张拉时的混凝土强度，控制张拉的试块应与梁板同条件养护；选项D：

钢铰线伸长值的计算应用同批钢铰线弹性模量的实测值。

选项E：

预制梁存梁时间不宜过长。

1B413053箱梁两侧腹板混凝土厚度不均的防治

一、原因分析

1.箱梁模板设计不合理。

2.模板强度不足，或箱梁内模没有固定牢固，使内模与外模相对水平位置发生偏差。

3.箱梁内模由于刚度不够，在浇筑混凝土过程中发生变形。

4.混凝土没有对称浇筑，由于单侧压力过大，使内模偏向另一侧。

二、防治措施

1.内模要坚固，刚度符合相关施工规范要求。

2.将箱梁内模固定牢固，使其上下左右均不能移动。

3.内模与外模在两侧腹板部位设置支撑。

4.浇筑腹板混凝土时，两侧应对称进行。

1B413054钢筋混凝土结构构造裂缝

一、原因分析

（一）材料原因

1.水泥质量不好，水泥安定性不合格；

2.骨料含泥料过大；

3.骨料为风化性材料。

合理设计混凝土的配合比，改善骨料级配、降低水灰比、掺和粉煤灰等混合材料、掺加缓凝剂；在工作条件能满足的情况下，尽可能采用较小水胶比及较低坍落度的混凝土，选用优质的水泥及优质骨料。

（二）施工原因

1.混凝土搅拌时间过长，运输时间过长；避免混凝土搅拌很长时间后才使用；

2.模板移动鼓出；加强模板的施工质量，避免出现模板移动、鼓出等问题；

3.基础与支架的强度、刚度、稳定性不够引起支架下沉、不均匀下沉，脱模过早；基础与支架应有较好的强度、刚度、稳定性并应采用预压措施；避免出现支架下沉，模板的不均匀沉降和脱模过早

4.接头处理不当，导致施工缝变成裂缝；

5.养生问题，塑性收缩状态将会在混凝土表面发生方向不定的收缩裂缝，这类裂缝尤以大风、干燥天气最为明显；

6.在混凝土高度急变以及钢筋保护层较小部位