公路监理工程师《道路与桥梁》复习辅导3.docx

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公路监理工程师《道路与桥梁》复习辅导3

2013公路监理工程师《道路与桥梁》复习辅导3

　桥梁工程

　　【考点1】桥梁工程用水泥混凝土的控制要点

　　对公路桥涵水泥混凝土、预应力混凝土及水下混凝土的控制要点如下。

　　1、正确选用水泥，控制水泥质量

（1）选用水泥时，应注意其特性对混凝土结构强度、耐久性和使用条件是否有不利影响。

（2）选用水泥时，应以能使所配制的混凝土强度达到要求、收缩小、和易性好和节约水泥为原则。

　　所有水泥应取自监理工程师同意的产源，在一个工程项目中所用的任一类水泥应取自同一生产厂商。

　　钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。

　　（3）水泥应符合现行国家标准，并附有制造厂家的水泥品质试验报告等合格证明文件。

水泥进场后，应按其品种、强度、证明文件以及出厂时间等情况分批进行检查验收。

对所用水泥应进行复核试验。

为了快速鉴定水泥的现有强度，亦可用促凝压蒸法进行复验。

　　（4）袋装水泥在运输和储存时应防止受潮，堆垛高度应予控制。

不同强度等级、品种和出厂日期的水泥应分别堆放并规整有序，采取措施，严防雨淋。

　　（5）散袋水泥的储存，应尽可能采用水泥罐或散袋水泥仓库，并注意防范搬运使用时的扬尘，控制对人和环境的污染。

　　（6）水泥如受潮或存放时间超过3个月，应重新取样检验，并按其复验结果使用或作出其他妥善处理。

　　（7）所有相关试验必须按规定试验方法、频率进行，试验应按规定格式真实记录并做好试验报告，妥善保管。

　　2、控制粗、细集料质量与规格

　　集料在生产、采集、运输与贮存过程中，应采取控制措施，严禁混入影响混凝土性能的有害物质。

集料应按品种规格分别有序堆放，不得混杂。

在装卸及存储时，应采取控制措施，使集料颗粒级配均匀，并保持洁净，防止受到污染。

　　粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4;当设置二层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的1/2。

粗集料粒径也不得超过100mm。

用混凝土泵运送混凝土时的粗集料最大粒径，除应符合上述规定外，对碎石不应超过输送管内径的1/3;对于卵石不应超过输送管内径1/2.5。

　　粗集料的技术要求表

　　3、拌和用水的控制

　　拌制混凝土用的水应符合下列要求。

（1）水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类及游离酸类等。

（2）污水、pH值小于5的酸性水及含硫酸盐量按计超过0.27mg/cm3的水不得使用。

　　（3）不得用海水拌制混凝土。

　　（4）饮用水，一般能满足上述条件，使用时可不经试验。

　　4、外加剂的控制

（1）应根据外加剂的特点，结合使用目的，通过技术经济比较来控制确定外加剂的使用品种。

应根据使用要求、施工条件、混凝土原材料的变化控制掺量。

（2）所采用的外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证明的产品。

其质量应符合现行《混凝土外加剂》（GB8076）的规定。

使用前应复验其效果，使用时应符合产品说明及《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中关于混凝土配合比、控制、浇筑等相关规定以及外加剂标准中的有关规定。

不同品种的外加剂应分别存贮，做好标记，在运输与贮存时不得混入杂物和遭受污染。

　　5、混合材料的控制

（1）混合材料包括粉煤灰、火山灰质材料、粒化高炉矿渣等。

应采用生产单位专门加工，进行产品检验并出具产品合格证书的产品，其技术条件应符合现行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596）等标准的规定。

使用时若对产品质量有怀疑时，应对其质量进行复查。

（2）混合材料在运输与贮存中，应有明显标志，严禁与水泥等其他粉状材料混淆。

　　（3）粉煤灰等混合材料作为水泥的替代材料或混凝土拌和物的填充材料掺与硅酸盐水泥、普通水泥或其他水泥配制的混凝土拌和物中时，其掺量应通过试验确定。

　　6、混凝土配合比的控制

　　作为能满足施工和易性、凝结时间、强度、耐久性（抗冻、抗渗、抗侵蚀）等施工条件和质量要求的复合材料水泥混凝土，决不是由水、水泥、砂、碎石（卵石）或再加入外加剂随便组合起来即可，而是必须要有恰当的配合比才行。

这是关键所在，必须严加控制。

【考点2】测量

　　平面控制网可采用三角测量和GPS测量。

平面控制网三角测量。

三角网的基线不应少于2条，依据当地条件，可设于河流的一岸或两岸。

基线一端应与桥轴线连接，并昼近于垂直。

当桥轴线较长时，应尽可能两岸均设基线，长度一般不小于桥轴线长度的0.7倍，困难地段不得小于0.5倍。

设计单位布设的基线桩精度够用时应予以利用。

三角网所有角度宜布设在30°～120°之间，困难情况下不应小于25°。

　　平面控制测量等级大、中桥的水中墩、台和基础的位置，宜用校验过的电磁波测距仪测量。

桥墩中心线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于±15mm。

　　桥涵放样测量有何要求?

　　1）当有良好的丈量条件时可采用直接丈量法进行墩台施工定位，应对尺长、温度、拉力、垂度和倾斜度进行改正计算。

　　2）大、中桥的水中墩、台和基础的位置，宜用全站仪测量。

　　3）曲线上的桥梁施工测量，应按照设计文件参照公路曲线测定方法处理。

　　桥梁施工过程中的测量和竣工测量有哪些要求?

　　1）施工过程中，应测定并经常检查桥涵结构浇砌和安装部分的位置和标高，并作出测量记录和结论，如超过允许偏差时，应分析原因，并予以补救和改正。

桥轴线超过l000m的特大桥梁和结构复杂的桥梁施工过程，应进行主要墩、台（或塔、锚）的沉降变形监测，桥梁控制网应每年复测一次，以确保施工安全和质量。

　　2）桥梁竣工后应进行竣工测量，测量项目如下：

（1）测定桥梁中线，丈量跨径;

（2）丈量墩、台（或塔、锚）各部尺寸;

　　（3）检查桥面高程。

【考点3】梁式桥梁

（一）简支梁（板）桥

　　简支梁（板）桥在小跨径桥梁中广泛采用，其施工主要有支架现浇和预制安装两种方法。

　　支架现浇法是指在桥跨间设置支架，安装模板、脚扎钢筋、现场浇注混凝土的施工方法。

采用这种方法施工时，要特别注意支架的强度、刚度和稳定性（包括局部和整体稳定）要满足要求，支架地基可靠，浇注顺序合理，预应力（如果为预应力混凝土梁板桥）张拉控制有效等技术问题。

　　预制安装法主要用于预应力混凝土梁（板）桥施工，安装方法较多、根据实际情况可采用自行式吊车安装、跨墩龙门架安装、架桥机安装、扒杆安装、浮吊安装等。

这种桥梁施工中关键是控制好预制精度、预应力体系的建立、预拱度的设置，避免梁体在预制时由于张拉不当引起的开裂，对架桥机等安装设备的强度，刚度和稳定予以监控。

（二）等截面连续梁（板）桥

　　在中小跨径的桥梁（特别是立交桥）中采用等截面连续梁（板）桥较多。

其施工方法包括：

　　1、逐孔现浇法

　　逐孔现浇法又分为在支架上逐孔现浇和移动模架逐孔现浇两种。

这种现浇法与前述简支梁（板）桥现浇不同处仅在于只需在一孔（或二孔）间设置支架。

施工中同样要注意支架或模架的强度，刚度与稳定。

另外，对不断进行的体系转换（施工接头位于跨间，连续孔数逐渐增多）时的结构受力与变形要特别注意。

　　2、先简支后连续法

　　这种施工与简支梁预制安装施工相似，但桥面系施工往往在已成的连续体系上进行，需注意梁体的受力变化。

　　3、顶推法

　　顶推法是指在桥台平台上后预制梁体，逐节向前推出。

这种桥梁施工的关键包括：

梁体预制精度（特别是梁体底面平整度），顶推同步、临时支墩（如果有）的变形、梁体在顶推过程中的内力、挠度变化等。

　　（三）预应力混凝土变截面连续梁桥

　　变截面连续梁桥主要用于大中跨径连续梁桥，常用施工方法有：

　　1、支架现浇法

　　支架现浇法适用于旱地且跨径不太大的桥梁，施工中支架的安全、变形等是必须引起重视的问题。

　　2、悬臂施工法

　　悬臂施工法是大跨径连续梁桥常用的施工方法，属于一种自架设方式，分为悬臂拼装与悬臂浇筑两种。

　　悬臂拼装指在预制场预制梁节段、然后进行逐节对称拼装，拼装方法主要有扒杆吊装法、缆索吊装法、提升法等。

　　悬臂浇注法则是利用挂蓝在桥墩两侧对称浇注箱梁节段、待已浇节段混凝土强度达到要求的张拉强度后进行预应力张拉，然后移动挂蓝进行下一节段施工，直至合拢。

目前主要采用该法施工。

　　不论悬拼还是悬浇，都是属于自架设方式施工，且已成结构的状态（包括受力，变形）具有不可调整性，所以，施工成败的关键在于临时锚固的可靠性，施工过程中的应力监测、变形预测与标高调整以及体系转换的实施。

　　（四）预应力混凝土连续刚构桥

　　预应力混凝土连续刚构桥通常用在更大跨径的梁式桥梁上，通常也采用悬臂浇筑施工。

由于其结构为墩梁固结，避免了墩梁临时固结及解除固结这个复杂过程，所以，其施工看起来比连续梁简单些。

而实际上，由于连续刚构桥跨径大，孔数多（可三孔或五孔），在施工中遇到的问题更多。

首先，连续刚构桥墩为柔性，主梁相对较纤细，施工过程中桥墩、主梁的受力安全及稳定性都需特别注意;其次是桥梁悬臂施工节段多、工期较长，其纵面高程受多种因素影响，容易出现较大的悬臂标高误差，甚至出现两相对悬臂端标高相对误差太大，使合拢困难的情况。

若为保证线形而采取措施强迫合拢，必将在结构中产生不利的附加内力，影响结构受力安全，所以，必须对其标高进行严格控制，确保成桥线形与内力状态符合要求。

　　（五）钢梁桥

　　钢梁桥包括简支或连续体系的钢板梁和钢桁梁桥。

钢梁桥一般为工厂加工，现场架设施工。

　　钢梁桥架设方法很多，主要有整孔吊装法，支架拼装法、缆索吊拼装法、转体法、顶推法、拖拉法和悬臂拼装法。

拖拉法与悬臂拼装法使用较多。

　　拖拉法是将钢梁在路堤、支架或已拼好的钢梁上拼装，并在其下设置上滑道，在拼装台顶面和墩台顶面设置下滑道，通过滑车组或铰车等将钢梁拖至预定桥孔就位。

由于拖拉时梁体应力大，且与使用阶段应力状态不一致。

所以，必须对施工中梁体各杆件的应力、稳定进行控制。

　　悬臂拼装法是将钢梁杆件在桥跨中依次悬臂拼装至前方墩（台）或合拢。

悬臂拼装施工中，首先要控制好钢梁的稳定性;其次是悬拼过程中各杆件应力及局部稳定虽在设计中已有考虑，但由于各种误差影响，施工中很有可能出现杆件应力过高的情况，故需用予监控;三是悬拼时梁的挠度同样需要监测、调控，使其挠度在控制范围内，保证合拢顺利和梁体线形符合要求;四是悬拼过程中的梁体振动也应注意;五是做好合拢控制。

　【考点4】拱式桥梁

　　拱桥作为一种传统桥型，应用非常广泛。

拱桥结构型式很多，各自的施工（架设）方法也不一样。

（一）石拱桥主拱圈施工

　　对于石拱桥这种砌体结构，一般采用拱架法施工。

拱架形式有满堂式、撑架式等。

在有条件的地方也可采用土牛拱胎。

采用拱架施工石拱本身并不复杂，但其施工过程中拱架的安全是必须引起重视的。

据统计，拱桥的垮塌事故大多发生在施工中，所以，对石拱桥，特别是大跨径石拱桥施工过程中拱架的受力，变形及稳定必须进行监控。

另外，在大跨径拱桥施工中，其拱圈一般系分环、分段逐渐形成的，所以，拱圈内的应力也是逐渐形成的，施工中必须对拱圈应力，特别是先期形成的拱环应力进行全程监控，避免结构在施工过程中出现过大的应力。

（二）普通型钢筋混凝土拱桥施工

　　1、主拱施工

　　普通型钢筋混凝土拱桥指除桁架拱桥、刚架拱桥、系杆拱桥以外的所有拱桥，普通型拱桥的共同特点是以主拱圈为主要承重结构，并且有外部水平推力。

普通型拱桥中，不论是板拱、箱型拱还是箱助拱，也不论是上承式、中承式还是下承式，在有条件的地方以及采用其他施工方法受限的地方，都可以采用在拱架上浇注、拼装的方法施工主拱圈。

拱架形式可以是满堂式、撑架式，也可以是斜拉式、拱式等。

　　对拱式拱架又分为外置式拱架和埋置式拱架，其中，埋置式拱架又称为劲性骨架，劲性骨架法是特大跨径拱桥的主要施工方法。

不论哪种拱架都是非刚性的，施工过程中拱架以及分环分层分段浇注中先期形成的拱环（段）的受力、变形是在不断变化的，为保证施工过程中拱架与拱圈的安全和拱轴线型对称，必须对施工中拱架与拱圈受力、变形、稳定进行监控。

对采用劲性骨架浇筑施工时，往往其桥梁跨径特大（如420米的重庆万县长江大桥），要在不太强大的骨架上经过很多工序和较长时间外包混凝土形成拱圈，其施工中的安全更为重要，实施施工控制就显得格外重要。

　　除上述有支架施工外，天支架缆索吊装施工法应用更为广泛。

缆索吊装法是通过设置吊运天线来完成预制拱段（构件）的纵向与竖向运输，从而完成拱圈拼装。

缆索吊装也是有支架施工中外置式钢拱架、埋置式拱架（劲性骨架）以及钢管混凝土拱中钢管拱的架设手段。

缆索吊装施工的关键在于吊运系统（包括锚碇、塔架、天线）的可靠性以及吊装与扣挂的过程控制。

　　根据两岸地形情况，在两岸制作半拱，然后绕拱座作水平或竖直转动至合拢成拱的转体施工法也时有采用。

转体施工的成败在于转动系统的可靠性和转动过程中悬扣系统、拱圈等的受力、稳定控制，标高监控。

　　钢筋混凝土拱也可采用悬臂施工法施工。

拱的悬臂施工主要有两种方式：

一是斜拉扣挂方式，即在拱桥墩台处设立临时塔架，用斜拉索系吊已通过挂蓝浇成的拱圈段，这样，浇一段就系吊一段，直至合拢。

二是桁架式，即借用专用挂蓝，结合使用斜吊钢筋将拱圈、拱上立柱和预应力混凝土桥面板齐头并进，边浇注拱圈边构成桁架，直至、合拢。

采用前者施工时，需特别注意对斜拉索力、拱圈受力、标高的监测与控制;采用后者施工时，鉴于其属于自架设施工方式，除需注意施工中结构的受力、稳定监控外，特别要加强施工标高的控制。

　　另外，普通型拱桥中还有一种是钢管混凝土拱。

钢管混凝土拱通常是采用缆索吊装法架设钢管拱，然后再灌注管内混凝土，相当于在较柔的钢管拱架上施加非常大的荷载，该施加可以是一次性的，也可以是分步进行的，不论是哪种方式，施工中钢管（或已先期形成的部分管内混凝土）的受力、变形以及稳定系数都是在不断变化的，必须加以监测、调控、以保证施工安全。

　　2、拱上结构施工

　　这里所指的拱上结构包括上承式拱桥的拱上建筑、中、下承式拱桥的悬吊结构（桥道梁）。

对前者可采用支架现浇，更多的是预制拼（吊）装;对后者既可在支架上现浇或拼装，也可采用吊装。

拱桥施工中拱圈安全形成并非全桥就已无问题，若拱上结构施工不当，极易使主拱受力不利，严重者还会导致垮塌，所以，必须对拱上结构施工过程中主拱的受力，变形以及稳定进行监控。

　　（三）系杆拱桥施工

　　系杆拱桥属于无外部推力体系，拱圈所产生的推力由系杆承担，而系杆所受拉力是随着拱圈和桥道梁的形成而逐渐形成的，所以，其施工工艺较为复杂。

　　对钢筋混凝土系杆拱桥，最简便的施工方法是支架法。

当采用钢筋混凝土吊杆和系杆时，通常在拱肋混凝土强度达到要求后，先在桥跨上加临时荷载，使吊杆和系杆中的钢筋内产生额外的拉力后再浇注其混凝土，最后在卸去临时荷载后使吊杆、系杆内产生一定预应力，避免混凝土裂缝。

当采用预应力系杆时，则需特别控制好预应力施加的时间、大小、使之与拱圈的形成协调，保证拱肋或系杆受力、变形符合要求。

必要时也可采用预制拼装，以加快施工进行。

　　对目前出现的大跨径系杆拱桥大多采用钢筋混凝土结构，除单跨外，更多的识三跨飞燕式。

一般先利用缆索吊装或转体（对飞燕式）架设钢管拱圈，此时，对单跨拱由于钢管拱本身产生的推力不大，可利用墩台抵抗或设置临时拉索来平衡推力，对三跨飞燕式则利用中跨半拱和边跨半拱互相平衡。

待拱形成后，再浇注管内混凝土和吊装桥道梁，与此同时，同步施加相应的系杆拉力。

该类桥梁施工中关键是要控制好系杆拉力的施加和桥道梁的施工加载。

　　（四）整体型上承式拱桥施工

　　整体型上承式拱桥包括桁架拱桥、刚架桥。

对普通中小跨径桁架拱桥可采用支架安装、无支架吊装、转体和悬臂安装等，对于大跨径桁式组合拱桥，通常采用悬臂安装施工。

在无支架吊装中，要特别注意桁架拱片在施工过程中的稳定性，在悬臂施工中则要作好施工过程中各杆件的受力情况观测和节段安装标高控制。