土木工程施工桥梁工程施工概述-

桥 梁 的 建 设 需 经 过 规 划 、 工 程 可 行 性 研 究 、 勘 测 设 计 和 施工 等 几 个 阶 段 。 施 工 是 具 体 体 现 桥 梁 设 计 思 想 和 设 计 意 图 的 过程 ， 高 水 平 桥 梁 设 计 需 要 更 高 水 平 施 工 技 术 去 实 现 。 桥 梁 施 工技 术 的 发 展 也 为 实 现 桥 梁设 计 意 图 提 供 了 灵 活 多 样的 手 段 ， 为 增 大 桥 梁 跨 度 、改 善 结 构 性 能 和 线 形 以 及应 用 新 材 料 提 供 了 充 分 条件 。 桥 梁 施 工 技 术 水 平 与 同 时 代 生 产 力 发 展 水 平 相 关 ， 3000年前 在 渭 河 上 架 设 浮 桥 1400多 年 建 设 的 赵 州 桥 建 造 技 术 超 乎 想 象 大 拱 圈 纵 分 为 28圈 ， 每 圈 由 43块 重 1t左 右 的 拱 石 组 成 ， 用石 灰 浆 砌 筑 。 为 提 高 强 度 和 整 体 性 ， 拱 石 表 面 凿 有 斜 纹 ， 拱 石纵 缝 间 安 放 腰 铁 （ 铁 箍 ） ， 主 拱跨 中 拱 背 上 设 置 5根 铁 拉 杆 ， 并 在拱 顶 石 砌 筑 时 采 用 刹 尖 方 法 使 拱石 挤 压 紧 密 。 1053年 建 成 泉 州 万 安 （ 洛 阳 ） 桥 现 代 浮 运 架 桥 的 原 始雏 形 。 46桥 墩 ， 834米 长 ， 采 用 “ 激 浪 涨 舟 、 悬 机 弦 牵 ” 架设 石 梁1240年 漳 州 虎 渡 桥 200t重 的 石 梁 如 何 架 设 至 今 未 知19世 纪 悬 索 桥 主 缆 架 设 的 AS、 PWS方 法 出 现 促 进 了 悬索 桥 快 速 发 展 20世 纪 钢 筋 混 凝 土 、 预 应 力 混 凝 土 技 术 应 用 ， 悬 臂 施 工 、顶 推 施 工 、 逐 孔 施 工 、 转 体 施 工 技 术 广 泛 应 用大 跨 深 水 桥 梁 迅 速 发 展 20世 纪 末 ： 1991米 的 日 本 明 石 海 峡 桥 （ 悬 索 桥 ） 、890米 的 日 本 多 多 罗 桥 （ 斜 拉 桥 ） 、 420米 的 中 国 重 庆 万 州 长江 大 桥 （ 砼 拱 桥 ） 、 301米 的 挪 威 Stolmasundet桥 （ 连 续 刚构 桥 ） 21世 纪 初 ： 460米 的 中 国 重 庆 巫 山 长 江 大 桥 （ 钢 管 砼拱 桥 ） 、 330米 的 中 国 重 庆 长 江 大 桥 复 线 桥 （ 连 续 刚 构 桥 ） 、1088米 中 国 苏 通 长 江 大 桥 （ 斜 拉 桥 ） 建 设 一 座 桥 梁 通 常 要 经 过 规 划 、 工 程 可 行 性 研 究 、 勘 测 设 计 和 施 工 等 阶 段 。 施 工 是 具 体 体 现 桥 梁 设 计 思 想 和 意 图 的 一 个 过 程 ， 其 最 终 目 的 是 建 成 一 个 满 足 使 用 要 求 的 工 程 实 体 。 施 工 技 术 无 论 是 在 设 计 阶 段 还 是 在 施 工 阶 段 都 非 常 重 要 ， 对 其 施 工 是 否 能 顺 利 完 成 起 着 决 定 性 作 用 施 工 技 术 的 发 展 为 实 现 桥 梁 设 计 意 图 提 供 了 灵 活 多样 的 手 段 ， 为 增 大 桥 梁 跨 越 能 力 、 新 型 桥 梁 结 构 体系 的 开 发 、 新 型 材 料 的 应 用 、 成 桥 状 态 （ 受 力 与 线形 ） 的 改 善 、 工 程 质 量 的 提 高 、 建 设 工 期 的 缩 短 和工 程 造 价 的 降 低 等 提 供 了 充 分 的 条 件 和 技 术 保 障 。 桥 梁 施 工 技 术 包 含 施 工 设 计 计 算 、 施 工 方 法 、 手 段 与 工 艺 、施 工 控 制 等 。 以 往 ， 在 桥 梁 施 工 技 术 中 并 未 突 出 施 工 控 制 的 内 容 ， 甚 至没 有 提 到 “ 施 工 控 制 ” 。 原 因 是 由 于 过 去 所 建 桥 梁 一 般 跨径 不 大 ， 规 模 较 小 ， 影 响 因 素 少 等 ， 因 为 施 工 控 制 不 力 而产 生 的 不 良 后 果 也 就 不 明 显 ， 从 而 使 人 们 忽 视 了 它 的 重 要性 。 事 实 上 ， 任 何 桥 梁 施 工 ， 特 别 是 大 跨 径 桥 梁 的 施 工 ， 都 是 一 个系 统 工 程 。 在 该 系 统 中 ， 设 计 图 纸 是 目 标 ， 而 自 开 工 到 竣 工 整个 为 实 现 设 计 目 标 而 必 须 经 历 的 过 程 中 ， 将 受 到 许 许 多 多 确 定和 不 确 定 因 素 （ 误 差 ） 的 影 响 ， 包 括 设 计 计 算 、 桥 用 材 料 性 能 、施 工 精 度 、 荷 载 ， 大 气 温 度 等 诸 多 方 面 在 理 想 状 态 与 实 际 状 态之 间 存 在 的 差 异 ， 施 工 中 如 何 从 各 种 受 误 差 影 响 而 失 真 的 参 数中 找 出 相 对 真 实 之 值 ， 对 施 工 状 态 进 行 实 时 识 别 （ 监 测 ） ， 调整 （ 纠 偏 ） 、 预 测 对 设 计 目 标 的 实 现 是 至 关 重 要 的 。 桥 梁 施 工 控 制 是 桥 梁 施 工 技 术 的 重 要 组 成 部 分 桥 梁 施 工 控 制 是 确 保 桥 梁 施 工 宏 观 质 量 的 关 键 桥 梁 施 工 控 制 又 是 桥 梁 建 设 的 安 全 保 证 施 工 控 制技 术 小 组施 工 监 理 项 目 部 施 工 项 目 部施 工 质 量 监 督 员 城 投 公 司 项 目 部中 港 集 团BT项 目 部 设 计 代 表控制指令发出控制意见反馈 监督控制指令执行控制执行情况反馈控 制 情 况 通 报控 制 情 况 监 督 意 见 控 制 实 施 协 调 、 意 见 控制实施协调 控 制 情 况 通 报控 制 实 施 意 见控 制 情 况 报 告控 制 实 施 意 见控 制 实 施 协 调 、 意 见控 制 情 况 通 报控 制 实 施 意 见 控 制 实 施 意 见 控 制 实 施 意 见 桥 梁 工 程 的 总 造 价 包 括 规 划 、 工 程 可 行 性 研 究 、 勘 测 设 计 、征 地 拆 迁 、 工 程 施 工 等 费 用 ， 其 中 施 工 一 般 要 占 工 程 费 用的 60 以 上 。 近 年 来 ， 工 程 施 工 费 用 和 劳 动 力 的 工 资 所 占的 比 例 呈 现 上 升 趋 势 ， 对 于 特 大 跨 径 和 结 构 比 较 复 杂 的 桥梁 更 是 如 此 。 因 此 ， 施 工 费 用 对 工 程 造 价 有 着 举 足 轻 重 的影 响 。 桥 梁 施 工 过 程 是 一 项 庞 大 的 系 统 工 程 ， 涉 及 到 大量 的 人 力 、 资 金 、 材 料 、 机 具 设 备 及 技 术 ， 要 求 进 行科 学 的 管 理 。 施 工 组 织 管 理 的 目 的 是 要 保 证 工 程 按 设 计 要 求 的质 量 、 计 划 进 度 和 低 于 设 计 预 算 和 合 同 包 价 的 成 本 ，安 全 、 顺 利 地 完 成 施 工 任 务 。 扩 大 基 础桩 和 管 柱 基 础沉 井 基 础 （ 大 型 重 力 式 基 础 ）地 下 连 续 墙 基 础组 合 基 础石 砌 墩 台 式 墩 台就 地 浇 筑 式 墩 台预 制 装 配 式 墩 台基 础 施 工桥 墩 、 台 施 工上 部 结 构 施 工 就 地 浇 筑 法预 制 安 装 法按 构 件 制 作 地 点 横 移 施 工 法以 桥 墩 为 基 准以 桥 轴 端 点 为 基 准以 横 桥 向 为 基 准按 结 构 形 成 方 式 转 体 施 工 法悬 臂 施 工 法顶 推 施 工 法逐 孔 施 工 法大 型 构 件 预 制 安 装法以 桥 位 为 基 准 整 体 就 地 浇 筑 施 工 法提 升 施 工 法 在 桥 位 处 搭 设 支 架 ， 在 支 架 上 浇 筑 混 凝 土 ， 待 混 凝 土 达 到 强 度 后拆 除 模 板 、 支 架 杆 单 元 钢 拱 架 部 分弓 形 木杆 梁 元 木 排 架 刚 臂 元 拱 环 轴 线 优 点 ： 无 需 预 制 场 地 ， 不 需 大 型 起 吊 、 运 输 设 备 ， 桥 跨 结 构 整 体 性 好 。缺 点 ： 工 期 长 ， 施 工 质 量 易 受 季 节 性 气 候 的 影 响 不 容 易 控 制 ， 对 预 应力 混 凝 土 梁 因 受 混 凝 土 收 缩 、 徐 变 的 影 响 将 产 生 较 大 的 预 应 力 损 失 ，施 工 中 的 支 架 、 模 板 耗 用 量 大 ， 施 工 费 用 高 ， 搭 设 支 架 影 响 排 洪 、 通航 ， 施 工 期 间 可 能 受 到 洪 水 和 飘 流 物 的 威 胁 。 在 工 厂 或 现 场 预 制 整 孔 主 梁 或 大 型 主 梁 节 段 ， 采 用 某 种 架 设 方 法进 行 安 装 、 连 接 ， 完 成 桥 体 结 构 的 施 工 预 制 安 装 法 特 点 ： 工 场 预 制 ， 有 利 确 保 构 件 的 质 量 ； 上 、 下 部 结 构 平 行 作 业 ， 将 缩 短 现 场 施 工 工 期 ， 可 降 低工 程 造 价 ； 主 梁 构 件 在 安 装 时 已 有 一 定 龄 期 ， 故 可 减 少 混 凝 土 收 缩 、徐 变 引 起 的 变 形 ； 不 同 架 设 方 式 对 桥 下 通 航 的 影 响 各 异 。 使 用 一 套 设 备 从桥 梁 的 一 端 逐 孔 施 工 ，直 到 对 岸 移 动 模 架 逐 孔 施 工 法 特 点 ： 不 需 设 置 地 面 支 架 ， 不 影 响 桥 下 通 航 、 通 车 ， 施 工 安 全 、 可 靠 有 良 好 的 施 工 环 境 ， 施 工 质 量 易 于 保 证 ， 一 套 模 架 可 多 次 周 转 使 用 ， 具有 在 预 制 场 生 产 的 优 点 机 械 化 、 自 动 化 程 度 高 ， 节 省 劳 力 ， 降 低 劳 动 强 度 移 动 模 架 设 备 投 资 大 ， 施 工 准 备 和 操 作 较 复 杂 移 动 模 架 逐 孔 施 工 宜 在 桥 梁 跨 径 小 于 50米 的 多 跨 长 桥 上 使 用 。 从 施 工 设 备 、 梁 体 构 件 制 造 等 方 面 可 分 为 ： 使 用 移 动 支 架 逐 孔 组 拼 预 制节 段 施 工 和 移 动 模 架 逐 孔 现 浇 施 工 。 从 桥 梁 墩 台 开 始 向 跨 中 不 断 接 长 梁 体 构 件 (包 括 拼 装 与 现 浇 )施 工 特 点 ： 属 于 自 架 设 施 工 法 施 工 中 墩 、 梁 固 接 ， 主 梁 上 产 生 负 弯 矩 ， 桥 墩 也 要 承 受 由 施 工 而 产生 的 弯 矩 非 墩 、 梁 固 接 梁 桥 ， 施 工 时 需 临 时 固 接 ， 在 施 工 过 程 中 存 在 着 结 构体 系 转 换 悬 臂 施 工 法 可 不 用 或 少 用 支 架 ， 不 影 响 桥 下 通 航 、 通 车 ， 节 省 施 工费 用 ， 降 低 工 程 造 价 悬 臂 浇 筑 施 工 简 便 ， 结 构 整 体 性 好 ， 施 工 中 可 不 断 调 整 位 置 悬 臂 拼 装 施 工 速 度 快 ， 桥 梁 上 下 部 结 构 可 平 行 作 业 ， 但 施 工 精 度 要求 比 较 高 适 用 于 梁 桥 、 拱 桥 、 刚 构 桥 、 斜 拉 桥 施 工 将 桥 梁 主 梁 或 主 拱 先 在 桥 位 处 岸 边 (或 路 边 及 适 当 位 置 )进 行 预 制 ，待 混 凝 土 达 到 设 计 强 度 后 旋 转 构 件 就 位 施 工 转 体 施 工 法 特 点 ： 可 利 用 施 工 现 场 的 地 形 安 排 预 制 构 件 的 场 地 不 影 响 桥 下 通 航 、 通 车 施 工 设 备 少 ， 装 置 简 单 ， 容 易 制 作 和 掌 握 高 空 作 业 少 ， 施 工 工 序 简 单 ， 施 工 迅 速 适 合 于 单 跨 拱 桥 和 三 跨 梁 桥 、 刚 构 桥 ， 可 在 深 水 、 峡 谷 中 建 桥 采 用 ，同 时 也 适 应 在 平 原 区 以 及 用 于 城 市 跨 线 桥 。 在 沿 桥 纵 轴 方 向 的 台 后 设 置 预 制 场 地 ， 分 节 段 预 制 ， 并 用 纵 向 预应 力 筋 将 预 制 节 段 与 施 工完 成 的 梁 段 联 成 整 体 ， 然 后通 过 顶 推 装 置 施 力 ， 将 梁 体向 前 顶 推 出 预 制 场 地 ， 之 后继 续 在 预 制 场 进 行 下 一 节 段梁 的 预 制 ， 循 环 操 作 直 至 施工 完 成 顶 推 施 工 法 特 点 ： 运 用 简 易 的 施 工 设 备 建 造 长 大 桥 梁 ， 费 用 低 ， 无 噪 声 ， 可 在 水 深 、 山谷 和 高 桥 墩 上 采 用 ， 也 可 在 曲 率 相 同 的 弯 桥 和 坡 桥 上 使 用 仅 能 适 用 于 等 坡 度 、 仅 处 于 平 曲 线 、 主 梁 高 度 不 变 的 梁 桥 主 梁 分 段 预 制 ， 连 续 作 业 ， 便 于 施 工 管 理 ， 避 免 了 高 空 作 业 ， 结 构 整体 性 好 梁 的 受 力 状 态 变 化 大 ， 施 工 阶 段 梁 的 受 力 状 态 与 运 营 时 期 的 受 力 状 态差 别 大 ， 在 梁 的 截 面 设 计 和 预 应 力 钢 束 布 置 时 为 同 时 满 足 施 工 与 运 营 的要 求 ， 将 需 较 大 的 用 钢 量 在 待 安 置 结 构 的 位 置 旁 预 制 该 结 构 物 ， 并 横 向 移 动 该 结 构 物 ， 将 它安 置 在 规 定 的 位 置 上特 点 ：施 工 中 不 改 变 桥 梁 的 结 构 体 系 。 在 横 移 期 间 ， 以 临 时 支 座 支 承 该 结 构 的施 工 重 量 多 用 于 正 常 通 车 线 路 上 的 桥 梁 工 程 的 换 梁 ， 也 可 与 其 它 施 工 方 法 配 合使 用 采 用 竖 向 运 动 施 工 就 位 的 施 工 方 法 ， 即 在 未 来 安 置 结 构 物 以 下 的 地面 上 预 制 该 结 构 并 把 它 提 升 就 位 。特 点 ：通 常 选 取 整 体 结 构 ， 重 达 数 千 吨 。 要 求 有 适 宜 的 地 面 ， 拥 有 一 定 起 重 能力 的 提 升 设 备 ， 地 基 承 载 力 需 满 足 施 工 要 求 ， 被 提 升 的 结 构 应 保 持 平 衡 。 先 施 工 便 于 制 造 、 安 装 的 轻 型 钢 结 构 ， 然 后 在 已 安 装 的 钢 结 构 上挂 模 分 次 现 浇 混 凝 土 形 成 最 终 结 构 特 点 ： 属 于 内 设 支 架 现 浇 施 工 法 事 先 架 设 的 钢 骨 架 既 是 主 结 构 混 凝 土 现 浇 的 支 架 ， 又 是 桥 梁 成 桥 状 态承 载 结 构 的 一 部 分 ， 用 钢 量 大 ， 造 价 高 施 工 期 间 对 桥 下 通 航 、 通 车 影 响 小 施 工 过 程 复 杂 ， 高 空 作 业 多 ， 施 工 质 量 与 施 工 安 全 控 制 难 度 大 主 要 适 用 于 外 设 支 架 法 、 缆 索 吊 装 法 难 以 实 现 的 大 跨 径 混 凝 土 拱 桥 施工 需 考 虑 的 因 素 ： 桥 梁 使 用 条 件 桥 梁 施 工 条 件 所 处 自 然 环 境 当 地 社 会 环 境 桥 型施 工 方 法 适 用跨 径 梁 桥 刚 架桥 拱 桥 斜 拉桥 悬 索桥简 支梁 悬 臂梁 连 续梁 圬 工拱 标 准 及组 合体 系 拱 桁 架拱整 体 支 架 现 浇 、 砌筑 施 工 法 20 60 预 制 安 装 施 工 法 20 50 逐 孔 施 工 法 20 60 悬 臂 施 工 法 50 320 转 体 施 工 法 20 140 顶 推 施 工 法 20 70 横 移 施 工 法 30 100 提 升 施 工 法 10 80 劲 性 骨 架 法 150以 上 34 石 拱 桥 建 造 过 程首 先 ， 修 建 支撑 桥 梁 的 桥 墩 其 次 ， 在 两 个桥 墩 之 间 修 建木 制 拱 架在 拱 架 上 铺 放石 头 35 石 拱 桥 建 造 过 程桥 拱 建 成 后 ，就 将 拱 架 移 走 最 后 ， 在 桥 拱上 铺 设 路 面 36 拱 桥 建 造 过 程首 先 ， 兴 建 峡 谷两 边 的 桥 台 和 它上 面 的 桥 墩 其 次 ， 将 模 具 悬挂 在 桥 墩 上 ， 用现 场 制 作 的 方 法兴 建 桥 拱 37 拱 桥 建 造 过 程桥 拱 的 中 间 部 分 在地 面 预 制 ， 然 后 用滑 轮 将 它 吊 起 安 放在 预 定 位 置 混 凝 土 路 面 板 、 边梁 和 更 多 的 桥 墩 兴建 后 ， 便 完 成 整 座桥 的 兴 建 38 悬 臂 桥 建 造 过 程 首 先 ， 兴 建 桥 的 地基 、 桥 墩 和 桥 台 其 次 ， 从 桥 墩 的 两侧 同 时 兴 建 悬 臂 梁 用 钢 条 将 已 建 造的 部 分 连 在 一 起 39 悬 臂 桥 建 造 过 程当 悬 臂 梁 的 一 侧延 伸 到 桥 台 后 ，就 开 始 在 第 二 个桥 墩 上 兴 建 新 的悬 臂最 后 ， 将 楔 安 放在 中 间 ， 以 完 成整 座 桥 的 兴 建 40 横 梁 桥 建 造 过 程 建 桥 开 始 前 ， 专 家必 须 考 察 建 桥 地 点的 地 质 情 况 。 他 们用 钻 机 钻 洞 ， 抽 取地 质 样 本 化 验 在 岩 床 上 建 造 不透 水 的 围 堰 ， 以便 将 水 隔 开 ， 建造 桥 桩 基 础 在 工 厂 里 建 造巨 大 的 钢 筋 混凝 土 预 制 梁 ，然 后 运 到 现 场 41 横 梁 桥 建 造 过 程 在 两 边 的 河 床 上建 造 用 于 支 撑 混凝 土 预 制 梁 的 巨大 而 坚 固 的 桥 台 用 河 岸 上 的 巨 大的 起 重 机 将 边 上混 凝 土 预 制 梁 放入 位 置 。 慢 慢 地 ， 桥 梁 形 成 了 在 深 埋 在 岩 床 中的 桥 梁 基 础 上 面建 造 混 凝 土 桥 墩 42 横 梁 桥 建 造 过 程一 旦 边 梁 放 入 位 置 ，就 在 他 们 上 面 加 上 桥面 ， 桥 面 是 就 地 用 混凝 土 制 造 的 当 桥 面 铺 上 后 ， 就用 起 重 机 将 驳 船 上的 中 心 梁 放 入 位 置 桥 面 铺 完 了 ， 安 全 护栏 、 路 灯 、 信 号 和 其他 设 施 也 安 装 上 了 ，桥 梁 最 终 可 以 使 用 了 43 斜 拉 桥 建 造 过 程在 已 经 沉 在 岩 床上 的 沉 箱 中 建 造基 础 ， 在 基 础 上建 造 桥 墩 在 工 厂 里 预 制 桥 面的 混 凝 土 部 分 ， 从空 气 动 力 学 角 度 来说 ， 它 们 可 以 阻 止 桥 梁 晃 动 桥 面 的 第 一 部 分 在桥 墩 上 建 造 ， 它 们将 为 桥 塔 提 供 一 个基 础 44 斜 拉 桥 建 造 过 程在 桥 墩 上 一 部 分 、一 部 分 地 建 造 桥 塔 ，它 们 把 桥 的 重 量 扩散 大 地 上 用 起 重 机 将 驳 船 运来 的 桥 面 分 别 置 放在 塔 的 两 边 桥 面 的 每 个 部分 都 连 到 塔 上的 一 根 钢 索 上 45 斜 拉 桥 建 造 过 程这 样 一 片 片 地把 桥 面 加 到 各个 塔 上 ， 直 到道 路 接 近 完 成 桥 面 上 要 用 专 用 的铺 路 机 铺 上 沥 青 以应 付 繁 重 交 通 当 桥 梁 结 构 完 工 后 ，安 装 路 灯 和 其 他 设施 。 46 吊 桥 建 造 过 程首 先 ， 兴 建 吊 桥 的 地 基 、 桥 墩 和 锚 状 物 ， 这 些 为 吊 桥 提供 了 一 个 稳 固 的 基 础 其 次 ， 在 桥 墩 上 兴 建 桥 塔 ， 他 们 是 由 钢 板 或 混 凝 土 制 作 的 ，用 以 支 撑 巨 大 的 缆 索 47 悬 索 桥 建 造 过 程安 装 两 根 粗 缆 索 ，他 们 穿 过 桥 塔 ，并 和 深 埋 在 河 岸上 的 锚 固 物 相 连 铺 设 路 面 板 工 作 可以 从 桥 塔 开 始 ， 向两 侧 外 移 ， 也 可 以在 桥 头 或 桥 中 向 桥塔 移 动 路 面 板 铺 设 后 ，就 开 始 铺 设 车道