预应力混凝土施工技术

一、桥梁基本组成与常用术语
(二)桥梁的基本组成
桥梁由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。
(1)上部结构
桥跨结构：线路跨越障碍(如江河、山谷或其他线路等)的结构物。
(2)下部结构：包括桥墩、桥台和墩台基础，是支承桥跨结构的结构物。
1)桥墩：是在河中或岸上支承桥跨结构的结构物。
2)桥台：设在桥的两端，一边与路堤相接，以防止路堤滑塌，另一边则支承桥跨结构的端部。
3)墩台基础：是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。
(3)支座系统：在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。它不仅要传递很大的荷载，并且要保证桥跨结构能产生一定的变位。
(4)附属设施：
1)桥面铺装(或称行车道铺装)
2)排水防水系统
3)栏杆(或防撞栏杆)
4)伸缩缝
5)灯光照明
(三)相关常用术语
(1)净跨径：相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距。
(2)计算跨径：对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离;
(3)总跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的总和。
(4)桥梁高度：指桥面与低水位之间的高差,或指桥面与桥下线路路面之间的距离,简称桥高。
(5)桥梁全长：简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离。
(6)桥下净空高度：设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。
(8)建筑高度：桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离。
二、桥梁的主要类型
(一)按受力特点分
1.梁式桥
梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。
2.拱式桥
这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，拱桥的承重结构以受压为主，通常用抗压能力强的圬工材料(砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。
3.刚架桥
刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构，其受力状态介于梁桥和拱桥之间。
4.悬索桥
悬索桥以悬索为主要承重结构，能以较小的建筑高度经济合理地修建大跨度桥。
5.组合体系桥
(1)连续刚构体系
(2)梁、拱组合体系

1、模板、支架和拱架应结构简单、制造与装拆方便，应具有足够的承载能力、刚度和稳定性。
2、设计模板、支架和拱架时应按下表进行荷载组合。

注：表中代号意思如下：

①模板、拱架和支架自重；
②新浇筑混凝土、钢筋混凝土或圬工、砌体的自重力；
③施工人员及施工材料机具等行走运输或堆放的荷载；
④振捣混凝土时的荷载；
⑤新浇筑混凝土对侧面模板的压力；
⑥倾倒混凝土时产生的水平向冲击荷载；
⑦设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力；
⑧其他可能产生的荷载，如风雪荷载、冬期施工保温设施荷载等。
3、验算模板、支架和拱架的抗倾覆稳定时，各施工阶段的稳定系数均不得小于<1.3。
4、模板、支架和拱架的设计中应设施工预拱度。施工预拱度应考虑下列因素：
（1）设计文件规定的结构预拱度。
（2）支架和拱架承受全部施工荷载引起的弹性变形。
（3）受载后由于杆件接头处的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形 
（4）支架、拱架基础受载后的沉降。
5、设计预应力混凝土结构模板时，应考虑施加预应力后构件的弹性压缩、上拱及支座螺栓或预埋件的位移等。
模板、支架和拱架的制作与安装
1、支架和拱架搭设之前，预压地基合格并形成记录。
2、支架立柱必须落在有足够承载力的地基上，立柱底端必须放置垫板或混凝土垫块。支架地基严禁被水浸泡，冬期施工必须采取防止冻胀的措施。
3、支架通行孔的两边应加护桩，夜间应设警示灯。施工中易受漂流物冲撞的河中支架应设牢固的防护设施。
4、安设支架、拱架过程中，应随安装随架设临时支撑。采用多层支架时，支架的横垫板应水平，立柱应铅直，上下层立柱应在同一中心线上。
5、施工脚手架、便桥须设立独立的支撑体系，不得与支架或拱架共用同一支撑结构。
6、钢管满堂支架搭设完毕后，应按相关要求，预压支架合格并形成记录。
7、支架、拱架安装完毕，经检验合格后方可安装模板；安装模板应与钢筋工序配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板，应待钢筋工序结束后再安装；安装墩台模板时，其底部应与基础预埋件连接牢固，上部应采用拉杆固定；模板在安装过程中，必须设置防倾覆设施。
8、当采用充气胶囊作空心构件芯模时，其安装应符合下列规定：
（1）<胶囊在使用前应经检查确认无漏气。
（2）<从浇筑混凝土到胶囊放气止，应保持气压稳定。
（3）<使用胶囊内模时，应采用定位箍筋与模板连接固定，防止上浮和偏移。
（4）<胶囊放气时间应经试验确定，以混凝土强度达到能保持构件不变形为度。

9、浇筑混凝土和砌筑前，应对模板、支架和拱架进行检查和验收，合格后方可施工

模板、支架和拱架的拆除

1、模板、支架和拱架拆除应符合下列规定：
（1）非承重侧模应在混凝土强度能保证结构棱角不损坏时方可拆除，混凝土强度宜为2.5MPa及以上。
（2）芯模和预留孔道内模应在混凝土抗压强度能保证结构表面不发生塌陷和裂缝时，方可拔出。
（3）钢筋混凝土结构的承重模板、支架，应在混凝土强度能承受其自重荷载及其他可能的叠加荷载时，方可拆除。
2、模板、支架和拱架拆除应遵循先支后拆、后支先拆的原则。简支梁、连续梁结构的模板应从跨中向支座方向依次循环卸落；悬臂梁结构的模板宜从悬臂端开始顺序卸落。
3、预应力混凝土结构的侧模应在预应力张拉前拆除；底模应在结构建立预应力后拆除。

一、一般规定
4、钢筋的级别、种类和直径应按设计要求采用。当需要代换时，应由原设计单位作变更设计。
5、 预制构件的吊环必须采用未经冷拉的热轧光圆钢筋制作，不得以其他钢筋替代，且其使用时的计算拉应力应不大于65MPa。
二、钢筋加工
(1)钢筋弯制前应先调直。钢筋宜优先选用机械方法调直。当采用冷拉法进行调直时， HPB300钢筋冷拉率不得大于2%; HRB335 、HRB400钢筋冷拉率不得大于1% 。
(4)箍筋末端弯钩形式应符合设计要求或规范规定。箍筋弯钩的弯曲直径应大于被箍主钢筋的直径，且HPB300不得小于箍筋直径的2.5倍，HRB335不得小于箍筋直径的4倍;弯钩平直部分的长度，一般结构不宜小于箍筋直径的5倍，有抗震要求的结构不得小于箍筋直径的10倍。
(5)钢筋宜在常温状态下弯制，不宜加热。钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制，弯钩应一次弯成。
三、钢筋连接(绑扎连接、焊接连接、机械连接)
1.热轧钢筋接头
(1)钢筋接头宜采用焊接接头或机械连接接头。
(2)焊接接头应优先选择闪光对焊。
三、钢筋连接
1.热轧钢筋接头
(4)当普通混凝土中钢筋直径等于或小于22mm时，在无焊接条件时，可采用绑扎连接，但受拉构件中的主钢筋不得采用绑扎连接。
2.钢筋接头设置
钢筋接头设置应符合下列规定：
(1)在同一根钢筋上宜少设接头。
(2)钢筋接头应设在受力较小区段，不宜位于构件的最大弯矩处。
(3)在任一焊接或绑扎接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，在该区段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面积得百分率应符合规范规定。
(4)接头末端至钢筋弯起点的距离不得小于钢筋直径的10倍。
(5)施工中钢筋受力分不清受拉、受压的,按受拉办理。
(6)钢筋接头部位横向净距不得小于钢筋直径,且不得小于25mm。
四、钢筋骨架和钢筋网的组成与安装
(5)绑扎接头搭接长度范围内的箍筋间距：当钢筋受拉时应小于5d，且不得大于100mm;当钢筋受压时应小于10d，且不得大于200mm。
4.钢筋的混凝土保护层厚度
(1)普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度不得小于钢筋公称直径，后张法构件预应力直线形钢筋不得小于其管道直径的1/2。
(2)当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm时，应在保护层内设置直径不小于6mm、间距不大于100mm的钢筋网。
(3)钢筋机械连接件的最小保护层厚度不得小于20mm。
(4)应在钢筋与模板之间设置垫块，确保钢筋的混凝土保护层厚度，垫块应与钢筋绑扎牢固、错开布置。

1、基层要求
（1）基层混凝土强度应达到设计强度的80%以上，方可进行防水层施工。
（2）基层混凝土表面粗糙度处理宜采用抛丸打磨。
2、基层处理
（1）基层处理剂可采用喷涂法或刷涂法施工，喷涂应均匀，覆盖完全，待其干燥后应及时进行防水层施工。
（2）喷涂基层处理剂前，应采用毛刷对桥面排水口、转角等处先行涂刷，然后再进行大面积基层面的喷涂。
3、防水卷材施工
（1）卷材防水层铺设前应先做好节点、转角、排水口等部位的局部处理，然后再进行大面积铺设。
（2）当铺设防水卷材时，环境气温和卷材的温度应高于5℃，基面层的温度必须高于0℃；当下雨、下雪和风力大于或等于5级时，严禁进行桥面防水层体系的施工。
（3）铺设防水卷材时，任何区域的卷材不得多于3层，搭接接头应错开500mm以上，严禁沿道路宽度方向搭接形成通缝。接头处卷材的搭接宽度沿卷材的长度方向应为150mm，沿卷材的宽度方向应为100mm。
（4）卷材的展开方向应与车辆的运行方向一致，卷材应采用沿桥梁纵、横坡从低处向高处的铺设方法，高处卷材应压在低处卷材之上。
4、防水涂料施工
（1）防水涂料严禁在雨天、雪天、风力大于或等于5级时施工。
（2）防水涂料配料时，不得混入己固化或结块的涂料。
（3）防水涂料应保障固化时间，待涂布的涂料干燥成膜后，方可涂布后一遍涂料。
（4）涂层间设置胎体增强材料的施工，宜边涂布边铺胎体。
（5）涂料防水层内设置的胎体增强材料，应顺桥面行车方向铺贴。铺贴顺序应由最低处开始向高处铺贴并顺桥宽方向搭接。
（6）防水涂料施工应先做好节点处理，然后再进行大面积涂布。
6、桥面防水质量验收
（1）防水施工验收应在施工单位自行检查评定的基础上进行。
（2）施工验收应按施工顺序分阶段验收。
（3）混凝土基层检测主控项目是含水率、粗糙度、平整度。
（4）防水层施工现场检测主控项目为粘结强度和涂料厚度。
（5）在沥青混凝土摊铺之前，应对到场的沥青混凝土温度进行检测。

一、桥梁支座安装技术
(一)桥梁支座的作用
桥梁支座的功能要求：
首先支座必须具有足够的承载能力，以保证可靠的传递支座反力(竖向力和水平力) ;
其次支座对桥梁变形的约束尽可能的小，以适应梁体自由伸缩和转动的需要;
另外支座还应便于安装、养护和维修，并在必要时可以进行更换。
(二)桥梁支座的分类
(1)按支座变形可能性分类：固定支座、单向活动支座、多向活动支座。
知识点注解：
固定支座：传递竖向力，允许上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动。
活动支座：
多向活动支座(纵向、横向均可自由移动)
单向活动支座(仅一个方向可自由移动)
(1)对于简支梁桥，一端设固定支座，另一端设活动支座。
(2)对于多跨连续梁桥，一般每联只有一个固定支座。为避免活动端的伸缩变形过大，一般将固定支座设在每联的中间桥墩上。
(2)按支座所用材料分类：
钢支座、聚四氟乙烯支座(滑动支座)、橡胶支座(板式、盆式)等。
桥梁支座类型很多，主要根据支承反力、跨度、建筑高度以及预期位移量来选定，城市桥梁中常用的支座主要为板式橡胶支座和盆式支座等。
(三)常用桥梁支座施工
1、支座施工一般规定
(2)支座安装平面位置和顶面高程必须正确，不得偏斜、脱空、不均匀受力。
(4)活动支座安装前应采用丙酮或酒精解体清洗其各相对滑移面，擦净后在聚四氟乙烯板顶面凹槽内满注硅脂。
(5)墩台帽、盖梁上的支座垫石和挡块宜二次浇筑，确保其高程和位置的准确。垫石混凝土的强度必须符合设计要求。
(2)板式橡胶支座：
1)支座安装前应将垫石顶面清理干净，采用干硬性水泥砂浆抹平，顶面标高应符合设计要求。
2)梁、板安放时应位置准确，且与支座密贴。如就位不准或与支座不密贴时，必须重新起吊，采取垫钢板等措施，并应使支座位置控制在允许偏差内，不得用撬棍移动梁、板。
(1)现浇梁盆式支座安装：
1)支座安装前检查支座连接状况是否正常，不得松动上下钢板连接螺栓。
2)支座就位部位的垫石凿毛，清除预留锚栓孔中的杂物和积水，安装灌浆用模板，检查支座中心位置及标高后，采用重力方式灌浆。
3)灌浆材料终凝后，拆除模板，检查是否有漏浆，待箱梁浇筑完混凝土后，及时拆除各支座的上下钢板连接螺栓。
2)预制梁盆式支座安装：
①预制梁在生产过程中按照设计位置预先将支座上钢板预埋至梁体内。
②在施工现场吊装前，将支座固定在预埋钢板上并用螺栓拧紧。
③预制梁缓慢吊起，将支座下锚杆对准盖梁上预留孔，缓慢地落梁至临时支撑上，安装支座的同时，盖梁上安装支座灌浆模板，进行支座灌浆作业。
④支座安装结束，检查是否有漏浆处，并拆除各支座上、下连接钢板及螺栓。
(4) 支座安装后，支座与墩台顶钢垫板间应密贴。
支承垫石不平，支座与垫石之间有空洞，引起局部受力大，造成支座损坏。

一、桥梁维护施工技术
(一)一般规定
(3)城市桥梁的养护工程宜分为：
1)保养、小修：进行日常维护和小修作业。
2)中修工程：对一般性损坏进行修理
3)大修工程：对城市桥梁的较大的损坏进行综合治理
4)加固工程：对桥梁结构采取补强、修复、调整内力等措施，从而满足结构承载力及设计要求的工程。
5)改扩建工程：
城市桥梁因不适应现有的交通量、载重量增长的需要，需提高技术等级标准，显著提高其运行能力的工程;以及桥梁结构严重损坏，需恢复技术等级标准，拆除重建的工程。
(二)常见的维护加固技术
在《城市桥梁结构加固技术规程》CJJ/T23-2016 中给出了增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维带加固法、预应力加固法、改变结构体系加固法、增加横向整体性加固法等桥梁结构加固技术。
(三)新、旧桥梁上部结构拼接的构造要求
根据桥梁上部结构不同类型一般采用以下的拼接连接方式：
(1)钢筋混凝土实心板和预应力混凝土空心板桥，新、旧板梁之间的拼接宜采用铰接或近似于铰接连接。
(2)预应力混凝土T梁或组合T梁桥，新、旧T梁之间的拼接宜采用刚性连接。
(3)连续箱梁桥，新、旧箱梁之间的拼接宜采用铰接连接。

三、钢板桩围堰施工要求
（1）有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰。
（2）施打顺序一般从上游向下游合龙。

（2）制作中应防止套箱接缝漏水。
（3）下沉套箱前，同样应清理河床。若套箱设置在岩层上时，应整平岩面。当岩面有坡度时，套箱底的倾斜度应与岩面相同，以增加稳定性并减少渗漏。

1、支架法现浇预应力混凝土连续梁
（1）支架的地基承载力应符合要求，必要时，应采取加固处理。
（2）应有简便可行的落架拆模措施。
（3）各种支架和模板安装后，宜采取措施消除拼装间隙和地基沉降等非弹性变形。
（4）安装支架时，应根据梁体和支架的弹性、非弹性变形，设置预拱度。
（5）支架底部应有良好的排水措施，不得被水浸泡。
（6）浇筑混凝土时应采取措施，避免支架产生不均匀沉降。
2、移动模架上浇筑预应力混凝土连续梁
（1）浇筑分段工作缝，必须设在弯矩零点附近。
（2）箱梁内、外模板在滑动就位时，模板平面尺寸、高程、预拱度的误差必须控制在容许范围内。