《桥梁施工、工艺》课件

桥梁施工与工艺本课程面向土木工程和道路交通专业学生，系统介绍桥梁施工的基本理论、工艺流程和技术要点桥梁工程作为基础设施建设的重要组成部分，在国民经济发展中发挥着关键作用通过学习本课程，学生将掌握各类桥梁的结构特点、施工方法、质量控制和安全管理等核心内容，为将来从事桥梁工程设计、施工和管理工作奠定坚实基础桥梁工程概述发展历程建设规模从古代简单木桥到现代超大跨中国现有桥梁总数超过120径桥梁，桥梁工程经历了材料万座，桥梁建设总量和技术水革新、结构创新和施工技术飞平均居世界前列跃发展的历程重要意义桥梁工程是交通基础设施的关键节点，对促进区域经济发展和社会进步具有重要意义桥梁的定义与功能连接功能通行便利交通枢纽桥梁是跨越水体、沟谷、为各种车辆、行人提供在公路、铁路、城市交道路等障碍物的人工构安全便捷的通行条件，通网络中发挥重要的节造物，实现交通线路的消除地形地貌对交通的点作用，构建完整的交连续性阻隔通体系桥梁工程在基础设施中的地位战略地位国家交通基础设施的重要组成关键节点各类道路工程的连接纽带技术支撑经济发展与交通运输的重要保障桥梁工程不仅是交通基础设施的重要载体，更是区域经济发展的重要引擎优质的桥梁工程能够显著提高运输效率，降低物流成本，促进区域间的经济文化交流桥梁组成基本结构上部结构下部结构主梁、桥面板、桥面系统桥墩、桥台及基础部分附属设施基础结构支座、伸缩缝、护栏、照明系统桩基、扩大基础、沉井基础桥梁上部结构详解主梁系统桥面板结构主梁是桥梁上部结构的核心承重构件，承担桥面荷载并将其传递桥面板直接承受车辆荷载，是桥梁行车道的重要组成部分现代给下部结构根据材料不同可分为钢梁、混凝土梁和组合梁等类桥梁多采用钢筋混凝土桥面板或正交异性钢桥面板型钢筋混凝土桥面板•预应力混凝土梁•正交异性钢桥面板•钢结构主梁•预制装配式桥面板•钢混组合梁•桥梁下部结构详解桥墩结构承担上部结构荷载并传递给基础的中间支撑结构桥台结构位于桥梁两端，承担上部结构荷载并抵抗土压力基础系统将桥梁荷载安全传递给地基土层的关键结构力学传递确保整个桥梁结构的稳定性和安全性桥梁基础结构类型桩基础沉井基础适用于软土地基或深厚覆盖层地适用于深水或大型桥梁，通过井区，通过桩身摩擦力和桩端阻力壁自重下沉至设计标高具有施承担荷载包括钻孔灌注桩、预工方便、适应性强的特点，常用制桩和沉管灌注桩等类型于大跨径桥梁扩大基础适用于持力层较浅的岩石或坚硬土层，通过增大基础底面积来满足承载力要求施工简单，造价相对较低桥梁类型分类梁桥斜拉桥以受弯为主的水平承重构件跨越障碍物利用拉索将荷载传递给索塔的结构形式拱桥悬索桥以受压为主的弧形结构承担荷载通过主缆和吊索系统承担荷载的大跨径桥梁梁桥结构与施工要点安装就位预制加工采用起重设备将预制梁运输到现场并精确设计准备在预制场进行梁体的标准化生产，严格控安装就位，调整梁体标高和轴线，确保桥进行详细的结构计算和施工图设计，确定制混凝土质量和预应力张拉工艺，确保梁梁整体线形符合设计要求梁体尺寸、配筋方案和预应力筋布置预体强度和耐久性满足设计要求应力混凝土梁是现代梁桥的主要形式拱桥结构与施工流程拱架搭设拱圈砌筑搭建临时支撑结构，为拱圈施工提供准按照设计要求进行拱石或混凝土的分环确的几何形状砌筑质量检验拱架拆除全面检查拱桥的几何形状、强度和稳定拱圈达到设计强度后，谨慎拆除临时支性撑结构刚架桥施工工艺钢结构制作现场拼装在工厂进行钢构件的精密加工制作，包括切割、焊接、防腐处理将预制的钢构件运输到施工现场进行拼装，可采用螺栓连接或现等工序严格按照设计图纸和规范要求控制构件尺寸精度和焊接场焊接的方式拼装过程中需要精确控制构件的几何位置质量钢混结合技术是现代刚架桥的重要发展方向，充分发挥钢材和混钢结构刚架桥具有自重轻、跨越能力强、施工速度快等优点，广凝土各自的材料优势，提高结构的综合性能泛应用于城市高架桥和大跨径桥梁工程中悬索桥结构与工艺索塔施工采用爬模或滑模技术建造高耸的混凝土索塔主缆架设通过空中纺丝法或预制平行钢丝束法架设主缆吊索安装按设计间距安装垂直吊索连接主缆和加劲梁加劲梁架设采用吊装或顶推法安装钢箱梁加劲梁斜拉桥施工工艺索塔施工采用爬升模板逐段浇筑混凝土索塔拉索安装按照设计张拉力安装高强度拉索同步张拉保持结构平衡的关键技术环节斜拉桥施工中最关键的是拉索张拉工艺，需要采用精密的监测设备实时监控索力变化张拉顺序必须严格按照设计要求执行，确保桥梁结构在施工过程中始终保持稳定状态现代斜拉桥广泛采用计算机辅助施工控制系统高架桥施工技术80%24h50m预制化率施工周期标准跨径现代高架桥预制构件使用比例单跨标准梁安装完成时间城市高架桥常用跨径长度城市高架桥施工具有工期紧、环境复杂、交通干扰大等特点现代高架桥大量采用预制装配技术，通过工厂化生产提高构件质量，缩短现场施工时间盾构隧道与高架桥的结合设计是解决城市交通拥堵的重要技术手段桥渡设计与桥位选择桥梁孔径及桥面高程设计孔径确定高程计算安全裕度根据河道宽度、流量特征和通航要综合考虑设计洪水位、通航净空、预留足够的安全裕度防止洪水冲击求确定桥梁跨径，避免对水流产生冰冻深度等因素确定桥面标高和冰冻破坏，确保桥梁长期安全运过大阻碍影响营基础埋置深度与导流建筑物埋置深度导流设施护岸工程基础埋置深度必须满足设置临时围堰、导流渠采用抛石、石笼、混凝抗冲刷、抗冻胀和承载等设施，为基础施工创土护坡等措施加固河床力要求，一般埋置在最造干作业条件，确保施和岸坡，防止水流冲刷大冲刷线以下不少于工质量和安全对桥梁基础的破坏2米的深度桥梁基础施工工艺钻孔成孔使用旋挖钻机或冲击钻机按设计要求钻至设计深度，确保孔径和垂直度钢筋笼安装将预制的钢筋笼整体吊入孔内，控制好钢筋笼的几何尺寸和保护层厚度水下灌注采用导管法进行水下混凝土灌注，确保混凝土连续浇筑，避免离析和夹泥质量检测进行桩身完整性检测和承载力检测，确保基础质量满足设计要求桥墩台施工流程模板搭设钢筋绑扎按照设计图纸搭设钢模板或木模板，确严格按照设计要求进行钢筋的绑扎和定保几何尺寸准确位养护拆模混凝土浇筑加强养护确保强度增长，适时拆除模板分层连续浇筑，充分振捣确保密实度桥台常见结构与施工重力式桥台肋式桥台依靠自重抵抗土压力的传统桥台形式，适用于地基承载力较好的采用肋板结构减少材料用量，通过合理的结构设计抵抗土压力情况施工工艺相对简单，但材料用量较大需要设置完善的反滤和排水系统防止水土流失圬工砌体桥台扶壁式桥台••混凝土重力式桥台框架式桥台••加筋土桥台薄壁式桥台••上部结构施工工艺总览预制梁安装现浇梁施工在预制场生产标准化梁体，使用在现场搭设支架或满堂脚手架，大型起重设备进行现场安装具进行钢筋绑扎和混凝土浇筑适有质量稳定、工期短、对交通影用于异形梁或预制运输困难的大响小等优点，是现代桥梁建设的跨径梁体施工主流工艺挂篮施工采用挂篮设备进行悬臂浇筑，适用于大跨径连续梁和斜拉桥施工能够在不中断交通的情况下跨越既有道路或水域钢结构桥梁拼装工厂制作在专业工厂进行钢构件的精密加工，包括切割、焊接、机加工、防腐涂装等工序运输就位采用大型专用运输车辆将钢构件运输到施工现场，合理规划运输路线现场拼装使用浮吊、履带吊等设备进行钢构件的现场拼装和精确定位连接固定采用高强度螺栓连接或现场焊接的方式完成钢构件之间的永久连接斜拉索桥梁张拉与调索精密测控采用高精度传感器监测拉索应力张拉顺序严格按照设计要求的张拉程序执行荷载平衡确保桥梁结构在施工中保持稳定斜拉索的张拉工艺是斜拉桥施工的核心技术，直接影响桥梁的受力状态和使用性能张拉过程需要采用计算机辅助控制系统，实时监测索力变化和结构变形，确保每根拉索的张拉力都精确达到设计值现代斜拉桥普遍采用分阶段张拉技术整体吊装与顶推施工超重型起重采用大型浮吊或履带吊进行整体吊装液压顶推使用液压设备逐段推进梁体到位实时监控全程监测结构应力和变形状态整体吊装适用于水上作业或跨越繁忙交通线的情况，能够最大限度减少对现有交通的影响顶推法施工具有设备相对简单、适应性强的特点，常用于连续梁桥和大跨径钢梁的施工两种工艺都需要精确的施工控制和安全防护措施预制梁板加工与运输工厂化生产质量控制建立标准化预制梁场，采用流建立完善的质量管理体系，对水线作业方式进行梁体批量生原材料、生产工艺、成品检验产，严格控制构件尺寸精度和实行全过程质量控制，确保预混凝土强度制构件质量稳定专业运输采用专用运梁车进行长距离运输，合理规划运输路线，加强运输过程中的安全防护和质量保护措施现浇法桥梁的模板支架挂篮施工工艺挂篮设计根据梁体截面和施工荷载设计专用挂篮，确保结构强度和刚度满足施工要求挂篮必须具备良好的行走性能和精确的定位能力悬臂浇筑采用对称悬臂浇筑的方法逐段施工，严格控制混凝土浇筑顺序和养护条件，确保结构受力平衡和几何线形准确精确移动利用液压系统驱动挂篮沿导轨精确移动到下一施工段，通过多点监测系统确保挂篮定位精度和施工安全辅助施工设备塔式起重机门式起重机智能化设备适用于高层桥墩和索塔用于预制梁场和桥位现包括自动化钢筋加工设施工，具有作业半径大、场的重型构件吊装，起备、智能张拉设备、无提升高度高的特点，是重量大、作业稳定，广人机巡检等，提高施工高耸结构施工的主要设泛应用于预制梁的生产精度和效率，降低人工备和安装成本桥梁施工测量控制技术全站仪测量GNSS实时差分定位精度达厘米级高精度角度和距离测量激光扫描水准测量三维几何形状精确测量精密高程控制和沉降监测桥梁工程安全管理风险识别全面识别高空作业、起重吊装、水上作业等主要风险源防护措施设置安全网、护栏、警示标志等安全防护设施教育培训加强作业人员安全意识教育和技能培训应急预案制定完善的安全事故应急处理预案桥梁工程质量控制材料控制过程控制建立严格的原材料进场检验制度，对水泥、钢筋、砂石等主要材对关键工序实行旁站监理，建立完善的质量检查验收制度100%料进行全面检测建立材料追溯体系，确保材料质量符合设计要采用统计质量控制方法，及时发现和纠正质量偏差求和规范标准工序质量检查•原材料检验•隐蔽工程验收•配合比试验•质量数据统计分析•材料追溯管理•主要施工工艺及流程示意施工准备技术交底、材料采购、设备进场、临时设施建设基础施工基坑开挖、桩基施工、承台浇筑、质量检测下部结构墩台施工、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑上部结构预制梁安装或现浇梁施工、桥面系统完善附属工程支座安装、伸缩缝设置、护栏安装、路面铺装特殊环境桥梁施工水下作业深水施工采用钢围堰或双壁钢围堰技术创深水环境下的桥梁施工面临水流造干作业条件，配备专业潜水作湍急、作业难度大、安全风险高业队伍进行水下检查和维护严等挑战需要采用大型浮吊、钢格执行水下作业安全规程栈桥等专业设备和工艺冰冻地区在冰冻地区施工需要考虑冰荷载对结构的影响，采取防冻胀措施，合理安排施工季节，确保混凝土质量河道桥梁导流与防冲导流设计围堰施工根据河道水文特征设计临时导流方案，采用土石围堰或钢板桩围堰，为基础施确保施工期间水流顺畅工创造干作业条件护岸加固抛石防护建设永久性护岸工程，长期保护桥梁基在桥墩周围抛投块石，形成保护层防止础安全水流冲刷桥梁防腐蚀与耐久性措施新材料应用防腐技术采用高性能混凝土提高结构密实度和抗渗性能，使用新型防水材钢结构采用多层防腐涂装体系，包括底漆、中间漆和面漆在海料保护桥面结构纤维增强复合材料在桥梁加固和新建中应用越洋环境中还需要采用重防腐涂料和阴极保护技术来越广泛多层涂装体系•高性能混凝土•重防腐涂料•桥面防水系统•阴极保护技术•纤维复合材料•桥梁缓冲、伸缩及支座伸缩缝梳型伸缩缝适应桥梁温度变形，确保行车舒适性根据变形量选择合适类型的伸缩装置球型支座球型支座允许结构自由转动和水平位移，适用于大跨径和曲线桥梁，承载能力强更换工艺支座更换需要采用同步顶升技术，精确控制顶升力和位移，确保结构安全最新桥梁施工技术装配式技术标准化预制构件现场快速拼装高性能材料超高性能混凝土和新型复合材料智能监测物联网传感器实时监控结构状态自动化施工机器人和人工智能辅助施工桥梁健康监测传感器布点数据采集在桥梁关键部位安装应变、位采用无线传输技术实时采集结移、加速度等传感器，建立完构响应数据，建立大数据分析整的监测网络系统平台预警系统基于机器学习算法建立结构状态评估模型，及时发现潜在安全隐患工程实例港珠澳大桥施工55km

6.7km总长度沉管隧道世界最长跨海大桥工程世界最长海底沉管隧道年120设计寿命超长设计使用年限港珠澳大桥采用了大量创新技术，包括深水沉管隧道、人工岛建设、超大跨径钢箱梁等工程在海洋环境保护、台风抗灾、船舶防撞等方面都实现了重大技术突破，代表了中国桥梁建设的最高水平工程实例沪通长江大桥超高索塔主塔高度达米，采用爬模施工325分阶段张拉斜拉索采用多次张拉调整技术同步顶推钢桥面梁采用多点同步顶推工艺沪通长江大桥主跨米，是世界最大跨径公铁两用斜拉桥施工中采用了精密的计算机控制系统，实现了大跨径斜拉桥的精确线1092形控制该桥的建成标志着中国大跨径斜拉桥建设技术达到世界领先水平工程实例四渡河大桥火箭牵引世界首次采用火箭抛射导引绳技术跨越深谷主缆架设采用空中纺丝法架设主缆，克服峡谷地形困难吊索安装精确控制吊索张拉力，确保桥面线形平顺加劲梁架设采用整体吊装技术完成钢桁梁的精确安装工程实例南京长江大桥改造结构加固保通措施环保要求对原有钢桁梁进行全面检测和加固处制定详细的交通组织方案，最大限度严格控制施工期间的噪音、粉尘和废理，更换部分构件，提高结构承载能减少对长江航运和公路交通的影响水排放，保护长江水质和周边环境力采用新型高强材料和先进加固技采用分段施工、错峰作业等方式采用环保型材料和工艺术桥梁工程常见问题分析应急抢修与养护损伤识别方案制定采用无损检测技术快速评估结构损伤程根据损伤情况制定针对性的加固修复方度和范围案快速加固效果监控采用粘贴钢板、碳纤维布等快速加固技对加固效果进行长期监测和评估术桥梁工程环保与绿色施工粉尘控制噪音管理资源回收采用洒水降尘、使用低噪音设建立废料分类密闭运输、工备，合理安排回收体系，循地围挡等措施施工时间，在环利用钢筋、控制施工粉尘，敏感区域设置模板等材料，保护大气环境隔音屏障减少环境污染质量生态保护最大限度保护施工区域的植被和水体，采取水土保持措施。