桥梁施工质量风险点及通病防治(105页)

1、桥梁施工质量风险点及通病防治武汉轻工大学何晓鸣教授内容提要桥梁施工技术的发展12 3 4536桥梁结构的加固与改造 桥梁施工质量的风险点桥梁质量通病桥梁预防性养护研究桥梁智能化加固技术探讨3 （一）、梁桥 梁式体系是古老的结构体系。梁桥范畴是指结构在垂直荷载作用下，支座只产生垂直反力的无推力梁式体系的桥梁。按静力特性可细分为桁梁桥、简支梁桥、T型刚构桥、悬臂梁桥、连续梁桥、连续刚构桥等多种体系。 梁桥构造简单、施工方便、工期短、造价低、且维修容易，除特大跨度桥梁外，是设计中首先考虑的结构体系，应用甚广。一、桥梁施工技术的发展4我国道路桥梁技术的发展 5我国道路桥梁技术的发展1、古代梁桥（1）泉

2、州安平桥 建于公元1138-1151年，长2223米，共有362孔，其石梁长达23.7米，宽1.7米，高1.9米，重200多吨。被誉为“天下无桥长此桥”。保持了700余年的桥长记录。（石梁桥）1、古代梁桥6我国道路桥梁技术的发展（2）泉州万安洛阳桥 建于公元1053-1059年，长890米，共有47孔。桥位于“波涛汹涌，水深不可址”的海口江面上。此桥以磐石铺遍桥位江底，是近代筏形基础的开端，并且，独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体，此亦世界上绝无仅有的方法。 （石梁桥）7我国道路桥梁技术的发展 （3）广西三江侗族自治县程阳永济桥 建于1916年，长644米，为4孔5墩木伸臂桥屋。

3、（木梁桥）8我国道路桥梁技术的发展 2、现代梁桥 （1）钢桁梁桥 桁梁桥是以桁架为其主梁，各杆两端都是用铰联结的结构。 浙江杭州钱塘江桥 建于1937年10月，是由中国工程师自己设计并监造的第一座现代大型公铁两用简支钢桁梁桥，全长1453米，正桥18孔。基础采用气压沉箱，空心钢筋混凝土桥墩。下构由丹麦康益洋行承包，上构由英国道门朗公司承包制造，是中国现代建桥史上的第一个里程碑。 钢桁梁桥9我国道路桥梁技术的发展 湖北武汉长江大桥 1957年建成，正桥长1155.5米，为3联9孔跨度128米的连续梁。下构首次采用新型管柱基础，是我国跨越长江的第一座大桥。由铁道部大桥工程局设计、施工。 （钢桁梁桥

4、）10我国道路桥梁技术的发展 江苏南京长江大桥 建于1968年，正桥长1576米，10孔；铁路引桥长6772米，公路引桥长4588米。在重型混凝土沉井和大直径3.6米先张法预应力混凝土管柱施工中国内首创。铁道部大桥工程局设计、施工。（钢桁梁桥）11我国道路桥梁技术的发展九江长江大桥 九江长江大桥始建于1973年12月，由铁道部大桥工程局勘察设计，第215桥梁工程处组织施工。是我国目前最长、工程量最大的铁路、公路两用桥。铁路桥长7675米，公路桥长4460米，最大跨度216米,居全国桥梁之首。首创无碴无枕预应力箱形梁。首用15锰钡氮新钢种。九江水域地质情况复杂，水深流急，施工难度较大。施工单位在

5、基础工程中采用了双壁钢围堰、泥浆套下沉和空气幕等一系列新技术、新工艺，保证了工程质量。（钢桁梁桥）12我国道路桥梁技术的发展 （2）简支梁桥 简支梁桥是工程中常用的简单结构，也是组成各种结构的基本构件之一。 东陇海铁路新沂河桥 建于1956年，桥全长691.7米,桥跨布置为2823.9米，是中国第一座铁路预应力混凝土桥。铁道科学研究院、铁道定型设计事务所和丰台桥梁厂试验研究、设计和施工。现在最大跨径已超过76m。 简支梁桥13我国道路桥梁技术的发展 （3）T型刚构桥 T型刚构桥是由梁和刚架相结合的体系。结构的上部梁在墩上向两边采用平衡悬臂施工，首先形成一个T字形的悬臂结构。相邻的两个T型悬臂在

6、跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁联成一体，即称为带铰或带挂梁的T型刚构。河南汤阴五陵卫河桥 五陵卫河桥为中国采用了平衡悬臂拼装法建成的第一座预应力混凝土型刚构桥。桥全长105m，分跨为25+50+25m.两个构之间用唧简式剪力铰连接。上部结构横截面采用单箱单室，箱底宽272cm，桥面宽450cm，采用明槽钢丝束配筋、摩阻式锥形拉杆锚具。于1965年4月建成通车。河南省交通厅、同济大学、交通部科研院公路所试验研究；河南省交通厅、同济大学设计，河南省交通厅施工。 现在最大跨径已超过120m。 T型刚构桥14我国道路桥梁技术的发展 （4）悬臂梁桥 悬臂体系是简支梁的延伸，由于存在支点负弯矩而减少了跨中

7、的正弯矩，从力学性质上分析可比简支体系节省材料。广西南宁邕江桥 建于1964年，长394.6m,宽24m,共5孔,是中国最早采用闭口薄壁杆件理论设计的一座悬臂式钢筋混凝土箱型薄壁城市桥。设计由广西壮族自治区交通厅主持，柳州铁路局、同济大学、区地质局和建工局、南宁市建设局等单位协作完成；施工由区交通厅工程局、柳州铁路局和上海基础工程公司协作完成。世界最大跨549m。 悬臂梁桥15我国道路桥梁技术的发展 （5）连续梁桥连续梁桥在外荷载的作用下，结构传力范围较大，因而位移减少，从而增大了结构的刚度。比之静定体系的其他型式梁桥，具有较为显著的经济性和整体性。 山东济宁跃进桥 中国最先采用的3跨变截面钢

8、筋混凝土薄壁箱形连续梁桥，全长134.1m，分跨为37.1+53.0+37.1m.于1960年2月建成。交通部公路规划设计院设计，山东省交通厅工程大队施工。当今世界最大跨245m。连续梁桥16我国道路桥梁技术的发展 （6）连续刚构桥 连续刚构桥是T型刚构桥的连续，使结构在跨中采用预应力筋和现浇混凝土区段联成整体，即为连续刚构。湖北黄石长江大桥 该桥全长2580.08m，主桥长1060m，分跨为162.5+3x245+162.5(m)，桥宽20m，其中机动车道宽15m，非机动车道各宽2.5m设于两侧。主桥墩采用28m直径双壁钢围堰加16根3m钻孔灌注桩基础。黄石长江大桥由交通部公路规划设计院设计

9、，中国公路桥梁建设总公司施工总承包,1995年建成通车,经常整修。连续刚构桥17我国道路桥梁技术的发展 连续刚构桥湖北钟祥皇庄汉江大桥 建于1995年、竣工验收时“工程质量等级优良”的湖北钟祥汉江大桥，仅运行10年便成为“危桥”，2005年9月不得不拆除重建。18二.我国道路桥梁技术的发展 (二)拱桥 世界上对拱结构的起源众说不一。或认为导源于自然界溶洞天然拱；或认为起自崩落的堆石拱；或认为由于砌墙开洞，逐渐由“假拱”演变而成。在中国，拱是由梁与侧柱逐渐演变为三、五、七等折边拱，然后演变为圆拱。跨度由2-3米而到达净跨37.02米，并保持了1000余年的世界记录。 拱桥是我国最常用的一种桥梁型

10、式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠。拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者受力性能有原则差别。拱式结构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力，由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要是承受压力，这样便可以充分利用材料的抗压性能来修建拱桥。 19我国道路桥梁技术的发展 20我国道路桥梁技术的发展 1、古代拱桥 （1）赵州安济桥 建于公元595-605年，拱圈并列28道，净跨37.02米，矢高7.23米,宽9米，主拱圈等厚1.03米，主拱圈两侧各开两个净跨分别为3.8米和2.85米的小拱，以渲泄洪水，减轻自重。桥面呈弧形，

11、栏槛望柱，雕刻龙兽，神采飞扬，结构独创，制作精良，造型匀称美丽，被列为世界文化遗产。 （石拱桥）21我国道路桥梁技术的发展 （2）浙江杭州拱宸桥（石拱桥） 建于公元1631年，三孔连孔薄墩桥，中跨15.8米，边跨11.9米。桥呈驼峰形，造型美观。 22我国道路桥梁技术的发展 （3）江苏苏州宝带桥 始建于唐，历代多次修复，现存53孔，长316.8米，中3孔通航，宽4.1米，是最长的多孔薄孔薄墩连孔桥。 （石拱桥）23我国道路桥梁技术的发展 （4）扬州瘦西湖五亭桥 是中国古典园林建筑中成功地将桥梁与园林景色有机结合的佳作。 （石拱桥）24我国道路桥梁技术的发展 （5）浙江泰顺县泗溪东桥 建于公元1

12、802年，长41.7米，跨25.7米，矢高5.85米，宽4.86米，桥上建有廊屋。 （木拱桥）25我国道路桥梁技术的发展 （1）圬工拱桥 圬工拱桥的主要优点是构造较简单，可就地取材，与钢桥及钢筋混凝土桥相比，可节约大量的钢材、水泥，耐久性能好，养护费用少，外型美观。相应的缺点是自重大，推力也大，下构工程量大，对地基条件要求也高。 圬工拱桥湖南省凤凰县乌巢河桥 大桥全长241m, 宽8m,主跨120m, 双肋悬链线石拱，肋宽2.5m,高1.6m.腹拱桥为9孔13,南岸引桥3孔13m,北岸引桥1孔15. 拱轴线为m=1.543,拱矢度1/5,拱助为等高变宽度。该桥是目前世界上最大跨径石拱桥纪录的保

13、持者。于1990年建成通车。湖南省凤凰县交通局设计、施工。26我国道路桥梁技术的发展 （2）箱形拱桥 将实体的板拱截面挖成空心箱形截面，则称为箱形拱或空心板拱。从而使箱形拱的截面抵抗矩较相同材料用量的板拱大很多，所以节省材料。又由于它是闭口箱型截面，截面抗扭刚度大，横向整体性和结构稳定性均较好，可以单片成拱，适用较大跨径的拱桥。箱形拱桥云南施甸县怒江红旗桥 建于1974年，主孔净跨116米，宽8.54米，经两次7.4级地震考验，至今完好。云南省公路规划设计院设计，云南公路局桥工处施工。 27我国道路桥梁技术的发展 （3）双曲拱桥 双曲拱桥最早建造在江苏省无锡县境内，由无锡桥梁工程队的一名统计员

14、在50年代末首创发明的一种新型拱桥。双曲拱桥主拱圈通常是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成，其主要特点是将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，以“集零为整”的组合整体结构承重。江苏无锡民主桥 建于1960年，构思独特，充分发挥双曲拱桥构造特点，组合拼装成三叉形双曲拱桥。无锡桥梁工程队设计、施工。 双曲拱桥28我国道路桥梁技术的发展 （4）桁架拱桥 桁架拱桥又称拱形桁架桥，是60年代末同济大学创造发展起来的一种轻型拱桥。桁架拱桥的承重结构是由上、下弦杆及跨中实腹段所组成的桁架拱片。桁架拱的拱上结构与拱肋溶为一体共同受力，整体性好；桁架部分各杆件主要承受轴向力，具有普通桁架受力特点

15、；实腹段具有拱的受力特点，拱的水平推力减少了跨中弯矩，使跨中实腹段在恒载作用下，主要承受轴向压力；在活载作用下将承受弯矩，成为偏心受压构件。桁架拱综合了桁架和拱的有利因素，以承受轴向力为主，可采用圬工材料修建，并能充分发挥圬工材料的特性。同时，拱上结构与拱肋已形成桁架，能充分发挥全截面材料的作用。 综上分析，桁架拱受力合理，自重轻，用料少，刚度大，整体性好，预制装配程度高，适合于软土地基建桥。 29我国道路桥梁技术的发展 浙江宁海县越溪桥 建于1976年，主孔跨度75米，是国内跨径最大的预应力混凝土桁架拱桥。浙江省交通设计院、同济大学设计，浙江省公路局施工。 桁架拱桥30二.我国道路桥梁技术的

16、发展 （4）刚架拱桥 刚架拱桥是中国70年代末80年代初发展起来的一种新型拱桥，它的施工方法相似于双曲拱桥或桁架拱桥，其构造简单，主要受力构件是主拱腿、上纵梁及其间的斜支撑。 湖北京山县圆潭河桥 建于1983年，主跨34米，桥宽9米，是中国建造较早的刚架拱桥之一。为4肋式钢筋混凝土刚架拱桥，工期6个月，工程造价仅8万元。本人设计和施工。最大跨径超过150m。 刚架拱桥31我国道路桥梁技术的发展 （6）桁式组合拱桥 组合体系结构往往是两种基本体系组合共同受力。拱式组合体系桥也不例外，它是将主要承受压力的拱肋和行车道梁组合起来共同承受荷载，充分发挥拱肋和行车道梁的共同作用达到节省材料的目的。拱式组

17、合体系桥由拱肋、吊杆或立柱、行车道梁、桥面等组成。桁式组合拱桥是七十年代末八十年代初在我国创造发明的一种新桥型，它除保持桁式拱结构用料省、坚向刚度大等特点外，更具有桁梁的特性，可以采用悬臂法施工，施工阶段和运营阶段的受力趋于一致等优点。贵州剑河清水江桥 建于1985年，长241米，宽11米，孔径布置39+150+39米，是中国首次采用预制构件组合的悬臂拼装工艺。贵州省交通设计院、同济大学设计，剑河县桥梁工程队施工。 桁式组合拱桥32我国道路桥梁技术的发展 （7）肋拱桥 肋拱桥是由两条或多条分离的平行拱肋以及在拱肋上设置的立柱和横梁支承的行车道部分组成。由于肋拱更多的减轻了拱体重量，拱肋恒载内力

18、减小，相应活载内力的比重增大，钢筋可以较好地承受拉应力，能充分发挥建筑材料的作用。肋拱常用于一些矢跨比很大的高桥中。跨越能力也较大。内蒙乌鲁木齐昌吉河桥 建于1961年，全长155米，主跨56米，是中国第一座预应力混凝土铁路系杆拱桥。铁道部第三勘测设计院设计，乌鲁木齐铁路局施工，铁道科研院试验研究。 肋拱桥33我国道路桥梁技术的发展 上海卢浦大桥 大桥全长3860米，主桥长750米,主跨为550米,边跨为100米的中承系杆拱桥,宽28.75米，高100米，双向6车道，全钢结构，焊接施工工艺,一跨过江，主桥按六车道设计,引桥按六车道、四车道设计,设计航道净空为46米,通航净宽为340米。工程总投

19、资22.11亿元，2003年建成通车。是当今世界钢肋拱桥世界之最。肋拱桥34我国道路桥梁技术的发展 （8）斜腿刚架桥 刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系，它是由受弯的上部梁结构与承压的下部柱整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连结，梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯结构，也是有推力的结构。刚架分直腿刚架与斜腿刚架。刚架桥的桥下净空比拱桥大，在同样净空要求下可修建较小的跨径。山西浊漳河桥 建于1981年，桥长171米，中心跨90米，是我国第一座预应力混凝土斜腿刚构铁路桥。铁道部第三勘测设计院设计，铁道部第三工程局施工。 斜腿刚架桥35我国道路桥梁技术的发展 （九）波纹板拱桥 波纹

20、板桥是一种采用钢质波纹薄板替代传统圬工材料，应用弹性薄壳理论，考虑台背填土的被动土抗力共同作用，按柔性结构设计的一种新桥型。用料省、工期短、造价低，适应于小桥涵。荆州李埠镇小桥 建于2000年5月，净跨5米，桥宽9米，波纹板厚5毫米，建设工期30天，主拱圈施工工期2天。是中国第一座钢质波纹板小桥。本人设计施工。此后，在荆州建成4座波纹板小桥。申请了专利。10年后已不受保护。现在我国已有此桥规范。世界最大跨已建到22m。 36我国道路桥梁技术的发展 （三）悬索桥 悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。其受力特征是：荷载由吊索传至缆，再传至锚墩

21、，传力途径简捷、明确。悬索桥的跨越能力是所有桥型中最大的。1、古代索桥 在我国公元前285年便有笮桥（竹索桥）。铁索桥自汉初（公元前206年）便在我国建成。（1）云南永平县霁虹桥（铁索桥） 是中国现存最古、最宽、铁索最多的铁索桥，桥净跨57.3米，全长113.4米，桥宽4.1米，桥索18根，位于澜沧江上，位于通往印度、缅甸的千年古道上。37我国道路桥梁技术的发展 四川泸定桥（铁索桥） 建于公元1705年，桥净跨100米，宽2.8米,共有索13根,索长128米,是现存古铁索桥中制作最精良的一座。 38我国道路桥梁技术的发展 2、现代悬索桥江苏润扬大桥 全长35.66公里，主桥长7.21公里。其中

22、南汊主桥采用单孔双铰钢箱梁悬索桥，主跨径1490米，为目前中国第一、世界第三，桥下最大通航净宽700米、最大通航净高50米。北汊桥采用176+406+176米的三跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥，长758米，桥下最大通航净宽210米、最大通航净高18米。桥面平均宽31.5米。2005年建成通车。它是我国第一座刚柔相济的组合型桥梁。 悬索桥斜拉桥39我国道路桥梁技术的发展(四）斜拉桥 斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系受拉的桥梁。其桥面体系用加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。斜拉桥启蒙于17世纪的意大利，复兴于二十世纪三十年代的德国，六十年代传入我国，目前已达到世界领先水平。1、混凝土斜拉桥 预应力混凝

23、土斜拉桥比钢斜拉桥发展得晚，但是发展很快，这是因为混凝土斜拉桥与其它类型相比，有一些显著的特点；主要是自重大，空气动力质量阻尼大；由于材料阻尼能较好地改善空气动力响应；耐久性好、维修费用少；斜拉索与之的连结比较容易，由于恒载大而降低了活恒比值斜拉索不易疲劳；造价一般讲比其他类型便宜。缺点是混凝土的收缩徐变大不易精确计算，施工难度大。(1)四川云阳汤溪河桥 我国第一座试验性斜拉桥。孔跨布置为34.91+75.84+34.91m,全长153.12m。每塔有三对斜拉索，辐射形布置。单箱梁高1m。塔墩固结，梁墩铰支。边跨支架现浇，中跨节段预制吊装。1975年建成。交通部重庆公路科学研究所、四川省公路设

24、计院合作设计并组织施工。现已拆除。混凝土斜拉桥40我国道路桥梁技术的发展(2)湖北荆州长江大桥（本人主持施工） 大桥全长43976米，宽245米，其北汊通航孔桥为主跨布置为200+500+200米双塔双索面斜拉桥，居同类桥梁世界第二、亚洲第一；南汊主跨布置为160+300+97米高低塔双索面斜拉桥300米姊妹桥塔属全国第二；三八洲主跨度150米连续桥梁创国内之最。混凝土斜拉桥41421、总体布置：二、设计概要北岸桥跨布置43长江主跨布置44南岸桥跨布置45我国道路桥梁技术的发展 2、钢斜拉桥 钢斜拉桥是出现得最早的斜拉桥，其优点是材质均匀，弹性模量固定，设计计算比较接近实际，易于精确制造和处理

25、细节。江苏苏通长江公路大桥 跨江大桥工程：总长8206米，其中主桥采用 100+100+300+1088+300+100+100=2088m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75m*48.1m，列世界第一。钢斜拉桥 专用航道桥采用140+268+140=548m的T型刚构梁桥，为同类桥梁工程世界第二；南北引桥采用30、50、75m预应力混凝土连续梁桥。2008年建成。 46 南起宁波慈溪，北至嘉兴海盐，全长36公里，杭州湾跨海大桥是世界上最长的跨海大桥，也是世界上建造难度最大的

26、跨海大桥之一。它是世界建桥史上的一项创举和奇迹。大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨448米的钻石型双塔双索面箱梁斜拉桥；南航道桥为主跨318米的型单塔双索面钢箱梁斜拉桥。 47我国道路桥梁技术的发展 3、结合梁斜拉桥 广义地将设置混凝土桥面的钢（主梁、横梁、小纵梁）斜拉桥，通称为结合梁斜拉桥。有以下主要特点：1、为施工方便，主梁采用了开口断面；2、两片主梁布置在桥面外侧；3、斜拉索直接锚在主梁外侧面上；4、为了降低造价，用混凝土桥面板代替了常用的正交异性钢桥面板；5、将桥面板纵向跨在横梁之间，使局部荷载所产生的桥面板拉应力与整体结构体系产生的桥面板压应力相叠加；6、为了使抗扭差的桥面系获

27、得较大的抗扭能力，把斜拉索锚在两侧的主梁上，并汇聚到塔的顶端，使之形成一个刚性的空间桁架。拉索的水平分力使主、横梁钢梁格组成的叠合梁承受压力，而高强度拉索受拉。48我国道路桥梁技术的发展 （1）上海杨浦桥 建于1993年，全长8354米，主跨45+99+144+602米+144+99+45米，双塔空间双索面钢一混凝土结合梁斜拉桥。保持世界纪录6年。上海市政工程设计院、同济大学、城市建设设计院、城建学院设计，黄浦江大桥建设指挥部组织施工。 49我国道路桥梁技术的发展（2）武汉白沙洲大桥 全长358638米，其中正桥长2458米，引桥长11 28.38米。桥面净宽26.5米，设六车道，设计时速为8

28、0公里，设计日通车能力五万辆次，是一座双塔双索面钢箱梁和预应力砼箱梁组合型斜拉桥。主塔采用钻石型结构，承台以上全高178.75米，斜拉索96对，塔高174.75米，主跨618米。钢斜拉桥50我国道路桥梁技术的发展 （1）湖南洞口淘金桥 是一座自锚上承式悬带桥。桥长74m，设计跨径70m，矢跨比1/9，桥面宽4.5m 。上部结构由端锚梁、连续T梁、盖梁排架和主索悬带组成。桥面系作为受压构件用来平衡悬带的拉力。在施工阶段需要设置临时的隧洞式岩石锚碇，用以锚固两组由48根5钢丝组成的主索。在预制悬带槽形底板安装完成后，现浇主柱排架，然后安装T梁和现浇横隔板。在浇注悬带槽内的混凝土后再放松外锚使整个结

29、构形成自锚体系。于1989年1月建成通车。湖南省交通科学研究所设计，洞口县交通局施工。悬带桥（五）其他悬吊体系桥梁51我国道路桥梁技术的发展（六）立交桥 立交桥是现代交通高速发展的产物。立交的型式多种多样，有苜蓿叶型、菱型、喇叭型、环型，以及定向式、互通式、组合式等，大部分立交为2-3层，个别达到4层。立交桥的桥型和结构比较复杂，通常要建造弯桥、坡桥、斜桥以及异形桥面的结构。河南郑州刘江立交桥 位于黄河南岸，北与黄河二桥相接，南接正在修建中的京珠高速(郑州段)，东西连接连霍高速，总占地面积1189亩，是目前国内规模最大的在建立交桥。 该立交桥设计为双向八车道，主车道长达2.95公里，设计车速为

30、每小时120公里，共分为上下四层。该工程总投资额为2.6亿元。52我国道路桥梁技术的发展（七）人行桥 人行桥随着我国城市化的发展如雨后春笋出现有繁忙的交叉路口，人行桥由于跨度与宽度不大，荷载较小，往往可与周围环境协调而设计成造型简洁、轻快、流畅的各种结构形式，既满足交通功能，又增加了城市中的立体景观，给人以美的享受。 桥梁施工技术的发展 小结 中国是一个有5000年多年文字记载历史的伟大国家。我国幅员辽阔，地势东南低而西北高河流纵横，湖泊密布，有着著名的长江、黄河和珠江等流域，这里孕育了中华民族，创造了灿烂的华夏文化。在历史的长河中，我们的祖先曾建设了数以千万计的桥梁，成为华夏文化的重要组成部

31、分。 中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目，曾在东西方桥梁发展史中占有崇高的地位，为世人所公认。中国古代桥梁类型分为：梁桥、拱桥、索桥、浮桥等。 中国现代桥梁又再一次地领先与世界先进水平。现代桥梁继承和发扬了古代桥梁优点，传承了古代桥梁的结构体系,它们的基本类型仍旧可分为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系,且创新了它们之间的各种组合。 54二、桥梁施工质量的风险点 桥梁施工应包括选择施工方法 , 进行必要的施工验算 , 选择或设计、制作施工机具设备 , 选购与运输建筑材料 , 安排水、电、动力、生活设施以及施工计划 , 组织与管理等方面的事务。施工是一项复杂而涉及面很广的工作 , 上至天文、气象；下至工

32、程地质、水文、地貌、机械、电器、电子、管理等各领域；同时与人的因素 , 与地方政府的关系密切。因此 , 现代的大型工程施工 , 应由多种行业的技术人员和工人协力完成。桥梁施工与以下五个方面直接相关： 1、桥梁施工与设计的关系 2、桥梁施工与工程环境和条件的关系 3、桥梁施工与施工方案的关系 4、桥梁施工与施工组织的关系 5、桥梁施工与施工预算的关系 6、桥梁施工方法的选择552.1 桥梁施工与设计的关系2.1.1关系原则 （1）桥梁设计必须具备施工的可行性。要求设计人员在进行桥梁设计时，要预先拟订施工方法，并在设计上考虑施工过程中产生的全部应力应变状态。 （2）桥梁施工必须忠实于设计，要求施工

33、人员理解设计图，掌握设计计算内容和各施工阶段的应力状态等。 （3）通过施工验证设计，促进设计进步，推动施工发展。2.1.2与施工有关的文件与图纸 （1）设计文件（包括经发包单位认可的设计图、材料数量表、分项工程预算等等）、说明书和施工计划。 （2）设计计算书。施工人员在开工前应仔细阅读，掌握桥梁建立在如何设计的基础上，应对施工中可能发生的各种变化情况。2.1.3施工前必要的设计计算 （1）有关构件变形的计算：构件的伸缩和挠度。 （2）有关施加预应力的计算：材料的张拉力计算与伸长值计算。 （3）有关架设时安全的验算。562.2 桥梁施工与工程环境和条件的关系 对现场条件的考虑和调查： 预先应详细

34、调查了解桥梁即将施工现场的地理、环境、地形、地质条件以及气象条件。 作为施工地点 , 要考虑市内、平地、山区、河流、海岸等 , 但条件差别很大 , 所以应当详细调查了解 , 以兔给施工带来障碍。作为地理条件 , 施工现场运输路线情况也是重要条件之一。与其他相邻工程的关系 , 也应作为施工现场的一项重要条件 . 比外 , 在正式开始施工之前 , 必须确认道路中心线、跨径长度、 斜交角及支座位置等测量结果。这些施工基本数据若有错误 , 就会对将要施工的桥梁竣工精度、安全性等产生极大的影响。特别是上、下部构造分别发包的时候 , 应当慎重研究下部构造的测量文件， 在现场需要重新确认跨径长度和支座位置等

35、重要基本敷据。 572.3 桥梁施工与施工方案的关系 桥梁施工方案主要是指桥梁的施工技术。在进行桥梁初步设计时就应确定工程的基本施工方法；在工程施工中 , 结合已有的机具设备和施工能力 , 制定各施工阶段的施工程序和施工方案。 选择确定桥梁施工方案，需要充分考虑桥位的地形、环境，施工方法的安全性、经济性、施工速度等等。一般很难将桥梁结构形式和施工方法分开考虑，也就是说，在进行桥梁设计时, 要预先假定施工方法 , 并须在设计上考虑施工过程中产生的全部应力应变状态。 例如，混凝土桥梁常采用以下三种施工方案：第一种：现场浇注混凝土施工法；第二种：预制混凝土施工法；第三种：将第一种和第二种方法组合起来

36、的混合施工法。更深入一步涉及到采用什么手段实现这些方法，也就是架设方法问题。对于第一种方法常采用固定支架式施工法；对于第二种方法常采用有预制梁架设施工法，如吊车、导梁之类安装预制梁；对于第三种方法，有如顶推法等，预制梁上现浇混凝土桥面板也属这种方法。 582.4 桥梁施工与施工组织的关系 组织管理是制定周密的施工计划 , 确保在规定的工期内优质、安全地完成设计图纸所要求的工程内容。 （1）确认工程项目 , 进行现场布置和施工准备。 （2）制定工程进度计划。 （3）安排人事劳务计划。 （4）临时设施计划。 （5）机具设备使用计划。 （6）材料及运输计划。 （7）工程财务管理。 （8）安全、质量与

37、卫生管理。 桥梁的施工技术与组织管理在内容上是有区别的 , 但在实际工作中关系是密切的。施工技术是保证工程能按设计进行施工 , 而只有严格的组织管理才能圆满地按照承包合同完成工程任务。592.5 桥梁施工与施工预算的关系 概、预算是工程设计文件的重要组成部分。它通过一系列表格计算，确定工程造价、劳动力、机械台班及材料消耗等的数量 , 因此也又是工程施工组织管理工作的必不可少的基础资料。 初步设计阶段编制概算，技术设计阶段编制修正概算，在施工图阶段编制预算。预算是施工图设计文件的重要组成部分。编制办法规定“预算经审定后，按预算承发包的工程，预算是确定工程造价，签订建筑安费工程合同、实行建设单位和

38、施工单位投资包干和办理工程结算、实行经济核算和考核工程成本的依据。” “以施工图设计进行施工招标的工程，施工图预算经审定后是编制工程标底的依据”. “施工图预算是考核施工图设计经济合理性的依据、施工图设计应控制在批准向初步设计及其概算范围内。如果单位工程预算突破相应慨算时，应分析原因，对施工图设计中不合理部分进行修改，对其合理部分应在总概算投资范围内调整解决” 影响桥梁施工费用的主要因素是构件制作的费用、 架设费用和工期。 缩短工期、尽早通车所带来的经济效益和社会效益越来越受到重视。 602.6 桥梁施工方法的选择2.6.1 桥梁基础施工 桥梁基础的施工无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程

39、的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础等几大类。 总之,桥梁基础工程发展到今天 , 已经不受水文、地质条件的控制 , 所重视的是工程结构本身和经济效益。目前国内已经拥有了合乎我国国情的一整套施工工艺及相应的设备 , 而特大桥梁基础已经向“组合基础”发展。扩大基础、桩基和沉井在各自的发展中又彼此“联合” 。这种联合就是根据不同的水文、地质来发挥各类型式的特点而组成的一个整体 , 故出现了很多基础形式。 61桥梁施工方法的选择2.6.2 桥梁墩台施工 桥梁墩台施工方法通常分为两大类： 一类是现场就地浇筑与砌筑； 一类是拼装预制的混凝土砌块、钢筋混凝土或预应力

40、混凝土构件。多数工程是采用前者 , 优点是工序简便 , 机具较少 , 技术操作难度较小； 但是施工期限较长 , 需耗费较多的劳力与物力。近年来 , 交通建设迅速发展 , 施工机械(起重机械、混凝土泵送机械及运输机械)也随之有了很大进步 , 采用预制装配构件建造桥梁墩台的施工方法有新的进展 , 其特点是既可确保施工质量、减轻工人劳动强度 , 又可加快工程进度、提高工程效益 。特别是现在爬升摸板和滑动摸板的应用,配合墩台全方位预应力混凝土工艺,使桥梁墩台施工即满足设计上各种造型要求,又保证了施工质量要求。 62桥梁施工方法的选择2.6.3 桥梁上部结构的施工 随着桥梁结构设计方法的进步、桥梁类型增

41、多与跨径增大 , 构件生产的预制化 , 以及材料和机械设备的发展 , 由此而引起施工方法的进步和发展 , 形成了多种多样的施工方法。 （1）就地浇注法 （2）预制安装法 （3）悬臂施工法 （4）转体施工法 （5）顶推施工法 （6）移动模架逐孔施工法 （7）横移法施工 （8）提升与浮运施工法 等等，只要设计水平和材料性能能达到，桥梁施工无所不能。63桥梁施工方法的选择2.6.4 施工方法选择 在选择施工方法时 , 桥梁的类型、跨径、施工的技术水平、机具设备条件是相当重要的因素。还需要充分考虑桥位的地形、环境、安装方法的安全性、经济性、 施工速度等因素。 （1）使用条件：桥梁的类型、使用跨径、墩高

42、、梁下空间的限制、平面场地的限制、桥墩的形状等。 （2）施工条件：工期要求、起重能力和机具设备要求、架设时是否封闭交通、架设时所需的临时设施、材料可供情况、架设施工的经济核算等。 ( 3) 自然环境条件：山区或平原、地质条件及软弱层状况、对河道的影响、运输线路的限制等。 ( 4 ) 社会环境影响：对施工现场环境的影响 , 包括公害、景观、污染、架设孔下的障碍、道路交通的阻碍、公共道路的使用及建筑限界等。 64桥梁施工方法的选择 各种类型桥梁可选择的主要施工方法 表 1-2施工方法简支梁桥悬臂梁桥T型刚构连续梁桥刚架桥拱桥组合体系桥斜拉桥吊桥现场浇注法预制安装法 悬臂施工法转体施工法顶撞施工法逐

43、孔施工法 横移施工法提升与浮运施工法3.1国内外桥梁质量现状3.1.1国内桥梁质量现状至2014年底,全国公路总里程达450万km,全国高速公路达11.145万km,全国公路桥梁达71.34万座。其中,特大桥梁2688座/ 468.86万延米、大桥61735座/ 1518.16万延米。然而，我国公路既有桥梁中危桥占有相当比例，早期桥梁大多表现为承载力不足；属于三类、四类不良状况或承载力不足的桥有占总数的近25，这些数据充分说明，在大交通量及大吨位超限车辆的作用下，如果这些技术状况不佳的桥梁得不到及时的维修和加固，不仅会造成整条线路的局部瓶颈，而且还会对通行的车辆造成极大的隐患。因此，桥梁施工质

44、量风险点的认识和通病防治就显得尤为重要。三、桥梁质量通病桥梁质量通病 3.1.2国外桥梁质量现状 美国桥梁总数约为60万座，其中约20万座被美国联邦公路总局(FHWA)化为不符合要求，12.5万座被列为具有结构缺陷，每年需替换5千至8千座。FHWA规划的桥梁修复与替换方案估计耗资455亿；英国运输部曾在1990年抽样调查过两百座混凝土公路桥，约30的桥梁的运营条件不良。 预计英国运输部拥有的6千座桥的10年修复费用为6200万； 在前南斯拉夫，大约有19的桥梁的运营条件不良； 这种情况在西欧和北欧国家也相当严重，如：德国在近2年内，对一个州的1500多座混凝土和预应力混凝土公路桥作了全面检查，

45、发现桥梁在上世纪下半叶建造的一批钢筋混凝土桥中，有27的桥梁上部结构至少有一处严重损伤，64至少有一处重要损伤，77至少有一处中等损伤。 这些情况在发展中国家更为严重。桥梁质量通病3.2桥梁承载能力不足 经过大量的调查和研究表明，造成桥梁的承载能力不足的原因多种多样，归纳起来有以下几个方面:1） 桥梁设计荷载偏低 桥梁设计荷载偏低主要集中在旧桥，旧桥设计荷载偏低，其原因如下: （1）历史的局限性 在我国公路事业的发展过程中，大量的桥梁是在当时的经济环境下建设的，已不适应当今国民经济快速发展的需要。当年，在修建公路的时候，对于仅作为人行桥或马车使用的古代和近代的桥梁，未作任何改造就加以利用，以及

46、2004年以前设计的桥梁，有许多桥梁的荷载标准对比现行规范要求有一定的差距。尽管大都有一定的潜力可挖，对于当时荷载等级要求不高，行车密度较稀的交通状况是能够适应的。但是随着交通事业的发展，相当一部分老桥面临着荷载等级偏低、承载能力不足的状况，导致病害日益严重，成为危桥。1954年公路工程设计标准及1956年公路工程设计准则汽6(7.8);汽8(10.4);汽10(13);汽13（16.9)(t)分为:标准车构成车队；加重车为单辆重车，重量见括号1967年公路桥涵车辆荷载及净空标准暂行规定汽10（6.5）;汽15(10)汽26（15）（t）分为:主车构成为单辆车重;括号内为列车构成车队1972年

47、(公路工程技术标准汽10（15）；汽15（20）;汽20 (30)（t）分为:主车构成为一列车队;括号内为加重车构成单车1981年公路工程技术标准 (JTJ)汽车（）级；汽车（）级;汽车（）级;汽车超（55）级。分为:主车构成为一列车队:括号内为加重车构成单车1985年公路桥涵设计通用规范 （1021-85）汽车10级;汽车15级;汽车20级;汽车超20级。（t)分为:主车构成为一列车队;括号内为加重车构成单车建国历来公路桥梁设计荷载的演变简表 2004年公路工程技术标准 （JTG B01 2003）汽车荷载分为公路-级公路-级两个等级。公路-级车道荷载的均布荷载标准值K q 10.5KN/m

48、和集中荷载标准值K P为550KN公路-级车道荷载的0.75 倍。 公路级车道荷载的均布荷载标准值为= 10.5 K q kN/m 集中荷载标准值K P 按以下规定选取 桥涵计算跨径小于或等于 5m 时= K P 180kN 桥涵计算跨径等于或大于 50m 时= K P 360kN。2015年公路工程技术标准 （JTG B01 2014）汽车荷载分为公路-级公路-级两个等级。公路-级车道荷载的均布荷载标准值K q 和集中荷载标准值K P为公路-级车道荷载的0.75 倍。城市桥梁集中荷载700KN公路级车道荷载的均布荷载标准值为= 10.5 K q kN/m 集中荷载标准值K P 按以下规定选取

49、 桥涵计算跨径小于或等于 5m 时= K P 270kN 桥涵计算跨径等于或大于 50m 时= K P 360kN。建国历来公路桥梁设计荷载的演变简表 2） 设计原因 设计上存在的问题，主要是:结构不合理、计算错误、施工图不完善。 （1） 结构不合理 桥梁设计方案的选择，是由当地的水文地质条件、施工技术和方法、经济指标和使用要求等诸多因素所就决定的。如果这些结构选择或布局不合理，都会使桥梁在运营过程中出现这样那样的缺陷。 （2）计算错误 在桥梁设计计算中，由于计算错误等原因，可能给桥梁带来先天不足的问题；如：二次应力、干燥收缩、徐变、拱桥卸载问题等计算错误，都会给桥梁日后运营中埋下隐患。（3）

50、施工图纸不完善 施工图不完善，主要表现在一些结构的细致部位，如：施工中出现把接头安置在弯矩最大处的不正确做法;支座钢筋预埋深度不足等，这些都会成为日后发生缺陷的因素。3） 施工原因在桥梁建设中，尽管设计正确，但施工方法不当，施工质量控制不严，施工过程中遇到一些非预见性灾害，如洪水、地震等，常常导致桥梁承载能力降低，不能达到设计的预期目的。4） 外界因素 车流量加大、重车增多、超载严重、交通碰撞事故；地震、洪水的破坏；环境恶劣、化学腐蚀；周边出现不均匀沉降等，都会使桥梁产生损坏。承载能力下降。3.3 混凝土桥梁结构的缺陷 混凝土桥梁结构的各种缺陷一般分为表层缺陷和内部缺陷两类，这是基于其使用条件

51、、构造形式、结构类型、缺陷发生部位和形式的不同来考虑的。 在混凝土表层形成缺陷主要有：蜂窝、孔洞、剥落、老化、露筋、麻面、层隙、磨损、掉角、表面裂缝、表面腐蚀、构件变形、接缝不平、模板走样等。 在混凝土内部形成缺陷有：在混凝土内部形成空洞和蜂窝，施工时钢筋类型、数量的选用以及放置位置不对，钢筋接头处焊接绑扎质量较差，混凝土保护层较薄造成钢筋外露引起钢筋锈蚀，混凝土的强度、抗渗、抗冻标号不足等。 1）混凝土桥梁结构缺陷的产生原因 混凝土桥梁结构缺陷多数是由于使用过程中各种外部因素和设计、施工不当造成的。桥梁在多年的使用过程中多受到风、雨、水流等自然界的侵蚀，温度、湿度的变化也会对桥梁结构产生影响

52、，还可能遭受地震、洪水等特大自然灾害而受到严重损坏。一些人为地原因如质量事故、意外的撞击也会使桥梁产生缺陷；设计不当包括选用的结构形式不合理、计算错误和取值偏差以及图纸标示不正确、不完善等几个方面，由此而造成结构承载力要求没有达到预期目标，裂缝、挠度过大；施工质量不好，施工中采用的材料规格与性能不满足规范要求，施工时未能按操作规程进行施工，施工马虎大意等。 混凝土梁式桥主要缺陷原因分析图： 2）混凝土桥梁结构产生缺陷的危害 混凝土桥梁结构的表层缺陷虽不会引起桥梁断裂等严重后果，但其危害性还是应当引起足够的重视。混凝土桥梁由于长期受外界因素的影响，加之各种车辆荷载、人群荷载等活荷载的作用，往往使

53、原本不大的缺陷逐渐扩大，最终影响整个桥梁的安全性。混凝土表面的破损，会影响结构内部的钢筋，往往造成钢筋外露锈蚀的后果，如果任由其发展下去结构的承载能力与抗变形能力会逐渐减弱，最终混凝土结构物有可能出现不安全状态，减少桥梁结构的正常通行使用期限。因此，对于混凝土表面的破损应及时发现、及时维护，避免损坏向深层次发展，带来无可挽回的严重后果。 结构内部缺陷对桥梁结构带来的危害比表层缺陷的危害危害更大。混凝土强度等级不按照设计要求标准、钢筋的类型、数量、放置位置没达到规范要求、浇筑混凝土时没及时振捣，模板漏浆等使混凝土结构产生空洞等，都会降低桥梁的使用标准，缩短其使用年限。对内部缺陷应当查出一处，处理

54、一处，处理部位要进行加固补强3）桥梁墩台缺陷及病害 墩台位于桥梁上部结构和基础之间，墩台结构将上部结构的荷载传递给基础；桥台使桥梁与路堤相联接，并承受桥头填土的水平土压力，起着挡土墙的作用；桥墩则将相邻两孔的桥跨结构连接起来。因此，桥梁的上部结构的变化和影响，基础以下结构的变化与影响，都将会对它产生的影响和损坏。由于车辆荷载温度和其它环境因素的作用，以及材料本身某些特性随时间变化的影响。桥梁结构受力状态，承载能力，耐久性能和桥梁整体性能般都在逐渐退化而桥粱水中墩柱及桩基础由于所处的工作环境更为复杂(河床冲刷、污水侵蚀、漂流物及船舶撞击，墩柱及桩基的先天不足，潮汐及汛期水位变化引起的干湿交替作用

55、等)，使得水中桥梁墩柱的结构劣化程度及速度较陆地的墩柱及桥梁上部结构更为严重。 主要表现为：基础不均匀沉陷，包括基础的滑移和倾斜以及基底局部冲空、基础结构物的异常应力和开裂等；墩台结构的水平、竖向或网状裂缝，剥落、空洞或老化，钢筋外露、锈蚀，结构变形、移位等；水下桩基础病害，出现倾斜、下沉或冻拔现象：桩身混凝土出现冲蚀、磨损、破损、露筋、锈蚀、夹泥、冻胀和开裂现象；桩身出现缩径情况。 砖石墩台结构损坏 砖石墩台的表面损坏，主要表现为抹灰层、勾缝脱落，砌体表面麻面、起皮、起鼓、粉化、剥落等，逐渐向深处发展，也可造成内部材料质量变质、酥化，使强度降低；砖石砌体由于构件受力不均、基础沉降不均，受热不

56、均造成开裂；外界因素的影响，是造成砌缝脱落主要因素。 砖石砌体或钢筋混凝土墩台，常年受到干燥、潮湿、寒暑、冻结冰融等气候条件的影响，还受到水、海水、工业废水、废气、酸、碱、火热等作用，这是产生裂缝、砌体剥落、钢筋锈蚀等病害的主要因素，从而使材料随时间逐渐老化。 总之，桥梁墩(台)身的主要缺陷主要有：裂缝、剥落、空洞、钢筋外露和锈蚀、材料老化、结构变形或位移，久而久之，若不及时维修或加固，小病害酿成天病害，逐步失去使用功能。4）桥梁墩台病害的危害 桥梁墩台的强度和稳定性在很大程度上也决定了桥梁的耐久性。墩台承载能力不足，或出现沉降、倾斜、位移及转动，将引起上部结构的损坏，严重时会导致整座桥梁的坍

57、塌；多数桥梁的墩台是由砖石砌体、混凝土和钢筋混凝土构件组成，它的缺陷与病害主要由承载能力不足、沉降、倾斜、易动、转动及开裂等。5）引起墩台基础病害的问题桥梁基础分为浅基础和深基础两类。浅基础又分为刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱形基础；深基础可分为桩基础、沉井基础、混合基础。（1）基础沉降和不均匀沉降 对桥梁墩台深基础，一般来说，除地震、滑坡等作用外，其强度、变形和稳定性都能满足工程要求。对于浅基础的沉降，特别是不均匀沉降，是极其危险的，做好设防工作。（2）基础滑移和倾斜原因分析 由于冲刷，墩台基础时常发生滑移病害，因此，应当重点防治桥下河床冲刷； 由于软弱地基，也会因为主动土

58、压力，导致桥台前倾，或土体下层向前滑移，使台顶后仰、倾斜；（3）基础滑移或倾斜造成桥台破坏形式 支座和墩台支承面被破坏; 梁体从支承面上滑落;拱桥的拱圈开裂，跨顶下陷，甚至倒塌; 伸缩缝装置破坏，或使接缝减小、伸缩机能受损。 滑移量过大，梁端与胸墙紧贴，甚至导致胸墙破坏或梁局部压屈。（4）结构物基础应力异常和开裂病害刚性基础在中心荷载作用下，基地压力呈马鞍型分布，基础应力会发生异常，出现开裂病害，表明基础进入剪切破坏阶段。6）病害和成因分析（1）设计荷载标准偏低，承载能力不足。（2）人为及自然因素引起结构的破坏，如洪水、泥石流、浮冰、冰冻、地震、强风、船舶撞击等作用，河道不恰当开挖，桥梁基础下

59、存在岩溶、矿山坑道等，引起桥粱结构的局部损坏。（3）自然老化，其承载力、刚度、延性和稳定性不断下降，这是一个不可改变的客观规律。（4）超期服役。（5）桥粱长期处于超重荷载作用下运营，加速了桥梁的损坏。（6）设计、施工的先天不足，桥粱由于受施工质量、施工技术、施工手段等的限制和影响，存在一定的技术缺陷，随着运营时问的增加。其病害也逐渐显露、发展。（7）养护维修及加固措施不当。如支座维修不当，改变了整个结构的受力状态等。有些桥梁则是加固不当引起的。如加固施加的预应力大小或者位置不恰当，引起结构的二次病害：又如结构体系改变不合理，致使结构的关键部位应力超限等。 部件序号部件名称检查内容1桥面铺装龟裂

60、、坑槽、波浪及车辙、网裂、洞穴、碎裂或破碎、桥面贯穿横缝、桥面贯穿纵缝、积水2桥头平顺桥头沉降、台背下沉3伸缩缝松动、堵塞、卡死、脱落、碎边、高差、变形、失效、漏水、异响4排水系统桥面泄水管堵塞、排水设施残缺脱落、桥面积水、防水层5栏杆、护栏撞坏、断裂、错位、缺失、锈蚀6PC或RC梁式构件结构裂缝、混凝土剥离、网状裂缝、裂缝处渗水、桥面贯通横缝7台帽盖梁露筋锈蚀、混凝土剥离、网裂、结构裂缝、裂缝处渗水、墩台脱落桥梁部件检查内容桥梁部件质量通病检查桥梁部件质量通病检查部件序号部件名称检查内容8墩台身墩身水平裂缝、墩身纵向裂缝、框架式节点、桥墩位置、桥面贯通横缝9支座完整性、清洁、断裂、错位、脱空