2)路面抗滑表层粗集料应选 用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎 石或破碎砾石,不得使用筛选砾 石、矿渣及软质集料。 (7)细集料
1)沥青面层的细集料可采用 然砂、机制砂及石屑,其规格应 分别符合规范“沥青面层用: 天然 砂规格”、表 1B412061—4“沥青 面层用石屑规格”的要求。 、
2)热拌沥青混合料的细集料 宜采用优质的天然砂或机制砂, 在缺砂地区,也可使用石屑,但 用于高速公路、一级公路沥青混 凝土面层及抗滑表面的石屑用 量不宜超过天然砂及机制砂的 用量。
3)细集料应与沥青有良好的 粘结能力,与沥青粘结性能很差 的天然砂及用花岗岩、石英岩等 酸性石料破碎的机制砂或石屑 不宜用于高速公路、一级公路沥 青面层。必须使用时,应采用规 范规定的抗剥离措施。
(8)填料: 沥青混合料的填料宜 采用岩浆岩中的强基性岩石等 憎水性石料经磨细得到的矿粉, 原石料中的泥土杂质应除净。矿 粉要求干燥、洁净、其质量应符 合规范的技术要求。当采用水 泥、石灰、粉煤灰作填料时,其用量不宜超过矿料总量的 2%。
1B412060 熟 悉 水 泥 混 凝 土 路 面的材料 1B412061 水 泥 混 凝 土 路 面 的 材料要求
(6)接缝材料
1)应选用能适应混凝土面板 膨胀和收缩、施工时不变形、弹 性复原率高、耐久性好的胀缝 板。高速公路、一级公路宜采用 塑胶、橡胶泡沫板或沥青纤维 板;其他公路可采用各种胀缝 板。
1B412070 了 解 路 面 工 程 受 力 计算的基本方法和力学模型
(1)弯沉值的计算:路面设 计弯沉值是表征路面整体刚变 大小的指标,是路面厚度计算的 主要依据。 第二讲 桥梁与隧道工程
1B413010 掌握桥梁的组成、分 类及主要施工技术 1B413011 桥梁的组成
桥梁一般由桥墩、桥台和基础这 几个部分组成。
1)净跨径梁式桥是设计洪水 位上相邻两个桥墩(或桥台)之间 的净距,用 l 0 表示。对于拱式 桥是每孔拱跨两个拱脚截面最 低点之间的水平距离。
2)总跨径是多孔桥梁中各孔 净跨径的总和, 也称桥梁孔径(∑l 0),它反映了桥下宣泄洪水的能 力。
3)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,用 l 表示。 拱圈(或拱肋)各截面形心点的连 线称为拱轴线,计算跨径为拱轴 线两端点之间的水平距离。 4)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,以 L 表示。 对于无桥台的桥梁为桥面系行 车道的全长。
5)桥梁高度简称桥高,是指桥 面与低水位之间的高差,或为桥 面与桥下线路路面之间的距离。 桥高在某种程度上反映了桥梁 施工的难易性。
6)桥下净空高度是设计洪水 位或计算通航水位至桥跨结构 最下缘之间的距离,以 H 表示, 它应保证能安全排洪,并不得小 于对该河流通航所规定的净空 高度。
7)建筑高度是桥上行车路面 (或轨顶)标高至桥跨结构最下缘 之间的距离,它不仅与桥梁结构 的体系和跨径的大小有关,而且 还随行车部分在桥上布置的高 度位置而异。公路(或铁路)定线 中所确定的桥面(或轨顶)标高, 对通航净空顶部标高之差,又称 为容许建筑高度。桥梁的建筑高 度不得大于其容许建筑高度,否 则就不能保证桥下的通航要求。
8)净矢高是从拱顶截面下缘 至相邻两拱脚截面下线最低点 之连线的垂直距离,以 f 0 表示; 计算矢高是从拱顶截面形心至 相邻两拱脚截面形心之连线的 垂直距离,以 f 表示。
9)矢跨比是拱桥中拱圈(或拱 肋)的计算矢高 f 与计算跨径 l 之 比(f/l),也称拱矢度,它是反映
拱桥受力特性的一个重要指标。 《公路工程技术标准》 ,凡是 多孔跨径的全长不到 8m 和单孔 跨径不到 5m 的结构物,均称为 涵洞。
1B413012 桥梁的分类
(1)桥梁的基本体系 桥梁工程的受力构件, 总离不 开拉、压、弯三种基本的受力方 式,可以归结为梁式、拱式、悬 吊式三种基本体系以及它们之 间的各种组合。
1)梁式桥是一种在竖向荷载 作用下无水平反力的结构,梁内 产生的弯矩最大,通常需要抗弯 能力强的材料(钢、木、钢筋混凝 土等)来建造。
2)拱式桥的主要承重结构是 拱圈和拱肋。鉴于拱桥的承重结 构以受压为主,通常就可用抗压 能力强的圬工材料(如砖、 石、混 凝土等)、钢筋混凝土、钢材来建 造。
3)吊桥用悬挂在两边塔架上 的强大缆索作为主要承重结构, 也具有水平反力 (拉力 ) 的结构。
(2)桥梁的其他分类简述
1)按用途划分,有公路桥、铁 路桥、公路铁路两用桥、农桥、 人行桥、运水桥(渡槽)及其他专 8 用桥梁(如通过管路、电缆等)。
2)按桥梁全长和跨径的不同, 分为特殊大桥、大桥、中桥和小 桥。
3)按主要承重结构所用的材 料划分,有圬工桥(包括砖、石、 混凝土桥)、 钢筋混凝土桥、预应 力混凝土桥、钢桥和木桥等。
4)按跨越障碍的性质,可分为 跨河桥、跨线桥(立体交叉)、高 架桥和栈桥。 5)按上部结构的行车道位置, 分为上承式桥、下承式桥和中承 式桥。 1B413013 桥 梁 基 础 分 类 及 适 用条件
(1)桥梁基础分类:刚性基础、 桩基础、管柱、沉井、地下连续 墙等,其中桩基础又包括沉入 桩、灌注桩。 (2)适用条件
1)刚性基础:适用于各类土 层,根据土质情况分别采用铁 镐、十字镐、爆破等设备和方法 开挖。
2)桩基础:按施工方法可分为 沉桩、钻孔桩、挖孔桩,其中沉 桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩 法、射水沉桩法、静力压桩法。 ① 沉桩:锤击沉桩法一般适用于 松散、中密砂土、黏性土,根据 地质条件选用。 ② 钻孔灌注桩适用于黏性土、砂 土、砾卵石、碎石、岩石等各类 土层;挖孔灌注桩适用于无地下 水或少量地下水,且较密实的土 层或风化岩层,如空气污染物超 标,必须采取通风措施。主要在 以下条件选用: 一是, 荷载较大, 地基上部土层软弱,采用浅基础 或人工地基在技术上、经济上不 合理时;二是,河床冲刷较大, 河道不稳定或冲刷深度不易计 算正确,采用浅基础施工困难或 不能保证基础安全时;三是,当 地基计算沉降过大或结构物对 不均匀沉降敏感时;四是,当施 工水位或地下水位较高时。
3)管柱可适用于各种土质的 基底,尤其在深水、岩面不平、 无覆盖层或覆盖层很厚的自然 条件下,不宜修建其他类型基础 时,均可采用。
4)沉井适用于各种土质的基 底,在深水、无覆盖层或覆盖层 很厚的自然条件下,不宜修建其 他类型基础时,均可采用。
5)地下连续墙适于作为地下挡土 墙、挡水围堰、承受竖向和侧向 荷载的桥梁基础、平面尺寸大或 形状复杂的地下构造物,及适用 于除岩溶和地下承压水很高处 的其他各类土层中施工。
1B413014 桥 梁 下 部 结 构 分 类 及适用条件
(1)公路桥梁下部结构分类:
1) 重力式桥墩;2)重力式桥台;3) 轻型桥墩;4)轻型桥台。 (2)适用条件
1)重力式墩、台:这类墩、台 的主要特点是靠自身重量来平 衡外力而保持其稳定。主要缺点 是
圬工体积较大,因而其自重和 阻水面积也较大。 梁桥和拱桥上常用的重力式 桥台为 U 形桥台, 它适用于填土 高度在 8~10m 以下或跨度稍大 的桥梁。缺点是桥台的两个侧墙 之间填土宜用渗水性较好的土 夯填,并做好台后排水措施。
2)轻形墩台:① 梁桥轻形墩、 台; 柱式桥墩; 钻孔桩柱式桥墩; 柔性排架桩墩;设有支撑梁的轻 型桥台; 埋置式桥台;钢筋混 凝土薄壁桥台;加筋土桥台。
1B413015 桥 梁 上 部 结 构 的 主 要施工技术
(1)逐段悬臂平衡施工 平衡悬臂施工可分为: 悬臂浇 筑法与悬臂拼装法施工 (2)逐孔施工 有两种方式: 一种是预制拼装 法,分为两种方法: 1)预制简支 梁逐孔拼装,支点现浇成连续;
2)预制单悬臂梁逐孔拼装,接头 现浇成连续。另一种方式是现浇 法,即采用满堂支架或少支架梁 式移动支架进行现浇。
(3)顶推法施工: 按顶推装置和 顶推工作可分为单点顶推和多 点顶推法。 (4)转体施工: 按转动方向分为 竖向转体施工法和平面转体施 工法。
(5)缆索吊装施工: 按其用途和 作用可以分为主索、工作索、塔 架和锚固装置等四个基本组成 部分。
1B413020 掌握常用支架、模板 的设计和计算方法 1B413021 常 用 支 架 的 设 计 和 计算方法
(1)常用支架(拱架)的设 计原则 支架整体、杆配件、节点、地 基、基础和其它支撑物应进行强 度和稳定性验算。
(2)常用支架(拱架)的计算方 法 需要考虑设计荷载、预拱度、 沉落值等因素。
1)设计荷载 计算支架(拱架)时,应考虑下 列荷载组合:计算强度,1、2、 3、4、5,验算刚度,1、2、3 ①模板、支架和拱架自重; ②新浇筑混凝土、 钢筋混凝土 或其他圬工结构物的重力; ③施工人员和施工材料、 机具 等行走运输或堆放的荷载; ④振动混凝土产生的荷载; ⑤其他可能产生的荷载, 如雪 荷载、冬季保温设施荷载等。
2)施工预拱度的计算 支架(拱架)应预留施工拱度, 在确定施工拱度值时,应考虑下 列因素, ①支架(拱架)承受施工荷载而 引起的弹性变形; ②超静定结构由于混凝土收 缩、徐变及温度变化引起的挠 度; ③承受推力的墩台, 由于墩台 水平位移所引起的拱圈挠度; ④由结构重力引起梁或拱圈 的弹性挠度,以及 1/2 汽车荷 载(不计冲击力)引起的梁或拱圈 的弹性挠度; ⑤受载后由于杆件接头的挤 压和卸落设备压缩而产生的非 弹性变形;
3)施工预留沉落值的计算,接 头承受的非弹性变形,卸落设备 的压缩变形,支架基础沉陷。 4)计算支架(拱架)的强度和 稳定性时,应考虑作用在支架和 拱架上的风力。设于水中的支 架,尚应考虑水流的压力、流冰 压力和船只漂流物等冲击力荷 9 载。
5)验算支架(拱架)的刚度时, 支架、 拱架受载后挠曲的杆件(盖 梁、纵梁), 其弹性挠度不超过相 应结构跨度的 1/400;
1B413022 常 用 模 板 的 设 计 和 计算方法
(1)常用模板的设计原则 1)宜优先使用胶合板和钢模 板。
2)在计算荷载作用下,对模 板、支架及拱架结构按受力程序 分别验算其强度、刚度及稳定 性。 3)模板板面之间应平整,接缝 严密,不漏浆,保证结构物外露 面美观,线条流畅,可设倒角。 4)结构简单, 制作、 装拆方便。
(2)常用模板的计算方法 需要考虑设计荷载和模板刚 度。
1)设计荷载 计算模板时,应考虑下列荷 载:梁板和拱的底模板,计算强 度 1、2、3、4、7,验算刚度,1、 2、7;人行道、柱、梁、板、拱 等的侧模板,计算强度,4、5, 验算刚度,5;基础、墩台等厚 大建筑物的侧模板, 计算强度 5、 6,验算刚度,5。 ①模板自重; ②新浇
筑混凝土、钢筋混凝土 或其他圬工结构物的重力; ③施工人员和施工材料、机具 等行走运输或堆放的荷载; ④振动混凝土产生的荷载; 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荷 载; ⑦其他可能产生的荷载,如雪 荷载、冬季保温设施荷载等。 2)验算模板的刚度时,其变形 值不得超过下列数值: ①结构表面外露的模板, 挠度 为模板构件跨度的 1/400; ②结构表面隐蔽的模板, 挠度 为模板构件跨度的 l/250; ③钢模板的面板变形为 1.5mm; ④钢模板的钢棱和柱箍变形 为 L/500 和 B/500(其中 L 为 计算跨径,B 为柱宽)。
1B413030 掌握桥梁工程结构 的构造特点和受力特点
1B413031 桥梁工程基础的构造 特点和受力特点 ④地基的沉降及稳定性验 算 地基的沉降
计算:对于下列 情况,必须验算基础的沉降,使 其不大于规定的容许值。 修建在地质情况复杂、地 层分布不均或强度较小的软黏 土地基及湿陷性黄土上的基 础; ● 修建在非岩石地基上 的拱桥、连续梁桥等超静定结构 的基础;
● 当相邻基础下地基土 强度有显著不同或相邻跨度相 差悬殊而必须考虑其沉降差 时; ● 对于跨线(主要指跨铁 路)桥、跨线渡漕要保证桥(或漕) 下净空高度时。 (2)下部结构的受力特点
1)桥墩受力特点, 荷载及其组合应根据可能 出现的各种荷载情况进行最不 利的荷载组合。 ●梁桥重力式桥墩 第一种组合 按在桥墩 各截面上可能产生的最大竖向 力的情况进行组合。它是用来验 算墩身强度和基底最大应力。 第二种组合 按桥墩各 截面在顺桥方向上可能产生的 最大偏心和最大弯矩的情况进 行组合。它是用来验算墩身强 度、基底应力、偏心以及桥墩的 稳定性。 第三种组合 按桥墩各截 面在横桥方向上可能产生最大 偏心和最大弯矩的情况进行组 合。它是用来验算在横桥方向上 的墩身强度,基底应力、偏心以 及桥墩的稳定性。 (2)上部结构的受力特点 4)连续体系桥梁
● 由于支点存在负弯矩, 使跨中正弯矩显著减少,可以减 少跨内主梁的高度,提高跨径, 当加大支点截面附近梁高形成 变截面时,还可进一步降低跨中 弯矩;
● 由于是超静定结构,产 生附加内力的因素包括预应力、 混凝土的收缩徐变、墩台不均匀 沉降、截面温度梯度变化等;
● 配筋要考虑正负两种 弯矩的要求,顶推法施工要考虑 截面正负弯矩的交替变化。
1B413040 熟悉桥梁施工荷载 及施工测量
1B413041 桥梁施工荷载的计 算方法及荷载组合规定
(1)桥梁施工荷载的计算方 法: 通常可以将作用在公路桥 梁上的各种荷载和外力归纳成 三类: 1)永久荷载:包括结构物自 重、桥面铺装及附压设备向重 量、作用于结构上的土重及土侧 压力、基础变位的影响力、水浮 力、长期作用干结构上的人工预 施力以及混凝土收缩和徐变的 影响力;
2)可变荷载:按其对桥涵结 构的影响程度,又分为基本可变 荷载(亦称活载)和其他可变荷 载。基本可变荷载有汽车、平板 挂车和履带车的车辆荷载和人 群荷载。同时,对于汽车荷载应 计及其冲击力和离心力。对于所 有车辆荷载尚应计算其所引起 的土侧压力。其他可变荷载包 括,汽车制动力、支座摩阻力、 温度影响力、风力、流水压力和 冰压力等。 3)偶然荷载:偶然荷载包括 地震力和船只或漂流物的撞击 力。
(2)荷载组合的规定: 组合 I: 组合Ⅱ:设计弯桥时,当离 心力与制动力组合时,制动力仅 按 70%计算; 组合Ⅲ: 组合Ⅳ: 组合 V: 组合Ⅵ: 1B413042 桥梁施工测量技 术 (1)桥梁平面控制网的布 设 桥梁平面控制以桥轴线控 制为主。点位布设应力求满足以 10 下要求: 1)图形应尽量简单,估算出 来的未知数的矩阵主对角元素 应尽量小,并能用这些数据以足 够的精度用前方交会法对桥墩 进行放样。
2)控制网一般布设成三角 网或边角网,其边长与河宽有 关。
3)为使桥轴线与控制网紧 密联系,在布网时应将河流两岸 轴线上的两个点作为控制点。 4)所有控制点应便于观测 和保存。 桥梁平面控制网按常规方 法布设时基本网形是三角形和 四边形。按观测要素的不同,桥 梁控制网可布设成三角网、边角 网、精密导线网等; 为了施工放样时计算方便, 桥梁控制网常采用独立的坐标 系统,其坐标轴采用平行或垂直 于桥轴线方向,坐标原点选在工 地以外的西南角上,这样场地范 围内点的坐标都是正值。
(2)高程控制测量 建立高程控制网的常用方 法是水准测量和测距三角高程 测量。 高程控制网的主要形式是 水准网。当桥长在 300m 以上时, 应采用二等水准测量的精度;当 桥长在 1000m 以上时,两岸的水 准连测需采用一等水准测量的 精度;当桥长在 300m 以下时, 施工水准测量可采用三等。 (3)桥涵放样测量及要求
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。 (4)桥梁施工过程中的测量 和竣工测量
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。 桥轴线超过 1000 米的特大桥梁和结构复杂 的桥梁施工过程中,应进行主要墩、台的沉降变形监测,桥梁控 制网应每年复测一次。
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。 1B413043 桥梁施工监测和控制 大跨度拱桥的施工观测和 控制宜在每天气温、日照变化不 大的时候进行,尽量减少温度变 化等不利因素的影响。(午夜零 点) ④悬索桥在施工中,除了 主索和加劲梁外,对桥塔受力、 索鞍偏移、吊杆和主索索股受力 均匀性等应严加跟踪控制,保证 应力和线形的双控实现。
1B413050 了解大跨径桥梁施 工特点 1B413051 斜拉桥的施工特点
(1)索塔的施工可视其结构、体 形、材料、施工设备和设计综合 考虑选用合适的方法。裸塔施工 宜用爬模法,横梁较多的高塔宜 用劲性骨架挂模提升法;
(2)混凝土主梁:主梁零号 段及其两旁的梁段,在支架和塔 下托架上浇筑时,应消除温度、 弹性和非弹性变形及支承等因 素对变形和施工质量的不良影 响。
(3)采用挂篮悬浇主梁时, 除应符合梁桥挂篮施工的有关 规定外,还应按下列规定执行: 1)挂篮的悬臂梁及挂篮全 部构件制作后均应进行检验和 试拼,合格后再于现场整体组装 检验,并按设计荷载及技术要求 进行预压,同时测定悬臂梁和挂 篮的弹性挠度、调整高程性能及 其他技术性能。
2)挂篮设计和主梁浇筑时 应考虑抗风振的刚度要求。
3)拉索张拉时应对称同步 进行,以减少其对塔与梁的位移 和内力影响。 (4)为防止合龙梁段施工出 现的裂缝,应采用以下方法改善 受力和施工状况:
1)在梁上下底板或两肋端 部预埋临时连接钢构件,或设置 临时纵向连接预应力索,或用千 斤顶调节合龙口的应力和合龙 口长度。
2)合龙两端高程在设计允 许范围内时,可视情况进行适当 压重。
3)观测合龙前连日的昼夜 温度场变化与合龙高程及合龙 口长度变化的关系,选定适当的 合龙浇筑时间。
1B413052 悬索桥的施工特 点
(1)锚锭大体积混凝土施工 需采取下列措施进行温度控制, 防止混凝土开裂。