地铁高架桥施工技术方案讲解学习

地铁高架桥施工技术

方案

地铁高架桥施工技术方案

城市高架轨道交通的上部结构施工方法受到受到桥梁类型、跨径、城市环境要求、施工机械化水平等因素影响。在跨越内地受季节影响的河流段，高架桥基础采用钻孔灌注桩，桥墩采用双臂竖直支墩结构形式，上部结构采用多跨连续箱梁。

基础工程

1.施工方法

采用正反循环钻孔泥浆护壁成孔，灌注水下混凝土成桩施工。

2.施工准备

2.1场地布置

1.施工前，调查地下管线和电力线情况，搭设坚固稳定的工作平台。合理布置施工现场的机械设备、沉淀池、储浆池位置及施工方向和顺序。

护筒的加工和埋设

2.由6mm钢板卷制，长度为2m，直径大于钻头直径20～40cm，采用挖孔埋设。

2.2泥浆池设置及泥浆制备

1.为节约用水并减少污染，在泥浆池坑底铺设五彩布两道，施工完毕全部拆除并恢复地貌。

2.正循环施工的泥浆采用合格的粘土利用泥浆搅拌机造浆，可掺入适量的纯碱来改善泥浆的性能，或购进优质粘土、膨润土配制泥浆。

3.反循环施工的泥浆可由自身的钻头冲击造浆。

2.3钻头的选择

2.3.1正循环钻头的选择:

1.鱼尾钻头

适用范围：能利用较小的压力在粘土、粉砂土和砂层中高速钻进，但导向性能差。

2.笼式刮刀钻（双腰带笼式钻头）

只适用于粘土、粉砂、细砂、中粗砂和含少量砾石（不多于10%）的土层。

2.3.2反循环钻头的选择

1.锥形三翼钻头

结构简单、回转稳定、聚渣作用好，适用于土层、砂层、砂砾层，是大口径反循环桩孔施工中广泛使用的一种。

2.筒式捞石钻头

适用于砂砾、卵石层反循环。

3.牙轮钻头

硬岩层及非均质地层。

2.4混凝土配合比设计

1.钻孔灌注桩对混凝土各项指标的要求比较高，除了满足强度指标外还应具有良好的和易性，坍落度应控制在180～220mm内，配制时要重点考虑以下内容：

2.粗骨料粒径不得大于导管内径的1/6～1/8及钢筋最小净距的1/4，且不大于40mm。优先选用卵石，以减小混凝土内的摩擦力。如当地没有卵石，可选用级配良好的碎石，不过要通过适当加大砂率来减少混凝土内部的摩擦力。施工现场做好粗骨料的检查和验收工作，严格控制超标片石、块石的含量。

3.细骨料尽量采用级配良好的中砂，砂率宜控制在40%～50%内。

4.水泥用量应不少于350kg/m3，当加入减水剂或粉煤灰时，可以不少于300kg/m3，且水泥的强度不应低于42.5级，其初凝时间不得早于 2.5h，水灰比宜为0.5～0.6。

5.为保证混凝土在灌注过程中具有良好的和易性，并延长其凝结时间，如无特殊规定，可掺入适量的外加剂（比较普遍使用的是减水缓凝剂）。掺入量根据水泥的种类、缓凝剂性能，以试验室实测的数值为准。

6.在灌注水下混凝土前，根据施工现场骨料实际的含水率调整施工配合比，施工中严格控制砂石料、水泥、外加剂及水的用量，并随时检测混凝土的坍落度，坍落度不满足要求时要及时进行调整。

3.工艺流程

施工工艺流程

4.成孔施工

4.1钻机就位

汽车吊配合钻机就位，中心偏差应小于50mm，钻杆的垂直度小于1%。

4.2钻孔

1.在首段0～1m内应为慢速钻进，泵量应适中，防止坍孔或护筒下部漏水，钻机启动形成正常正循环后再开始正式钻进。

2.成孔过程中随时捞取钻渣，补充优质泥浆，根据地层情况调整钻进工艺和泥浆指标。

4.3正循环施工要点：

4.3.1在粘土层钻进时

采用‘低钻钻压、快转速、大泵量“的钻进规程，如地层夹羌石，地层软弱不均时，应适当降低转速。关键问题是不断稀释泥浆，因为粘土颗粒不易沉淀。

4.3.2在砂层钻进时

控制钻具升降速度和适当降低回转速度。防止坍孔、埋钻。采用较大的密度、粘度和静切力的泥浆。经常清理积砂。

4.3.3碎石土层钻进

1.抵挡慢速、优质泥浆、慢进尺钻进。防止钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻头切削具崩刃、偏孔等现象。

2.加接钻杆时先将钻具提离孔底，冲洗3-5分钟后，再加钻杆。

3.钻进过程中防止落物入孔损坏钻头。

4.4反循环施工要点：

1.砂石泵启动形成正常反循环后，再开动钻机。开始钻进时，先轻压慢转至钻头正常工作后，增大转速，调整钻压，以不造成吸水口堵塞为限度。

2.观察进尺和泵的排水排情况，排量减少或含钻渣太多，应控制给进速度，防止因循环液密度过大或管道堵塞。

3.在砂砾、砂卵、卵砾石层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管道，可采用间断给进，间断回转的方法来控制钻速。

4.加钻杆应停止进尺，将钻具提离孔底100mm左右，循环1-2分钟，以清孔底，并将管道内钻渣排净，然后停泵加钻杆。

5.钻到位后钻具提离孔底50-80cm维持反循环清孔，到合格为止。起钻时要轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补充冲洗液，稳定孔内水头高度，防止坍孔。

6.钻进时如出现坍孔、涌砂等异常现象，应立即将钻具提离孔底控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂，同时向孔内补充符合要求的泥浆，保持水头压力防止情况扩大。

4.5清孔及成孔检查

1.第一次清孔是在终孔后利用钻机自身清孔；第二次在安好钢筋笼和导管后，由泥浆泵进行置换。清孔过程中不断计算出孔底沉渣厚度，直到孔底沉渣符合设计及技术规范的要求。

2.在终孔和清孔后，采用检孔器检查孔径、孔形和倾斜度等指标。

5.成桩施工

5.1钢筋笼制作、安装

1.钢筋笼在现场就近分节绑扎，利用汽车吊分节吊装焊接。

2.钢筋笼的加工应符合设计及有关规范的要求，严格控制钢筋的质量、搭接方法、搭接长度、焊缝厚度、焊条种类等。

3.钢筋绑扎过程中按设计规定设置三根超声波检测管，可采用无缝钢管，检测管设置在钢筋笼内侧，按等边三角形布置，用U型钢筋固定于钢筋笼内，底部用薄钢板焊接封堵，并通过焊接的方法接长，要求焊接密实，防止泥浆或水泥浆渗入。顶面超出桩头1.5m。超声波检测管设置如下图。

4.钢筋笼加工严格安照施工图和技术交底加工。

5.钢筋运至现场，必须按型号、类别、分别架空堆放。

6.钢筋使用前必须调直除锈去污，并具备出厂合格证和试验合格证方可使用。

7.钢筋焊接弯折角度不大于4 ，两钢筋轴线错位不大于2mm，单面焊的焊接长度为10d，双面焊接搭接长度5d。

8.钢筋骨架在现场组装，位置准确及焊接牢固，成型骨架架空堆放，并用红（白）油漆注明桩孔编号。

9.钢筋笼成形后,须经质检、监理人员质检合格并认真填写隐检记录。

5.2泥浆指标

灌注前尽量保证泥浆比重介于1.03～1.10间，含砂率不大于2%，粘度不大于17～20pa.s，胶体率大于98％。

5.3灌注设备安装

导管通常情采用无缝钢管制成，中间节的长度一般为2～3m，下端节长度可增加到4～6m。漏斗下配0.3m、0.5m或 1.0m的短节，以调节导管的总长度，保证导管下口距孔底的距离。导管的底口距孔底的距离应控制在25～40cm，当桩径小于60cm时此距离可适当加大。导管分节上紧，编号并做好详细的记录。

5.4水下混凝土灌注步骤：

1.首批混凝土可采用活门法灌注，活门法是用圆形钢板盖住漏斗下口，通过钢丝绳拉出活门即可放入首批混凝土。

2.首先拌制0.1～0.2m3水泥砂浆置于活门上部，然后向漏斗内泵入不少于初存量的混凝土。

3.为增加导管首次埋深的安全系数，可在泵送系统储备一定数量混凝土，在打开活门的同时向漏斗内泵送混凝土，泵送混凝土过程中必须保证漏斗内有一定的储备量，否则必须立即停止泵送并确认导管的埋深，埋深符合要求后方可继续灌注。

4.接下来，紧凑、连续不断的进行灌注，并观察管内混凝土下落和孔口返水情况。灌注的同时不断的利用清水稀释泥浆或补充优质泥浆，并捞除沉淀的钻渣和泥浆。

5.不断测量孔内的混凝土顶面高度，并统计灌入孔内实际的混凝土量，结合实测的导管埋深和混凝土用量进行导管的拆除。导管埋深一般在2～6m之间即可，加入缓凝剂的情况下，最大埋深可控制在12m以内。导管埋设越深混凝土向四周扩散的效果越好，但导管的垂直度不稳定，导管埋深增加的同时，因导管刮钢筋笼而导致拆管困难的可能性也在增大。提升导管时，要保持其轴线竖直和位置居中并逐步提升。拆、装导管要快，接头要清洗干净并上紧。

6.灌注过程中，当导管内混凝土不满，上段有空气时，后续混凝土应缓慢灌入，防止在导管内形成高压气囊。

7.灌注接近结束时用取样器检查顶部混凝土的质量，从而确定最终的灌注高度，通常应超出桩顶设计标高0.5～1.0m。

8.桩基灌筑结束后，尽快地拔除钢护筒，至此钻孔桩灌注施工完毕。

5.4桩头处理

桩头超灌部分在基坑开挖时用风镐凿除，桩顶预留10～30cm由人工凿除。

6.常见问题的处理

6.1导管内混凝土下落困难

1.首先要严格控制混凝土的质量，保证混凝土的和易性。灌注过程中，当发现泥浆比重等各项指标增加较快，可通过向孔内注入清水的方法进行调整，以便灌注能顺利进行。当发现混凝土下落困难时，可在允许的埋深范围内缓慢提升导管，以增加混凝土面的高差，如仍无反应，可通过提升导管后突然下插

的方法解决，此法简便易行，效果也较好，但在起落时要保证导管居中并垂直起落。

2.灌注接近结束时，导管内的混凝土柱高度减小，外侧的泥浆比重加大、沉渣增加，常发生混凝土下落困难的现象，此时可在适当提升漏斗的同时，增加向孔内的注水量并清除顶部沉渣，以增加导管内外的压力差。

6.2导管堵管

除严格控制混凝土的质量外还应防止混凝土中混入异物，一旦发现漏斗内混凝土不下落，可采用提升或抖动导管的方法处理，当上述方法反复多次仍无效后，还可在适当提升导管后，采用钢筋插入导管的方法进行疏通。

6.3钢筋笼上浮

1.由于混凝土导致的，可采用加强混凝土的拌和质量，加入缓凝剂等方法，改善混凝土的和易性。

2.加强钢筋笼在孔口的固定，用钢管垂直地卡压住钢筋笼，并将钢管点焊在孔口上。

3.混凝土面接近钢筋笼时保持较大埋深，并放慢灌注速度，混凝土面进入钢筋笼2～3m后则适当提升导管，减小埋深（但不小于1m），以增加钢筋笼在导管底口以下的埋深，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力。

6.4桩头夹泥

灌注完成后，拔出最后一节导管的速度要慢，且保证其的垂直度，这样即可防止泥浆挤入桩头而产生泥心。

墩身工程

1.施工方法及工艺

为保证桥墩的外观，模板采用四片式整体钢模板，高度在12m以下的墩身，由汽车吊配合施工，一次性立模浇筑完成；否则由塔式起重机配合施工，分段浇筑。新旧混凝土间的接缝按规范要求进行处理。

2.施工准备

1.由测量人员放出桥墩的平面位置，确保桥墩的平面位置准确无误。分节

浇筑的桥墩，控制墩身的中心位置及垂直度，确保将其控制在规范允许的范围之内。

2.立模前对凿毛处理后的新旧混凝土结合面进行清洗，对模板进行整修并按规定满涂脱模剂。

3.钢筋绑扎

1.钢筋在加工场下料加工，由人工在现场绑扎，起重设备配合调运钢筋。钢筋按每次混凝土的浇筑高度进行绑扎，钢筋绑扎完成后。在钢筋主钢筋上外侧按规范要求设置塑料保护层垫块，以保证钢筋的保护层。

2.施工脚手架采用WDJ碗扣式支架，脚手架按双层搭设，两层脚手架间设置人行道，供施工人员上下，脚手架顶铺设木板作为工作平台。

4.模板安装

1.安装前进行测量放样，定出墩身的中心线，保证墩身和桩基的中心线重合。

2.墩身模板就位前，首先在施工现场将两片钢模进行清理并按要求涂抹脱模剂，模板的缝隙利用胶带密封。

3.测量放样后，由人工配合起重设备将分段拼装完的模板吊起并套入钢筋骨架初步就位，各节模板连接好后用千斤顶进行微调模板，直到平面位置、垂直度等各项指标满足规范和技术标准的规定。

4.模板安装完毕后用地锚固定模板口，再用水泥砂浆将模板底口和接触面间的缝隙堵严，以防止在混凝土的浇筑过程中因漏浆而产生“麻面”现象。

5.墩身混凝土浇筑

1.钢筋和模板检查合格后，即可进行混凝土的浇筑，浇筑前先将基面加已润湿，并铺一层2-3cm厚的水泥砂浆，在水泥砂浆凝结前浇筑第一层混凝土，以免底部产生蜂窝现象，砂浆成分与混凝土中的砂浆成分相同。

2.分层浇筑时，插入下层混凝土5～10cm。每处振动完毕边振动边缓慢提起振动器，即“快插慢拔”，插入深度不超过振动器长度的1.25倍。插入点要均匀排列，可排成“行列式”或“交错式”。混凝土必须振动到停止下沉、不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆。振捣过程应严防漏振或过振的情况发生，以免混凝土结构表面产生蜂窝、麻面。

3.混凝土振捣密实后1.5～24h内，不得受到振动。

6.模板拆除

拆模前防止模板被撞击或振动，拆除时间要通过试验确定，一般可在混凝土强度达到2.5Mpa后拆除模板。高度低的墩柱在人工放松螺栓后，直接利用起重设备将半瓣模板吊起拆除；较高的墩柱模板则可分段分瓣拆除。拆除过程中防止碰撞、刮伤墩柱，尤其是边角部位，以保证墩柱的外观和结构。

7.混凝土养护

1.温度允许的情况下，在混凝土拆除模板后用薄膜包裹桥墩，采用薄膜包裹的方法养护可不洒水养护。

2.当气温低于5℃时，应覆盖保温，不得向混凝土洒水。

3.养护用水应与拌合水相同。

4.混凝土达到2.5Mpa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架等荷载。

5.当桥墩高度过高，养护用水供应困难时，可以采用混凝土养生液养生。连续箱梁悬臂浇筑施工

1.悬臂梁段0号块施工

箱形连续梁采用悬臂浇筑法施工时，墩顶0号块梁段采用在托架上立模现浇。

考虑到在托架上浇筑梁段0号块混凝土，托架变形对梁体质量影响很大，在作托架设计时，除考虑托架强度要求外，还应考虑托架的刚度和整体性；预压重量为箱梁0号块重量的1.2倍。由于挂篮需在0号块上拼装，预压，因此

凡与挂篮施工有关的预埋件和预留孔在布置时应确保其位置精度，以便于挂篮安装。。

2.挂篮的设计与安装

2.1 挂篮组成

三角形挂篮组成见表1。

2.2 挂篮设计主要参数

1.梁段最大重量；

2.梁段最大长度；

表1 挂篮组成

3.梁高变化范围；

4.最大梁宽包括顶板、底板宽；

5.曲线段翼缘板坡度变化；

6.梁段顶板单侧加宽量；

7.梁段底板单侧加宽量；

8.走行：无平衡重走行；行走时其抗倾覆稳定系数不小于2。

9.挂篮重量；挂篮总重量的变化不得超过设计重量的10%。

10.浇筑悬臂梁段时，可将后端临时锚固在已浇筑的梁段上，支撑平台后端横梁，可锚固于已浇筑梁段底板上。

11.挂篮强度、刚度、及其稳定性。

2.3挂篮的拼装

1.以箱梁中心线为主要基准，参考挂篮施工图，将调坡钢板、钢枕，滑道放在已定位置上，并用压紧器将其固定；

2.将主梁、主梁后支腿吊装在滑道上，并用精轧螺纹粗钢筋将其锚固后，安装立柱，刚拉带及立柱平联；

3.安装前上横梁于主梁端头。注意安装时，所有联结螺栓型号及钢号不能混用，按设计进行安装，平、斜垫圈应配齐，并注意其方向性，同型号螺栓松紧程度一致；

4.吊装前下横梁、后下横梁、底板腹板下纵梁，并安装吊杆和底模；

5.安装内、外模板滑梁，侧模及内模支架；

6.通过手拉葫芦或千斤顶来调整挂篮和模板系统的位置和标高，测定标高并记录在案，完成挂篮的拼装。

3.挂篮静载试验

3.1 静载试验的目的

静载试验的目的是为了实测挂篮的弹性变形和非弹性变形值，验证实际参数及实际承载能力，确保挂篮的使用安全。通过静载预压，消除拼装非弹性变形；根据实测的数据推算挂篮在各段的竖向位移，为悬灌段施工高程控制提供可靠依据。

3.2 静载试验要求、方法及结果分析

预加载试压，检查支架的承载能力，减少和消除挂篮的非弹性变形，从而确保混凝土梁的浇筑质量。加载材料使用砂袋，试压的最大加载为设计荷载的1.05—1.2倍。加载时按设计要求分级进行，每级持续荷载时间不少于10min。待挂篮在1号段安装后，即可通过配重的办法对挂篮进行静载试验，压载时间自压载开始到开始卸载为48小时，布设好观测点后，分别对加载前、加载一半、加载完成、加载24小时、加载48小时进行挂篮的变形数值进行观测。然后再逐级卸载，并测量变形。基准标高设在墩顶梁段。分别在底板、翼缘板上布设测点。挂篮每根竖杆上设变形计，测其伸长量。检测完成后，对数据进行线性回归分析，得出加载与变形之间的关系。由此可推出挂篮在各段竖向位移，为施工过程中线形控制提供可靠的依据。

挂篮预加载顺序：底板→腹板→顶板→翼缘板。

4.挂篮浇筑施工

4.1挂篮模板施工

挂篮中的模板系统是挂篮结构的组成部分之一，模板系统包括底模、外侧模、内模、端模等。其中底模是承受梁段灌注时混凝土重力和施工荷载（包括混凝土冲击力等）的主要构件之一，有左右纵梁、前后下横梁和模板组成；外侧模包括外侧桁架模板和外滑梁，外滑梁用于外侧桁架模板的前移。底模平台和外侧模的滑移是使用倒链或5t卷扬机牵引沿外滑梁前移到位；内模包括内侧模和顶模，内侧模以拉条与外侧模固定，顶模以横梁和吊杆与主梁相连，承受顶板混凝土重力及施工荷载；端模按设计要求尺寸分段制作，波纹管按设计要求留出。

挂篮的位置调整好，且侧模、底模、顶模就位后，根据静载试验数据分析

结果进行模板位置及标高的精确调整，同时安装顶板、底板堵头模板。在底板、腹板钢筋帮扎完成后再安装内侧模板及腹板堵头板。

4.2钢筋绑扎及波纹管的安装施工

模板安装完成后经测量合格，底模、侧模、顶模板刷脱模剂后可进行底板和腹板及顶板钢筋的绑扎，钢筋绑扎完成后再完成箱梁内侧模的安装。注意在钢筋绑扎过程中部分钢筋若与波纹管发生冲突，不可动移波纹管，但可适当偏移钢筋。其中钢筋绑扎顺序为: 底板钢筋→腹板钢筋→顶板钢筋。

纵向预应力束采用波纹管成孔，波纹管的定位采用在主筋上焊接Φ10“#”形定位支架，间距1.0m（直线段）或0.5m（曲线段），保证其位置准确性，波纹管按设计位置在堵头模板上提前割出圆洞以便施工，然后将每一段波纹管对号放进去，各节段波纹管接头采用20cm长接头波纹管，接头用胶带包扎好，浇筑前应在波纹管内套内衬管以防漏浆。横、竖向波纹管注意压浆管及排气管的安装及密封。

5.混凝土浇筑

1.挂篮悬浇施工要求“T”构两侧同时对称进行，一般要求两对称挂篮不相差一个节段，以使两悬臂受力均衡。两悬臂梁段混凝土控制在不相差1/3节段，以尽量减少不对称荷载。不平衡偏差不允许超过设计要求值。

2.对悬臂浇筑段前端底板和桥面标高，应根据挂篮前端的垂直变形及预拱度设置，在施工过程中应对实际高程进行监控，如与设计值有较大出入，应查明原因，及时调整。

3.悬臂浇筑箱梁段一般采用全断面一次灌注法。先底板，后腹板，最后浇注顶板。