橋梁施工與BIM應用

模塊五、拱橋施工

工程概況：某大橋長146.2m，下部構造為橋臺、樁基，上部構造為現澆混凝土拱橋。橋跨布置為2×10m(空心板)+90m上承式箱型拱橋(主橋)+2×10m（空心板），主橋為上承式鋼筋混凝土預制箱形拱橋，拱圈采用懸鏈線無絞拱，主拱圈由5片拱箱組成，拱箱高1.8m，凈跨徑L0=90m，橋面全寬采用9m。

本橋施工分為動土前準備、基礎施工、橋墩、橋臺及拱座施工、預制場施工以及拱上建筑構件預制、纜索吊裝系統施工、拱箱放樣、拱架吊裝、拱箱現澆、拱上建筑施工、橋面系施工等任務。現分述如下。

任務一：動土前準備動土前要做很多準備工作：組建項目經理部、現場踏勘、制定施工組織設計、三通一平、技術準備。

步驟一組建項目經理部本橋所有工作的第一步就是組織班子，開展相關工作。由于項目剛處于簽合同階段，工地上現場工作量較少，為避免窩工，開始應少進人，隨著工程的開展陸續增加人員。需要陸續就位。項目第一批進場的人員主要是項目領導、部門負責人和骨干管理人員，其他人員根據工作

步驟二現場踏勘項目班子組建完成后，首先做的事情就是現場踏勘。現場踏勘是橋梁施工中極其重要和基礎的一步。它的真實性、精確性、完整性都會嚴重影響項目后期的各項工作。

（本橋進場道路）現場踏勘結束后，還應處踏勘報告。

步驟三制定施工組織設計制定施工組織設計既是項目實施的一個重要工序，又是全橋施工組織的一個綱領性文件。施工組織設計的主要內容有：工程概況、主要施工方案、工程進度計劃、工料機需求計劃、施工組織機構、質量保證體系、環境保護措施、安全保證體系等。施工組織設計經過施工企業內部審查通過，并報經監理工程師批準后方可實施。全橋性施工組織設計完成后，隨著各分部分項工程的陸續實施，其相應的施工組織設計也應相應地完成。

步驟四三通一平本橋南北兩岸均靠近村莊，布置鄉村道路，根據施工組織設計，我們需要在已有的鄉村道路和本橋施工現場之間布置進場道路，以及到各施工點的場內臨時道路，臨時道路的等級和技術標準按施工方案的要求執行。

（進場道路施工）

（場內臨時道路施工）本橋兩岸均有村民，施工臨時用電，按照施工組織設計，分別從兩岸現有電網就近接入，選擇合適的地方安裝變壓器，再從變壓房內架線至各施工現場。為保證施工用電，施工現場需配備一臺發電機，以停電應急需求。

變壓器及出線

變壓器及出線

施工臨時用水主要分為生活用水和生產用水。生活用水主要考慮接入兩岸村民自來水管網，也可以采用其他符合水質標準的水源。生產用水，為節約成本，盡量從本橋所跨越的河流中取水（必須符合生產水質標準）。在河流南設置取水點，安裝潛水泵，并安裝水

管進入各施工用水點，根椐施工現場平面布置，考慮橋臺、預制場、橋面施工，在現場高處設置施工用水貯水罐。預制場和拌和站等用水量大的地方還應設置小型蓄水池。進入橋面系施工時，為保證施工質量，后期橋面施工時配置小型運水車（農用車配水箱）。

生產蓄水池

生活蓄水池

施工現場以后將布置生活區、辦公區、鋼筋場、混凝土攪拌站，這些區域應進行場地平整。平整后的場地除滿足平整度的要求外，其土基壓實度、彈性模量也應滿足施工組織設計的要求，對于軟土部分還要采取專門的措施進行處理。

場地平整

步驟五臨時設施施工現場的臨時設施主要有生活辦公區、攪拌場、鋼筋場等。施工現場駐地和場站應選在地質良好的地段，應避開易發生滑坡、塌方、泥石流、崩塌、落石、洪水、雪崩等危險區域，宜避讓取土、棄土場地。根據現場情況生活辦公區、攪拌場、鋼筋場布置于本橋北岸。

實驗室

生活辦公區

生活辦公區

混凝土拌和場

鋼筋布置場鋼筋布置場

步驟六技術準備組織施工技術人員熟悉設計文件，核對設計圖紙及有關資料，掌握領會設計意圖產設計要求。對設計中與現場嚴重不符或相互矛盾的設計要與設計溝通，爭取能進行設計變更。

檢校測量儀器，組織技術、施工人員進行現場測量放樣，保護、復測導線點和水準點，并根據工地需要進行加密。組織施工技術人員學習有關法律法規、技術規范、操作規程以及全橋施工組織設計，進行技術交底。學習施工安全生產知識，提高“安全第一”的觀念。學習全橋施工組織設計

組建工地試驗室，確保按合同規定的有關試驗檢測項目有序展開。同時根據施工進度提前做一些需要提前做的實驗，如混凝土配合比試驗等，對原材料進行詳細調查和試驗檢測，招標選擇合格材料、料場和廠家。

根據工程具體情況，制定各分項工程的施工技術操作規程，安全生產技術措施及安全操作規程。與當地政府及相關單位洽談協商，為施工開后的相關問題得到妥善處理作好準備。

步驟六工料機進場根據施工進度安排，分階段、分批次陸續組織各種技術工人、施工機械、材料進場，以滿足施工需求。

材料進場

任務二：明挖擴大基礎施工本橋0#橋臺和5#橋臺為明挖擴大基礎，1#、2#、3#、4#墩基礎為樁基礎，其拱座及承臺施工同明挖擴大基礎，基礎施工主要有測量放樣、基坑開挖、基礎檢驗及封底、基礎混凝土澆筑與養護、分項工程驗收等。

步驟一測量放線填寫橋臺基礎單項工程書面開工申請報告,經監理工程師批準后方可開工.以監理工程師簽認的導線點為基準點,用全站儀放樣.準確放出基礎開挖線后,經監理工程師復核無誤后,用經緯儀引出控制樁.

橋臺基坑放樣示意圖

步驟二基坑開挖0#橋臺和5#橋臺的基坑以及1#、4#墩拱座部分基坑，表層覆土和強風化巖石采用挖掘機開挖，土方通過5噸東風自卸汽車運至棄土場。基坑覆蓋層開挖

對于中風化巖層，通過人工水磨鉆鉆孔，沿坑壁形成斷縫，然后進行爆破，用挖掘機出渣，通過東風自卸汽車運出場外。當基坑挖至更深處，挖掘機無法到達時，出渣采用人工裝渣，吊車吊至基坑外，除部分用于基坑回填以外，其余挖方用東風自卸汽車運出場外，直至設計標高，人工檢平。0#橋臺、1#墩、2#墩開挖基坑清理

步驟三基礎混凝土施工橋臺基地承載力和開挖尺寸檢驗合格并經監理工程師同意后，即可進行基礎混凝土施工。橋臺基礎采用大面定型鋼模板。模板的制作根據模板設計進行，做到拼縫嚴密。使用前在模板與砼的接觸面上涂刷隔離劑。

清掃基層，放好軸線、模板邊線、水平控制標高，模板底口用水泥砂漿找平，預埋好地錨并檢查、校正。把預先制作好的模板按順序就位后固定，安裝基礎模板的縱模龍骨及支撐體系。

將模內清理干凈，封閉清理口，基礎模板底部外側與墊層接口處用水泥砂漿封口。辦理模板驗收手續。基礎模板安裝基礎模板安裝基礎模板安裝

采用預拌混凝土，用攪拌車運輸，并按有關規定制作砼試件，進行強度檢查。指定專人填寫混凝土施工記錄，詳細記錄原材料質量、混凝土的配合比、坍落度、拌合質量、混凝土的澆筑和振搗方法、澆筑進度和澆筑過程出現的問題等，以備檢查。

任務三：樁基礎施工本橋1#墩、2#墩、3#墩、1#墩、4#墩基礎為樁基礎，樁基礎施工主要有平整場地、樁孔放樣、樁孔開挖、樁孔檢驗、樁基鋼筋制作與安裝、樁孔混凝土澆筑與養護、分項工程驗收等。

步驟一平整場地與樁孔放線平整場地、清除雜物、夯打密實。樁位處地面應高出原地面50厘米左右，場地四周開挖排水溝，防止地表水流入孔內。樁孔周圍平整場地

進行施工放樣，施工隊配合測量班按設計圖紙定出孔位，經檢查無誤后，由施工隊埋設十字護樁，十字護樁必須用砂漿或混凝土進行加固保護，以備開挖過程中對樁位進行檢驗。

2#墩樁孔開挖

步驟二樁孔開挖根據現場地形地質情況，本項目所有樁孔均采用人工挖孔的方式完成。首先在樁孔周圍用人工水磨鉆鉆一圈直徑為13厘米、深度不超過50厘米的小孔，中間部分用風鎬開挖，對于較硬的巖石，可在沿樁孔中心用水磨鉆

機鉆孔的方式形成寬度為13厘米的十字縫，然后用劈石器對樁孔內巖石破裂。注意挖孔過程中，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩擦力。

水磨鉆挖孔、上部為混凝土護壁

人工挖孔提升架人工挖孔

（對巖層、較堅硬密實土層，不透水，開挖后短期不會坍孔的，可不設護壁，其它土質情況下，必須施作護壁，保持孔壁穩定，以策安全。護壁擬采用現澆模注混凝土護壁，混凝土標號與樁身設計標號相同。第一節混凝土護壁(原地面以下1米)徑向厚度為20cm，

宜高出地面20～30cm，使其成為井口圍圈，以阻擋井上土石及其它物體滾入井下傷人，并且便于擋水和定位。

步驟三樁基鋼筋制作吊裝現場地形復雜，不利于鋼筋籠的運輸，2#墩、3#墩樁基鋼筋采取鋼筋場制作，現場焊接、安裝的方式進行施工。制作樁基鋼筋現場組裝鋼筋籠

對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大的樁基，鋼筋籠需要現場焊接的，鋼筋籠分段長度不宜少于18米，以減少現場焊接工作量。現場焊接須采用單面幫條焊接。鋼筋籠起吊鋼筋籠入孔鋼筋籠吊裝鋼筋籠點焊加強箍筋安裝就位的鋼筋籠

步驟四樁基混凝土施工在灌注混凝土前應對孔徑、孔深、孔型全部檢查并報監理工程師，經檢驗合格后方可灌注混凝土。安裝溜槽起吊串筒串筒安裝就位串筒安裝至孔底現場拌合混凝土通過溜槽運輸混凝土通過串筒進入孔底

為保證樁基混凝土質量，樁孔混凝土澆筑結束后，人工舀出樁孔混凝土浮漿和部分集料含量少的表層混凝土，待混凝土達到設計強度后，進行下一道工序施工前，人工鑿除樁基混凝土表層混凝土。人工舀出樁孔表層浮漿樁基表層混凝土已被鑿除

任務四承臺及拱座施工本項目只有2#墩、3#墩有承臺及拱座，承臺及拱座總高5.69米，根據施工組織設計，以起拱線為界分兩次澆筑。

步驟一鑿除樁頭、基底清理人工風鎬鑿除樁頭，使基樁頂部顯露出新鮮混凝土面，基樁埋入承臺及拱座長度及樁頂主筋錨入承臺及拱座長度滿足設計要求。樁基檢測合格后，承臺及拱座底鋪10cm碎石墊層，用砂漿抹面，立模綁扎鋼筋。人工鑿除樁頂浮漿清理基底松散石渣

步驟二綁扎起拱線以下鋼筋將承臺及拱座的主筋與伸入承臺及拱座的鉆孔樁鋼筋連接，底面每隔50cm于主筋底交錯位置墊一混凝土墊塊，側面每隔80cm于主筋外側交錯位置安裝特制的塑料墊塊，以保證澆注混凝土時鋼筋保護層厚度。樁基鋼筋做成喇叭狀伸入承臺承臺及拱座鋼筋綁扎

步驟三安裝勁性骨架和散熱管本次全橋拱座及承臺混凝土方量總共約600多方，為保證質量，必須考慮拱座及承臺混凝土的水化熱問題。根據設計要求，在安裝承臺及拱座鋼筋的同時安裝散熱管。預埋勁性角鋼散熱管安裝圖散熱管安裝圖散熱管安裝圖

懸臂澆筑施工程序：懸臂澆筑施工時，梁體一般要分四大部分進行澆筑。A為墩頂梁段，即0號段，B為由O號段兩側對稱分段懸臂澆筑部分，C為邊孔在支架上澆筑部分；D為主梁在跨中澆筑合攏部分。懸臂澆筑分段示意圖：安裝模板步驟四模板安裝及混凝土澆筑吊運模板安裝模板固定模板模板與地面接觸部分用砂漿封閉

側模采用組合鋼模，模板安裝完畢后，在模板內均勻涂刷脫模劑。混凝土通過橋臺后設置的拌合站拌合，經過溜槽及串筒入模，插入式振動棒振搗，振搗時，防止觸碰模板與鋼筋。砼澆注完畢初凝

前采用二次趕壓抹光，控制表面收縮裂紋，減少水分蒸發，改善養護。當混凝土初凝后進行冷卻水循環，保證承臺內部溫度不高于60度。冷卻水采用現場河流水進行循環。澆筑承臺及拱座的串筒溜槽輸送混凝土溜槽輸送混凝土串筒輸送混凝土并振搗

步驟五拆模、養生、施工接縫處理養護期間，混凝土強度達到2.5MPa之前，不得使其承受行人、運輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。待混凝土達到拆模強度后，拆模并灑水養護。為保證砼后期強度的正常增長，防止出現干縮裂縫（紋），必須加強

砼的養護工作。除冷卻水管正常通水降溫外，承臺及拱座砼表面應一直保持濕潤。第一層混凝土強度達到設計要求后，項目部方可組織人員進行施工縫