《拱桥施工技术》PPT课件.ppt

MU-110 拱桥施工技术,上海卢浦大桥,内容摘要,第一节 拱桥施工方法及拱架 第二节 有支架施工 第三节 拱桥的缆索吊装施工 第四节 拱桥转体施工技术,二、拱架类型,支柱式木拱架,撑架式木拱架,扇形拱架,钢木组合拱架,第一节 拱桥施工方法及拱架,一、拱桥施工方法,有支架施工,无支架施工,缆索吊装施工,转体施工,拱架构造,三、对拱架、模板的要求,1、模板、支架必须有足够的强度、刚度和稳定性； 2、在河道中施工的支架，要充分考虑洪水和漂流物以及通过 船只（队）对其的影响，要有足够的安全措施； 3、支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，保证浇筑混 凝土后不发生超容许的沉降量； 4、设置预拱度； 5、构造物的模板支架不应与施工用的脚手架和便桥相连接； 6、模板的接缝必须密合； 7、模板、支架应尽量做成装配式组件或块件。,湖南乌巢河大桥,第二节 有支架施工,一、拱圈放样和拱石编号,1、拱圈放样 拱桥的拱石要按照拱圈的设计尺寸进行加工。将拱圈按1:1的比例放出大样，然后用木板或锌铁皮在样台上按分块大小制成样板，进行编号，以利加工。 1）圆弧拱放样：圆心推磨法 直角坐标法 2）悬链线拱圈放样：直角坐标法 多圆心法,圆弧拱放样圆心推磨法,（）在样台上用经纬仪放出xx、yy坐标； （）用校正好的钢尺在y轴上方量出f0，在y轴下方量出Rf0得点； （）以点为圆心，R为半径画弧交xx轴于 a、b两点，则ab弧即为圆弧拱之拱腹线， 并用钢尺校核ab弧是否与L0值相等； （）以点为圆心，R+h为半径画弧交a、b延长线于c、d两点，则cd弧 即为圆弧拱之拱背线。,悬链线拱圈放样直角坐标法,（）在样台上，以拱顶为坐标原点，用经纬仪放出xx和yy两轴线和AA、BB、CC、DD等辅助线，并校核诸四边形对角线是否相等； （）沿x轴方向将半跨进行12等分，画出12个大小一致的矩形； （）在矩形的y轴方向量出拱腹、拱轴、拱背坐标，用铁钉或油漆标出； （）用68钢筋将拱腹、拱轴、拱背各点圆滑地连接成弧线。,拱石编号及样板,二、拱圈的砌筑,连续砌筑 ： 跨径16m，当采用满布式拱架施工时，从两拱脚同 时向拱顶一次按顺序砌筑，在拱顶合拢；跨径10m ，当采用拱式拱架时，应在砌筑拱脚的同时，预压拱顶以及拱跨l/4部位。,分环分段砌筑：较大跨径的拱桥，当拱圈较厚、由三层以上拱 石组成时，可将拱圈分成几环砌筑，砌一环合拢一环。当下环砌筑完并养护数日后，砌缝砂 浆达到一定强度时，再砌筑上环。,分段砌筑：对跨径在1625m之间的拱桥采用满布式拱架施工，或跨径在1025m之间的拱桥采用拱式拱架施工时，可采用半跨分成三段的分段对称砌筑方法。,1、拱圈按顺序对称连续砌筑 适用于： 跨径16m以下、满布式拱架； 做法： 全宽、全厚、两拱脚同时、按顺序、对称均衡地向拱顶砌筑； 在拱顶合拢 注意事项 拱顶合拢时，拱脚处砌缝砂浆尚未凝结。 10m以下的拱圈，采用拱式拱架时，应在拱顶及拱跨1/4处预压。,2、拱圈分段、分环、分阶段砌筑 （1）分段砌筑： 25m以下一般半跨分三段； 25m以上增加分段数，每段8m； 拱圈较厚，拱石超过 3 层时，可分环分段砌筑，分环合拢。,分阶段砌筑,分环分阶段砌筑,3、拱圈砌筑工艺分段支撑,支撑支顶在下一拱段,三角支撑支顶在模板上,拱段倾斜角大于拱石与模板间的摩擦角时支撑,三角撑拆除与补砌拱石,空缝的设置与垫隔,空缝的设置,铁条垫隔空缝,空缝的填塞,空缝填塞在所有拱段及拱顶石砌完后进 空缝在一天中较低温度时进行； 采用填塞空缝砂浆使拱合拢时，应注意选择最后填塞空缝的合拢时间。,、拱圈合拢,（1）安砌拱顶石合拢 在拱顶预留一龙口，各段完成后安砌拱顶石，完成拱圈合拢。 分段较多、分环砌筑的，为使拱架受力对称、均匀，可在拱圈两半跨的1/4处或在几处同时完成拱圈合拢。 为防止过大的温度附加应力，合拢应按设计规定的温度和时间进行。 如无规定则宜在接近当地年平均温度时进行。 （2）刹尖封拱 小跨径拱圈，可采用刹尖封顶完成拱圈合拢。 做法 在砌筑拱顶石前，先在拱顶缺口中打人若干组木楔，使拱圈挤紧、拱起，然后嵌人拱顶石合拢。 （3）预施压力封顶 用千斤顶施加压力来调整拱圈应力，然后进行拱圈合拢。 应严格按照设计规定进行。 如设计文件中无此要求时，不得采用。,三、拱上建筑砌筑,为避免主拱产生过大的不均匀变形，应由拱脚向拱顶对称、均衡地砌筑 实腹式拱上建筑一般在卸架前进行。 砌筑实腹拱上建筑时，应将分成几部分进行，由拱脚向拱顶对称地、作台阶式砌筑。 拱腹填料可随侧墙砌筑顺序及进度进行填筑。 填料数量较大时，宜在侧墙砌完后再分部进行填筑。 空腹式拱，一般在卸架前施工腹拱墩，卸架后施工其它部分拱上建筑。,四、拱架卸落,1卸架时机 一般情况下，水泥砂浆砌筑的拱圈 跨径在20m及20m以下的，约需20d； 跨径大于20m的，约需30d。 养护期间的气温低于 15时，还要酌量延长。 拱上砌筑以后卸架，需待拱上建筑砌筑完经3d后才能进行。,2拱架的卸落程序和卸落量 为了拱由支承状态逐渐地转变为受力状态，拱架必须逐渐均匀地脱离拱圈。拱圈骤然受力，可能发生裂缝。 卸架设备松降时，拱圈将下沉，而拱架因解除荷载恢复弹性变形反而上升；因此： 拱顶卸落量等于自身重力引起的拱圈弹性下沉量、墩台水平位移引起的拱圈下沉量和拱架的弹性下沉量之和； 拱脚处的卸落量等于拱架的弹性下沉量； 其它各点的卸落量按直线比例内插求出。,卸架一般从拱圈挠度最大点开始 无铰拱和双铰拱从拱顶向拱脚对称地、逐渐地按一定数值降落完毕后，再从拱顶开始第二次降落，直至拱架完全与拱圈脱离为止。 沿桥宽方向的各片拱架应当同时、按同一程序进行。,卸架程序示意,3、卸架设备,砂筒,木楔,第三节 拱桥的缆索吊装施工,一、预制方法,1、拱肋立式预制 起吊方便，是预制拱肋最常用的方法，尤其适用于大跨径拱桥。 1）土牛拱胎立式预制 2）木架立式预制 当取土及填土不方便时采用。 拆除支架时须注意拱肋的强度和受力状态，防止拱肋发生裂纹。 3）条石台座立式预制,1）土牛拱胎立式预制,2）条石台座立式预制,2、拱肋卧式预制 卧式预制时，形状和尺寸较易控制。 1）木模卧式预制。 2）土槽卧式预制。 3）卧式叠浇。,拱肋卧式预制,1、6-边肋；2、7-中肋；3-砖砌整块；4-圆钉；14-油毛毡,木模卧式预制拱肋,土模卧式预制拱肋,拱肋卧式叠浇,二、构件的起吊、运输及堆放,（1）拱肋构件脱模、运输、起吊时间的确定 构件在脱模、移运、堆放、吊装时，混凝土的强度不应低于设计所要求的强度， 若无设计要求，一般不得低于设计强度的70 （2）场内起吊 吊点位置应按设计进行； 经济吊点问题。 （3）场内运输（包括纵横移） 可采用龙门架、胶轮平板挂车、汽车平板车、轨道平车或船只等机具。 （4）构件堆放 尽可能卧放。 卧放时应垫三点 垫木位置应在拱肋中央及离两端0.15L处； 三个垫点应同高度。,拱肋起吊方法三角木扒杆起吊,拱肋起吊方法木马凳起吊,胶轮平车,拱肋起吊方法履带吊车起吊,拱肋起吊方法二部吊车联合起吊,属于14-212胶轮平车,1-拱肋；2-托架；3-钢板转盘；4-汽车轮胎；14-槽钢底梁； 6-枕木；7-角钢或槽钢牵引架；8-前车；9-后车；10-连接钢丝绳,属于14-212轨道平车运移,三、缆索吊装设备,缆索吊装布置示意图,缆索吊装设备,（1）主索承重索 （2）起重索： 承受吊重 （3）牵引索：牵引天线滑车（跑车） （4）扣索 暂时固定分段拱肋，用法兰螺丝微调。 扣索分墩扣、塔扣、天扣、通扣等几种形式， （5）安全索 辅助索，不与主索发生联系。 （6）风缆 风缆又称缆风索、浪风索，用于稳定塔架（包括索架和墩上排架），调整和固定拱肋的位置。 （7）横移索 只设置一道主索时，通过横移索来实现横向移动就位。 （8）跑车（天线滑车、骑马滑车） 在主索上运行、起吊装置。,（9）塔架 由塔身、塔顶、塔底和索鞍等组成。 塔身常用型钢或万能杆件组拼。 （10）索鞍 设于塔架顶部。 索鞍半径R大于12倍钢索直径或300倍钢丝直径。 （11）塔架基础 一般采用浆砌片石或片石混凝土。 塔底有铰接和固接两种形式。 底座设铰的塔架必须依靠风缆维持稳定。 （12）锚碇 固定主索、起重索、扣索、铰磨、绞车、缆风绳、溜绳、导向滑车、各式扒杆、绳索吊机等 （13）电动卷扬机及手摇绞车 牵引、起吊的动力装置。 （14）其他附属设备 如倒链葫芦、法兰螺栓、钢丝卡子（钢丝轧头）、千斤绳等。,扣索墩扣,扣索塔扣,扣索天扣,扣索通扣,索鞍形式,简易塔脚铰,简易锚碇,四、吊装的一般程序,边段拱肋吊装、悬挂,次边段拱肋吊装、悬挂,中段拱肋吊装、合拢,拱上构件吊装或安砌,五、吊装前的准备、检查及试吊工作,（1）预制构件质量检查 拱肋接头和端头用样板校验，突凿凹补。 螺栓孔用样板套孔。 检测拱肋上下弦长 （2）墩台拱座尺寸检查 墩台拱座水平顶面略低于设计值。 （3）跨径与拱肋的误差调整 （4）地锚试拉 每一类地锚取一个进行试拉。 缆风索宜全部试拉 （5）扣索对拉 （6）主索系统试吊 跑车空载反复运转 静载试吊 吊重运行（一般60%、100%、130%三次）,六、拱肋缆索起吊,一般情况： 将拱肋运到主索下后，用起重索直接起吊。 有时需要： 翻身、掉头、吊鱼、穿孔、横移 后起吊 。,翻身,空中翻身,就地翻身,吊鱼,穿孔,边段拱肋悬挂,边段拱肋及次边段拱肋，均用扣索悬挂： 可选用天扣、塔扣、通扣、墩扣等型式或混合使用几种型式。,七、 合拢方式,（1）单基肋合拢 （2）悬挂边段或次边段拱肋后单基肋合拢 （3）双基肋同时合拢 需要两组主索设备 （4）留索单肋合拢 两组主索设备但扣索和卷扬机设备不足时采用。,第四节 拱桥转体施工技术,施工方法： 平面转体施工 有平衡重的平面转体施工 无平衡重的平面转体施工 竖向转体施工,竖向转体施工,转体施工特点简介及比较,有平衡重转动体系的一般构造,环道平面承重转体,聚四氟乙烯环道构造,有平衡重转动体系的一般构造,三种铰的构造示意图,滑道与滚轮,牵引式动力系统,自动连续顶推式动力系统,2、无平衡重的平面转体施工,山体岩石锚洞作为锚碇，来平衡半跨拱体悬臂状态所产生的水平拉力， 借助拱脚处立柱下端转盘和上端转轴使拱体作平面转动。 可大大减轻转动体系重力和圬工数量。 适用于大跨径拱转体施工 地质条件好的V形河床,属于2拱桥无平衡重转体一般构造,属于2无平衡重转体施工体系,包括三部分 （1）锚固体系 由锚碇、尾索、平撑、锚梁（或锚块）及立柱组成。 （2）转动体系 转动体系由上转动构造、下转动构造、拱体及扣索组成。 （3）位控体系控制转速度和位置 在拱体顶端扣点的缆风索 无级调速自控卷扬机 光电测角装置 控制台 用以控制转动速度和位置。,属于2无平衡重转体施工的主要步骤,1）转动体系施工 2）锚碇系统施工 3）转体施工 4）合拢与卸扣施工 拱顶合拢后的高差，通过张紧扣索提升拱顶、放松扣索降低拱顶来调整到设计位置。,平转桥例-程序1拱体制作,平转桥例-程序2提拉拱体离架,平转桥例-程序3平转,平转桥例-程序4就位、合拢,平转桥例|合拢仰视图,有平衡重平面转体主要步骤,制作底盘； 制作上转盘； 试转上转盘到预制轴线位置； 浇筑背墙； 浇筑主拱圈上部结构； 张拉拉杆 使上部结构脱离支架，并且和上 转盘、背墙形成一个转动体系，通过配重把重心基本调到轴心处； 牵引转动体系，使半拱平面转动（至合拢位） ； 封上下盘，夯填桥台背土，封拱顶，松拉杆，实现体系转换。,竖转（向上预制、向下竖转）,桥例竖转 拼装,先在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转体合拢后，再吊装中箱顶、底板；最后形成3室箱。,涪陵乌江大桥,桥例竖转（提升中）,梧州桂江三桥钢肋拱,桥例竖转,桥 址：四川省巫山县 主跨结构： 122米钢筋混凝土箱形拱桥 施工方法：无平衡重平面转体施工法（首次采用） 箱拱预制：右岸半跨是全宽一次预制，左岸半跨分 成单箱分别在上、下游预制，不对称转 体到对称转体再合拢。,巫山龙门桥,桥 址：广州东南西环高速公路西环线上跨越珠江 主航道 主跨跨径组合： 76+360+76(m)（全桥总长1084米） 桥 下 净 高：34米 设 计 荷 载：汽-超20，挂车-120级，8级地震设防 主 拱 矢 跨 比：1/4.5 桥 跨 结 构： 三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥 钢管混凝土的主拱，劲性钢骨架外包混凝土的边拱肋，高强度钢绞线构成的系杆,主 拱 肋 截 面：8.79 x 3.45m4.75m x 3.45m 拱 座 尺 寸：长20米，宽10.5米，高9.888米 承 台 尺 寸： 52.95m x 36.5m x 5m 桩基（ 9#墩 ） 54.95m x 26m x 5m 桩基（ .10#墩 ） 施 工 方 法： 岸上立架拼装拱肋，然后竖转加平转，合拢成拱；随着施工加载顺序逐步张拉系杆中的预应力束，以平衡主拱所产生的水平推力，最终形成对拱座基础只有较小水平推力的拱桥，