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市政工程施工技术 桥梁部分 汪莹 第四章 简支梁桥施工 基本要求： 了解预应力混凝土梁的施工工艺。 熟悉先张法预应力和后张法预应力张拉要求。 熟悉预应力构件的质量标准。 掌握简支梁安装的质量标准。 具体内容： 1、预应力概念和原理； 2、先张法、后张法张拉质量要求； 3、孔道压浆的施工和质量要求； 4、预应力构件的质量标准； 5、简支梁安装的质量标准； 6、质量通病防治。 简支梁桥是中小跨径桥梁常用模型 ，这章主要以预应力桥梁为例来介绍 预应力在工程结构构件承受外荷载 之前,对受拉模块中的钢筋，施加预拉 应力,提高构件的刚度,推迟裂缝出现的 时间,增加构件的耐久性。 一、夹具和锚具 1、夹具用于先张法预应力混凝土施工中 。它是一种工具，可以重复使用。 根据用途不同，可分为张拉夹具和锚固夹具 （1）张拉夹具：张拉时，用于把预应力筋夹 住并与测力器相连的工具 （2）锚固夹具：将预应力筋临时锚固于台座 横梁上的工具 一、夹具和锚具 2、锚具用于后张法预应力混凝土施工中 。它与夹具不同，将永远留在构件上不再取 下来，一般称为工作锚。 根据工作原理不同，可分为机械锚固和摩擦 锚固 （1）机械锚固：在预应力筋端部焊上螺丝端 杆、帮条或将钢筋端头墩粗制成。例如：螺 丝端杆锚具、帮条锚具、墩头锚具。 （2）摩擦锚固：利用楔形原理制成。例如： 锥形锚具、JM12锚具、星形锚具 二、先张法 先张法是在混凝土浇筑前，先把预应力 筋摆放在台座上，按构件设计要求的控制应 力对预应力筋进行张拉，并用夹具临时固定 在台座上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到 一定强度并与钢筋牢固粘结后，放松预应力 筋。由于预应力筋的弹性回缩，而混凝上与 钢筋的粘结力又阻止这一回缩，于是钢筋的 拉力传递于混凝土上，使混凝土得到预压应 力。 二、先张法 先张法的优点：张拉预应力筋时，只需夹具 (可重复使用)，预应力筋借助预应力筋与混 凝土间的粘结力，自锚于混凝土之中。 先张法的缺点：需要专门的张拉台座，基建 投资大，构件中钢筋一般只能采用直线配置 ，施加的张拉力较小，只适合于预制小型构 件。（一般长度20m以内） 二、先张法 1、张拉台座 张拉台座是先张法生产预应力构件的主要设 备之一，由它承受预应力筋张拉时的全部张 拉力，所以要求具备足够的承载力、刚度和 稳定性。按构造可分为墩式台座和槽式台座 。 1)墩式台座：由固定在地面上的两个传力墩、 台面、横梁等组成。 2）槽式台座：由传力柱、传力架、台面组成。 二、先张法 2、预应力筋的制作 热处理钢筋及冷拉级钢筋、高强钢筋及 钢绞线都可以做预应力筋。 过程：下料对焊墩粗冷拉 3、预应力筋的张拉 先张法的张拉主要利用千斤顶进行。 张拉方法按预应力筋数量、间距和张拉力 的大小，采用单根张拉和多根张拉。当采 用多根张拉时，为使其每根预应力筋的应 力一致，必须在张拉前调整初应力，初应 力值一般为张拉值的10%。 二、先张法 （1）张拉力的控制 对钢丝、钢绞线 Ncon0.75RbyAg 对冷拉钢筋 Ncon0.9RbyAg （2）张拉程序 为减少预应力损失，通常采用超张拉的 方法（所谓超张拉，就是指张拉应力超过规 范规 定的控制应力值），程序如下： 二、先张法 二、先张法 4、浇筑混凝土基本与钢筋混凝土施工类似 5、预应力筋放张 预应力筋放张过程是预应力的传递过程 ，是先张法构件能否获得良好质量的一个重 要生产过程；应根据放张要求，确定合理的 放张顺序、放张方法及相应的技术措施。 （1）放张要求 预应力筋放张时，混凝土强度应满足设 计规定的强度，设计无规定时，一般不得低 于混凝土设计强度等级的75% 二、先张法 （2）放张顺序 预应力筋的放张速度不宜过快，其放张顺 序，当设计无要求时，应符合下列规定： 轴心受压构件(如压杆，桩等)所有预应力筋应 同时放张； 偏心受压构件(如梁等)，应先同时放张预压力 较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大 区域的顶应力筋； 当不能按第、项放张时，应分阶段对称 相互交错地放张，以防止放张过程中，构件 发生翘曲裂纹及预应力筋断裂等现象； 放张后预应力筋的切断顺序，一般由放张端开 始，逐次切向另一端。 三、后张法 后张法制作预应力混凝土构件，一般在 施工现场进行。它是先制作钢筋混凝土构件 ，在浇筑混凝土之前，在预应力筋的设计位 置上预留孔道(直线形或曲线形)，待混凝土 达到设计强度后，将预应力筋穿入孔道，并 利用构件本身作为张拉台座张拉预应力筋， 张拉后用锚具将预应力筋牢固地锚在构件上 ，然后进行孔道压浆，混凝土应有锚具传递 压力而得到预加应力。 三、后张法 后张法的优点：预应力筋可直接在构件上张拉 不需要专门台座；预应力筋可按设汁要求 配合弯矩和剪力变化布置，施加的张拉力较 大，适合于预制大型构件。 后张法的缺点：每一束或每一根顶应力筋两头 都需要加设锚具，而且在施工中还增加预留 孔道、穿筋、压浆和封锚等工序，使施工工 艺复杂化。 三、后张法 1、预留孔道 （1）制孔器的种类 为在梁体混凝上内形成预应力筋的孔道， 应在浇筑混凝之前预先安放制孔器。制孔器 按照制孔的方式不同可分为预埋式制孔器和 抽拔式制孔器两类。 （2）制孔器的安装 采用定位钢筋固定安装 三、后张法 （3）制孔器的抽拔 混凝土浇筑后应及时抽拔制孔器，过早 抽拔，混凝土可能塌陷而堵塞孔道，过迟抽 拔，可能拔断制孔器。因此，制孔器的抽拔 要在混凝土初凝之后与终凝之前进行，一般 以混凝土抗压强度达0.40.8MPa时为宜。 抽拔的顺序是：先抽芯棒，后拔胶管；先拔 下层胶管，后拔上层胶管：先拔早浇筑的半 根芯管，后拔晚浇筑的半根芯管。 三、后张法 2、预应力筋的张拉 当构件的混凝土强度达到设计强度的75% 时，即可对预应力筋进行张拉 （1）张拉顺序 符合设计规定，当设计无规定时，可采 取分批、分阶段对称张拉。 曲线配筋的精轧螺纹钢筋应在两端张拉， 直线配筋的可在一端张拉。 三、后张法 3、孔道压浆 （1）作用：保护预应力筋不致锈蚀，并使预应 力筋与构件粘结成一个整体，提高结构构件 的整体性和耐久性 （2）材料要求 水泥：硅酸盐水泥或普通水泥，强度等级 不宜低于42.5 水泥浆：强度不低于30MPa，水灰比宜为 0.40.45 四、预应力构件制作的质量标准 （一）张拉时断丝、滑丝限制 1、先张法预应力筋断丝限制 四、预应力构件制作的质量标准 2、后张法预应力筋断丝、滑丝限制 四、预应力构件制作的质量标准 （二）预应筋制作安装允许误差 1、先张法 四、预应力构件制作的质量标准 2、后张法 五、构件的起吊、运输与安装 1、构件的起吊 （1）吊点位置的确定 构件的起吊是指把构件从预制的底座上移 出来。当混凝土强度达到设计强度的75%以上 时，即可起吊。 吊点位置的确定：按照钢筋受力情况 五、构件的起吊、运输与安装 （2）构件的绑扎 绑扎方式应符合迅速、安全、脱钩方便 的要求；绑扎处必须位于构件重心；起吊用 的千斤绳与水平线夹角小于30度时，应设置 吊梁，使吊点垂直受力。 （3）起吊方法 三角拨杆偏吊法；千斤顶起吊法；横向 滚移法；龙门吊机法 五、构件的起吊、运输与安装 2、构件的运输 根据施工现场情况，结合运距长短、构 件自重、道路情况综合选定。可采用：纵向 滚移法、汽车运输 3、构件的安装 根据构件的种类、重量、长度、桥址处 的水流及施工单位的设备等综合决定。 （1）旱地架梁 自行式吊车架梁：适合于架梁临岸或陆上桥 墩的简支梁 门式吊车架梁：适用于水深不超过5m,水流 平稳、不通航的中小河流 摆动排架架梁：适用于小跨径桥梁 移动支架架梁：适用于高度不大的中小跨径 桥梁 （2）水中架梁 吊鱼法：适用于重量小于50KN，小跨径的钢 筋混凝土桥梁 扒杆导梁法：适用于重量50KN-150KN 穿式导梁悬吊安装：利用卷扬机将梁悬吊穿 过桥孔，进行落梁、横移、就位。适用于重 量600KN左右的 跨墩龙门吊机法：适用于多跨桥梁的上部结 构的安装 4、桥梁架设的质量标准 （1）平面位置 顺桥中心线方向的允许偏差10mm； 横桥中心线方向的允许偏差5mm； （2）相邻两构件顶面高差10mm； （3）支座位置接触严密不得有空隙； （4）20cm以内的掉角不得超过两处。 第五章 连续梁桥施工 基本要求： 了解超静定结构概念，连续梁的受力，内力的特 点 熟悉连续梁施工方法。 具体内容： 1、常用支架的种类； 2、常用支架的搭设和拆除要求； 3、顶推法施工特点； 4、悬臂法施工特点； 5、质量通病防治。 超静定结构： （1）仅由平衡条件不能确定多余约束的反力， 欲求全部反力和内力除使用平衡条件外，还 须考察变形条件。 （2）其受力情况与材料的物理性质、截面的几 何性质有关。 （3）由于去掉一些约束后，体系仍可保持几何 不变，所以因制造误差、支座移动、温度改 变等原因，超静定结构能够产生内力。称这 种内力为初内力或原始内力，因为它是在无 荷载情况下产生的。 连续梁的受力特点：受力性能好，跨越能力 大，行车平顺 内力特点：由于在荷载作用下支点截面产 生负弯矩，从而显著地减小了跨中的正弯 矩，这样不但可以减小跨中的建筑高度， 而且能节省钢筋混凝土数量，跨径增大时 ，这种节省越显著。 一、支架法施工 支架法施工：搭设支架安装模板、钢 筋就地浇筑梁体混凝土 虽然这种施工需要大量的支架和模 板，但根据地形及桥梁结构特点等情况 ，在采用其他施工方法比较困难或费用 较高时，支架法施工经常使用。 一、支架法施工 1、常用支架的种类 （1）按构造分为： 立柱式、梁式、梁柱式 （2）按材料分为： 木支架、钢支架、钢木混合支架、万能 杆件拼装支架、WDJ碗扣式脚手架支架 一、支架法施工 万能杆件拼装支架：万能杆件可拼装成各种 跨度和高度的支架，其跨度与高度须与杆件 本身长度（2m）成倍数。 一般用万能杆件拼装的桁架的高度分为 2m、4m、6m或6m以上，当高度为2m时，腹杆 为三角形，当高度为4m时，腹杆为菱形，当 高度超过6m时，腹杆为多斜杆的形式 一、支架法施工 WDJ碗扣式脚手架支架 A）优点：强度高、拼装快、功能多、安装可 靠、外观整齐、便于管理 A）主要构造：碗扣接头是WDJ碗扣式脚手架 的核心部件，接头由上碗扣、下碗扣、横 杆接头和上碗扣限位销组成 B）组装要求：底层组架最为关键，其组装的 质量直接影响到整架的质量，应严格控制 。当组装完两层横杆后，应检查并调整水 平框架的直角度使之小于3.5。 一、支架法施工 2、施工预拱度 支架受载后将产生弹性和非弹性变形, 桥梁上部结构在自重作用下会产生挠度,为 了保证桥梁竣后尺寸的准确性,在施工时支 架须设置一定数量的预拱度。上部结构和 支架的各变形值之和,即为应设置的预拱度 。 一、支架法施工 设置时应考虑的因素： 支架承受施工荷载引起的弹性变形1 超静定结构由于混凝土收缩、徐变及温度变化 而引起的挠度2 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)引起的梁的弹性挠 度3 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4 支架基础在受载后的非弹性沉陷5 一、支架法施工 3、连续梁、悬臂梁混凝土的浇筑 连续梁、悬臂梁上部结构的混凝土浇筑 时，因桥墩为刚性支撑，桥跨下的支架为弹 性支撑，桥墩和支架将产生不均匀沉降。因 此，在浇筑混凝土时，必须采用有效的措施 ，以防止上部结构在桥墩处产生裂缝。通常 的做法是：在浇筑混凝土时，应从跨中向两 端的墩、台进行，同时相邻跨也从跨中或悬 臂端向桥墩、台进行，在桥墩处设置临时工 作缝（后浇段）等。 二、顶推法施工 顶推法是在沿桥梁纵轴方向的桥台台后设 置预制平台，分段预制混凝土梁身并施加预 应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶 施力，使梁体在各墩的滑道上逐段向前滑动 ，直至全连续梁顶推就位后，落梁、更换正 式支座，完成桥梁施工。 顶推法施工是预应力混凝土连续粱桥常采用 的施工方法，适用于中等跨径、等截面梁桥 。 二、顶推法施工 1、梁段预制 可采用在工厂制成的预制构件，也可采 用在梁轴线的预制场上连续预制逐段顶推。 主梁预制时节段长度的划分一般取1030m ，主要是考虑使连接处避开连续梁受力最大 的支点截面和跨中截面。 二、顶推法施工 2、梁段顶推：根据梁段顶推施加力的位置和施 加力的方法，分为单点顶推和多点顶推 3、滑动和导向装置 滑动装置设置在墩上的混凝土临时垫块 上。而在顶推时，应经常检查梁底边线位置 ，发现偏差时及时用导向装置进行纠偏。 4、落梁就位：全梁顶推就位后安置支座的工作 。 三、悬臂法施工 悬臂施工法是以桥墩为中心向两 岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法 。悬臂施工法不仅适用于修建大跨径 的预应力混凝土连续梁桥，也适用于 大跨径的悬臂梁桥、T形刚构桥、连 续刚构桥、斜拉桥等。 三、悬臂法施工 悬臂施工法可分为悬臂浇筑和悬臂拼装两种 。 1、悬臂浇筑 悬臂浇筑是采用移动式挂蓝作为主要 施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利 用挂蓝逐段浇筑混凝土，待混凝土达到强 度要求后，张拉预应力束，再移动挂蓝进 行下一节段施工。 三、悬臂法施工 2、悬臂拼装 悬臂拼装法是利用移动式悬拼吊机将梁段 吊至桥位，然后采用环氧树脂胶和预应力束 连接成整体，采用节段拼装，从桥墩两侧依 次对称安装节段，张拉预应力筋，使悬臂不 断按长，直至合拢。 因此悬拼梁段的预制质量是关系到梁段悬 拼速度和质量的关键，因此预制时应严格控 制梁段断面及形体的精度。 第六章 桥面系施工 基本要求： 了解桥面系概念。 熟悉施工质量要点。 掌握桥面铺装工程质量标准及桥栏杆、防撞护栏 质量要求。 具体内容： 1、防水层施工要点； 2、水泥混凝土桥面施工要点； 3、沥青混凝土桥面铺装工程质量标准； 4、栏杆和防撞护栏的质量要求； 5、桥梁伸缩安装质量要求； 6、质量通病防治。 桥面系是桥梁桥跨体系上部许多附 属设施的统称，主要包括：桥面铺装、 人行道、栏杆或护栏、伸缩装置等。桥 面部分虽然不是主要承重结构，但它对 桥梁功能的正常发挥、对主要构件的保 护、对车辆行人的安全以及桥梁的美观 等都十分重要，如果施工中出现质量问 题，会严重影响桥梁的使用性能。 一、防水层 设置在铺装层下，可以防止雨水 渗入主梁中引起钢筋的锈蚀。常用的防 水层有：卷材、涂料、水泥砂浆。在使 用沥青卷材时注意，纵缝搭接长度应为 810cm，横缝搭接长度不应少于 10cm。 二、桥面铺装 常用的桥面铺装有水泥混凝土和沥青混 凝土两类。 1、水泥混凝土 水泥混凝土面层的耐久性好，但养生期 长，维修较麻烦。 其铺装施工要经历备料、运料、安装模 板、铺设钢筋、摊铺、振捣、接缝施工、表 面整修、养护等过程，施工中必须注意振捣 要密实，接缝要平整，养护要及时、充分。 其中接缝施工是其施工关键，其施工质量极 大影响整个铺装层的使用和耐久性。 二、桥面铺装 2、沥青混凝土 沥青混凝土面层施工速度快、维修养护 方便，但易老化、变形，在引桥纵坡较大处 易出现推移、拥包等常见弊病。 其铺装施工包括：混合料的制备、运输 ，摊铺，碾压，养生等步骤。在施工中必须 注意控制好混合料各阶段的温度、碾压的密 实度、面层的平整度和抗滑性等关键技术和 指标。 摊铺应控制环境温度在10以上；摊铺后要 及时碾压；碾压成型后，必须待沥青温度降 至50以下方可开放交通。 三、人行道 按施工方法不同：就地浇筑式