10桥梁施工2010-11-3.ppt

1 土木工程施工 桥梁 市政 房屋建筑 李芸 2 10桥梁工程施工 3 知识回顾 桥梁工程基本知识 一 桥梁的基本组成与体系 4 5 6 7 二 桥梁的主要类型1 梁式桥 BeamBridae 8 2 拱桥 ArchBridse 3 刚架桥 RigidFrameBridge 拱桥 刚架桥 9 4 吊桥 SuspensionBridge 5 组合体系桥 CombinedSystemBridge 吊桥 组合体系桥 10 概述 一 桥梁施工方法概述 一 桥梁基础施工桥梁基础由于在地面以下或水中 涉及水和岩石的问题 就基础的施工方法而言 则是针对具体的结构形式 无统一的模式 二 桥梁墩台施工石砌墩台 就地浇筑式墩台和预制装配式墩台 11 三 桥梁上部结构施工桥梁上部结构的施工方法总体上可以分为就地浇筑法和预制安装法1 固定支架整体就地现浇施工法2 预制安装施工法3 逐孔施工法4 悬臂施工法5 转体施工法6 顶推法施工7 横移法施工8 提升施工法 12 二 施工方法的选择桥梁施工方法的选定 可依据下列条件综合考虑 1 使用条件 2 施工条件 3 自然环境条件 3 社会环境影响 13 三 桥梁工程施工的内容与一般程序 施工组织设计 施工准备 施工测量 基坑开挖 基础施工 墩台施工 上部构造施工 桥面构造施工 桥梁施工基本程序 14 10 1桥梁基础施工10 1 1基础施工 一 桩基础施工水中预制桩基础 一般采用围堰 套箱等方法施工围堰法 浮运吊箱围堰至墩位 插打围堰外定位桩 下放吊箱围堰至设计标高 并固定于定位桩上 插打基桩 灌注水下封底混凝土 抽水 灌注基础承台及墩身混凝土 拆除吊箱围堰上部 15 围堰施工施工围堰属于临时性围堰范畴 其主要作用是确保主体工程及附属设施在修建过程中不受水流侵袭 保证正常施工条件 为此 临时围堰的修筑 是根据主体工程所在位置 现场情况和实际需要进行布置 表列仅属于例 围堰修筑还必须对施工期间各种影响 雨水 潮汐 风浪 季节等 和航行 灌溉等有关因素一并加以考虑 16 沉井施工工艺 围堰施工工艺 17 10 1 2墩台施工 一 现浇钢筋混凝土桥墩施工 一 模板钢筋混凝土墩台施工方法主要是现场就地浇筑混凝土的墩台构件 墩台模板的类型主要分为 拼装式模板 滑升模板 翻模和爬模 18 1 拼装式模板 2 整体吊装模板 3 滑升模板 4 爬升模板 5 翻升模板 19 二 混凝土浇筑桥梁墩台具有垂直高度较高 平面尺寸相对较小的特点 因此其混凝土的浇筑方法有别于梁或承台等构件的混凝土浇筑方法 混凝土运输 水平距离 垂直运输距离混凝土的拌和 运输及浇筑 速度 墩台混凝土体积 配制混凝土的初凝时间 三 镶面花岗岩 大理石作为镶面材料 20 二 装配式墩台施工装配式墩台的主要特点 可以在预制场预制构件 受周围外界干扰少 但相对来说对运输 起重机械设备要求高 施工工序 预制构件 安装连接与混凝土填缝关键 拼装接头 21 上部结构通过支座与墩台连接 10 2梁式桥施工 梁式桥的组成 22 概念 在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系 类型 简支梁式 连续梁式 悬臂梁式 受力特点 梁作为受弯构件由梁跨两端支座 桥墩或桥台 支撑着 23 连续桁架梁桥 支承在三个支点以上的桥梁 简支梁桥 伸臂梁桥 24 截面结构形式 实心板梁 箱型梁 短肋板梁 空心板梁 25 支座连接 26 梁式桥施工特点 1 2 3 27 引桥桥墩完成 引桥主梁吊装 28 10 2 1固定支架整体就地浇筑施工法 一 支架和模板的分类 一 支架 1 立柱式支架 2 梁式支架 3 梁 柱式支架 29 二 模板木模 1 应选择质地优良 脆性小 无扭曲 节疤和其它疵病 湿度不宜大于25 的木材制作 2 可在工厂或施工现场制作 木模与混凝土接触的表面应平整 光滑 多次重复使用的木模应在内侧加钉薄铁皮 3 木模的接缝可做成平缝 搭接缝或企口缝 采用平缝时 应采取措施防止漏浆 木模的转角处应加嵌条或做成斜角 30 钢模 1 宜采用标准化 系列化和通用化的组合模板 组合钢模板的设计和施工应符合国际GBJ214 82组合钢模板技术规范的规定 2 钢模板及其配件应按批准的加工图加工 成品经检验合格后方准使用 31 二 支架 模板的设计 一 设计荷载与有关规定 二 预拱度的设置当结构自重和汽车荷载 不计冲击力 产生的向下挠度超过跨径的1 1600时 钢筋混凝土梁 板的底模板应设预拱度 预拱度值应等于结构自重和1 2汽车荷载 不计冲击力 所产生的挠度 纵向预拱度可做成抛物线或圆曲线 32 三 施工要点 一 施工准备 二 混凝土的制备 三 混凝土的浇筑1 施工工作缝的设置2 混凝土的浇筑四 混凝土养护 预应力筋张拉及模板拆除 33 10 2 2预制安装施工法 一 预制构件的划分和预制 一 预制构件的划分空心板梁 T梁和单室箱梁 二 梁体预制预制构件常用形式为 钢筋混凝土梁 先张法预应力混凝土梁和后张法预应力混凝土梁 34 二 预制梁的安装 一 起重机架设法 二 架桥机架设法 三 支架架设法 四 简易机具组合架设法三 结构的连接措施连接部位 墩顶处 0 2L处和跨中 35 MQ75 22 8型门式起重机 36 MQ系列门式起重机 MAX起吊能力150T MAX起升高度8m 适合于预制梁安装就位 37 MQ75 22型门式起重机 38 DCY450型运梁车 运载能力450T 转弯半径40m 轮胎数112 适应纵坡3 39 运梁机运梁 40 DF40 100架桥机 最大适用跨径 最大起重量 40 100 陕西白水河桥 1998 10 41 DF35 80型架桥机 山西太旧高速榆次1 2 桥 1999 09 42 DF50 150型架桥机 济南环城跨线立交 40m跨简支梁 100T 片 1998 05 43 10 2 3悬臂施工法 悬臂施工主要有 悬臂拼装法及悬臂浇筑法悬臂拼装法 利用移动式或固定式悬拼吊机逐步将预制梁段起吊就位 以环氧树脂作接缝材料 通过对预应力钢束施加应力 使各梁段连接成整体 悬臂浇筑法 采用移动式挂篮作为主要的施工设备之一 以桥墩为中心 对称向两岸利用挂蓝逐段浇筑梁段混凝土 待混凝土达到要求强度后 张拉预应力束 再移动挂篮 进行下一节段的施工 44 45 一 墩顶梁段 0块 的施工悬臂浇筑或悬臂拼装施工 0号块 墩顶梁段 均在墩顶托架上现场浇筑 并在施工过程中临时锚固 使0号块能承受桥墩两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩 为了拼装挂篮或吊机 需在墩柱两侧先采用支撑托架浇筑一定长度的梁段 即起步段或称起步长度 其施工托架可根据墩身高度 承台型式和地形情况 分别支承在墩身 承台或经过加固的地面上 46 1 施工托架 1 托架布置示意图 2 托架采用 布置要求施工托架有扇形 门式等 托架可采用万能杆件 贝雷钢梁 钢筋混凝土等构件拼装 托架的长度视拼装挂篮 吊机 的需要和拟浇节段长度而定 横桥向的宽度一般应比箱梁翼板宽出1 0 1 5以便设立箱梁边肋的外侧模板 托架顶面应与箱梁底面纵向线型的变化一致 47 2 0节段的临时固结及支承措施 1 将0号节段与桥墩用钢筋或预应力筋临时固结 完工后切断 2 在桥墩一侧或两侧加设临时支承或支墩 3 将0号节段临时支承在扇形或门式托架二侧 4 临时支承可用硫横水泥砂浆块 砂筒或混凝土块等 以便结构体系转称时较方便地释放临时固定措施 支承强度需经验算 48 二 悬臂拼装法 一 悬臂节段的预制 运输1 预制方法 长线或短线立式预制方法2 节段运输 场内运输 块件装船 浮运 49 二 节段的悬臂拼装1 悬拼方法 1 悬臂吊机拼装法 2 连续桁架拼装法 3 起重机拼装法2 接缝处理和拼装程序接缝 湿接缝 干接缝和胶接缝3 穿束及张拉 50 湿接缝 预应力混凝土梁体分块预制 悬臂拚装成大跨度连续梁 梁体间采用现浇混凝土把梁块连成整体的接缝 干接缝 预制好的砼用特殊的黏合剂粘上的在干接缝施工中 节段之间一般选用无溶剂型环氧树脂胶结剂将相邻的2块梁段粘结成一个整体 它主要起润滑 锚栓 防水 传递应力等作用 胶接缝 用环氧树脂作为胶结材料预应力混凝土梁体段间的接缝主要分干接缝和湿接缝 在不会出现冰冻稳定或使用了体外索时 可采用干接缝 干接缝比湿接缝安装要快 预制节段采用干接缝不能实现完全水密封性 会影响后继预应力压浆的质量 降低了预应力索的防腐效果 因此 在雨水区及沿海区域一般都采用湿接缝 它不仅适于体内索 也适于体外索 湿接缝能弥补节段接合面的细小缺陷 密封性好 能有效防止水汽入侵 干接缝不能承受任何拉力 湿接缝可承受一定拉力 51 湿接缝在施工 52 高架桥悬臂拼装法施工 悬臂吊机 绞车 吊篮 滑车组 53 高架桥悬臂拼装法施工 54 高架桥悬臂拼装法施工 55 高架桥悬臂拼装法施工 56 高架桥悬臂拼装法施工 57 三 悬臂浇筑法 四 悬臂施工挠度控制桥梁挠度允许误差为20mm 轴线允许偏位10mm 五 合龙段施工跨中将悬臂端刚性连接 整体合龙低温合龙合龙段混凝土中宜加入减水剂或早强剂 六 结构体系转化 58 10 2 4逐孔施工法 随着高速公路 城市高架道路 轻轨交通的建设 中 小跨径的桥梁越来越多 逐孔施工法应运而生 逐孔施工法从施工技术方面分为以下两种类型 1 预制节段逐孔组拼施工 2 使用移动支架逐孔现浇施工 59 一 预制节段逐孔组拼施工 一 节段的类型 二 拼装架设二 逐孔现浇施工 移动模架法 一 移动悬吊模架施工基本结构包括 承重梁 从承重梁上伸出来的横梁 吊杆和承重梁的固定以及活动支承 二 支承式活动模架施工 60 移动模架拼装图示 平阳特大桥一部移动模架施工 61 底腹板钢筋及内模安装图示 平阳特大桥一部移动模架施工 62 移动模架原位现浇箱梁砼浇注 平阳特大桥一部移动模架施工 63 64 10 2 5顶推施工法 顶推法施工是在沿桥纵轴方向设立预制场 采用无支架的方法推移就位 顶推法施工是在桥台背后 或引桥上 设置预制场浇筑梁段 达到要求强度后 施加预应力 向前顶推 空出底座继续浇制 随后施加预应力与先一节联结 继续顶推 如此循环 直至将整个桥梁浇制完 顶推到设计位置 65 概况 桥例 1 意大利山谷桥 10 x32m 梁高2 5米 曲线半径150米 66 概况 桥例 2 67 概况 桥例 3陕西狄家河铁路桥 4x40米 国内首次采用顶推施工混凝土连续梁 设置30米长导梁 68 概况 桥例 4美国美因河桥 全长1132米 两边顶推 辅助缆 69 概况 桥例 5使用体外预应力 法国 70 概况 桥例 6非洲南部的科马提河桥 71 顶推施工一般程序 1 72 图17 3水平千斤顶与竖直千斤顶联合应用 顶推施工一般程序 2 73 一 顶推施工设备 一 水平 竖向千斤顶顶推装置 二 拉杆千斤顶顶推装置 三 常用滑道装置 四 使用与永久支座兼用的滑动支承装置 RS施工法 五 横向导向设施 六 导梁 七 临时墩 八 索塔加劲系统 74 二 顶推设备和顶推力的确定三 顶推施工法工艺1 单向顶推法多点 分散 顶推该法设置的抵抗顶推装置反力的反力台 多点分散设于全部桥台 桥墩及临时支柱上 将水平力分散作用于各桥墩或桥台上 是它的施工特点 具体如图所示 75 顶推装置集中在台后 前方各支点上设置滑动支承 滑块在不锈钢板上滑动并在前方滑出 在滑道后方不断喂入滑块 梁身前进 76 2 双向顶推法是从桥的两岸拼装 或灌筑 箱梁后同时向河中顶推至桥墩某处 或跨中 合拢的方法 见图所示 1 箱梁节段 2 附加荷载 77 在每个墩台上设置一对小吨位水平千斤顶将集中的顶推力分散到各墩上 每个桥墩在顶推过程中承受的水平力较小 可在柔性墩上实施 我国在近年多用多点顶推 同时 同步施力的保证 采用一套液压与电路相结合的控制系统 集中控制 分级调压 保证同时启动 同步前进 同时停止 意外急停措施 各机组和观测点上 触发任一急停按钮 全部机组能同时停止工作 78 滑道装置 滑道装置示意图 79 滑道装置 在永久支座上布置滑道 80 10 3斜拉桥和悬索桥施工 10 3 1斜拉桥施工 81 梁通过斜拉索拉在塔上 形成斜拉桥 受力特点 梁 索 塔 基础 斜拉桥受力特点 82 辐射形 竖琴形 扇形 斜拉桥的索型 83 辐射形索型 84 竖琴形索型 来宾红水河 位于广西红水河 是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥 全长398 主跨48 96 48 索型采用双塔竖琴型 85 扇形索型 86 型式多种多样 独柱 世界上最高的桥梁 米约大桥 墩343m 桥高270m 87 武汉长江三桥 白沙洲大桥主跨618m A型 88 倒Y型 法国诺曼底桥 跨径856m 89 日本多多罗桥 跨径890m 倒Y型 90 钢塔塔高220m 其形状犹如倒Y形 91 92 铜陵长江大桥 主跨432m H型 93 施工特点 1 主塔施工 2 主梁施工 3 合拢 4 竣工 94 斜拉桥的结构组成 主梁 桥塔 和斜拉索主梁施工方法 悬臂灌筑 悬臂拼装 支架法 顶推法 平转法 控制内力 施工阶段 运营阶段 涪陵长江大桥 一 概述 斜拉桥的施工要点 95 1 钢桥塔的施工施工方法 浮式吊机施工 塔式吊机施工 爬升式吊机施工 爬升式吊机施工法的施工顺序 二 索塔的施工 96 2 混凝土桥塔的施工 施工方法 滑模法 爬模法 翻转模板法 提升支架法 普通支架法 塔吊的布置形式 97 鄂黄长江大桥 98 鹅公岩大桥 99 1 主梁施工的常用方法支架法悬臂法顶推法平转法 三 主梁的施工 100 101 102 支架法 103 悬臂法 自由悬臂法架设斜拉桥 104 长江二桥南汉主桥 105 2 主梁施工特点 单索面斜拉桥 双索面斜拉桥 扁平双主肋截面 106 基本工序 设置锚固部件 架设斜拉索 张拉斜拉索 防护 架设斜拉索 斜拉索的基本类型 四 斜拉索的施工 107 张拉斜拉索 108 索力的量测 压力表测定法 压力传感器测定法 频率振动法 109 是一种古老桥型 早期制索材料为藤条 竹子 皮革 铁链等 至今我国四川灌县安澜竹索桥仍保持着原始的风貌 建于公元1705年的四川大渡河的泸定铁索桥 主跨达103m 很可能是当时世界跨度最大的悬索桥 该桥已属于第一批国家保护的重要文物 10 3 2悬索桥 110 现代悬索桥 组成 主缆 塔架 加劲梁和锚碇 荷载传递 桥面 吊索 主缆 基础 111 优点 能充分发挥钢缆材料优越的抗拉性能 因此结构自重轻 可以获得比斜拉桥更大的跨径 成卷钢缆便于运输 也便于无支架悬吊拼装 适合在大江 湖海或跨越深沟 深谷时采用 悬索桥边跨与主跨之比一般为0 3 0 4 最小可达0 21 112 悬索桥受力示意 113 施工特点 1 主塔施工 2 主缆施工 3 桥面施工 4 竣工 114 日本明石海峡大桥 世界最大跨度1991m 115 主塔塔顶高度297 3m 116 大桥主缆 加劲梁施工 大桥的加劲钢箱梁用了钢材90000吨 这是架设钢箱梁的情况 117 江阴长江大桥 1999我国最大 世界第四 主跨1385m 118 主塔高度193m主缆采用两根各两万多根直径5 35mm的镀锌钢丝组成 重17000吨 主缆直径90cm 119 香港青马大桥现今世界上最长一条能兼容铁路和行车路的吊桥 其主跨长度比美国三藩市的金门桥还要长 青马大桥连