桥梁工程-预应力混凝土连续梁桥施工.ppt

学习情境6预应力混凝土连续梁桥施工 工作任务 任务一有支架就地浇筑施工任务二移动模架施工任务三悬臂浇筑施工任务四悬臂拼装施工任务五顶推法 学习目标 1 叙述预应力混凝土梁桥施工方法 2 叙述支架就地施工方法 3 知道移动模架施工方法 4 知道悬臂浇筑施工方法 5 知道悬臂拼装施工方法 6 知道顶推法施工工艺 7 能根据施工中出现的问题 制定施工方案 任务描述 通过的学习 了解支架施工 移动模架法 悬臂浇筑法 悬臂拼装法和顶推法的主要特点 理解和掌握各种施工的基本原理及适用条件 重点掌握支架就地浇筑施工 移动模架施工 悬臂浇筑法施工和顶推法施工的施工工艺 任务一有支架就地浇筑施工 在支架上就地浇筑施工是古老的施工方法 以往多用于桥墩较低的中 小跨连续梁桥 它的主要特点是桥梁整体性好 施工简便可靠 对机具和起重能力要求不高 对预应力混凝土连续桥来说 结构在施工中不出现体系转换问题 但这种施工方法需要大量施工脚手架 且施工周期长 近年来 随着钢脚手架应用和支架构件趋于常备化以及桥梁结构的多样化发展 如变宽异形块桥 弯桥的强大预应力系统的应用 在长大跨径桥梁中 采用有支架就地浇筑施工可能是经济的 因此扩大了应用范围 尽管如此 相对其他施工方法 采用有支架就地浇筑施工的桥梁总数并不多 因此在选择施工方法时 要通过比较综合考虑 钢柱加贝雷梁支架 一 支架 1 支架的形式支架按其构造分为立柱式 梁式和梁 立柱式 二 对支架的要求 1 支架虽是临时结构 但它要承受桥梁的大部分恒重 因此必须有足够的强度 刚度 保证就地浇筑的顺利进行 2 在河道中施工的支架要充分考虑洪水和漂浮物的影响 除对支架的结构构造有所要求外 在安排施工进度时尽量避免在高水位情况下施工 3 支架在受荷后有变形和挠度 在安装前要有充分的预估和计算 并在安装支架时设置预拱度 使就地浇筑的主梁线形符合设计要求 4 支架的卸落设备有木楔 砂筒和千斤顶等数种 卸架时要对称 均匀 不应使主梁发生局部受力的状态 就地灌注施工一般程序 2 施工顺序 有支架就地浇筑施工需采用一联同时搭设支架 按照一定的程度一次完成浇筑工作 待张拉预应力筋 压浆后移架 小跨径板梁桥一般采用从一端向另一端浇筑的施工顺序 先梁身 后支点依次进行 2 施工顺序 大跨径桥通常采用箱形截面 施工时常分段进行 一种是水平层施工法 即先浇筑底板 待达到一定强度后进行腹板施工 最后浇筑顶板 当工程量较大时 各部位亦可分数次浇筑 2 施工顺序 分段施工法 根据施工能力每隔20 25m设置连接缝 该连接缝一般设在弯矩较小的区域 接缝长lm左右 待各段混凝土浇筑完成后 最后在接缝处施工合龙 在支架上就地浇筑施工 工期较长 5跨68m连续空心板梁桥 一联施工期约70天 其中搭设支架15天 安装模板 扎筋 布筋约30天 浇筑混凝土和养生期为15天 脱模 移架为10天左右 两跨82 5m连续箱梁桥 完成一联的施工期为180天 其中浇筑混凝土及养生的工期为45天左右 香港深港西部通道支架施工 任务二移动模架法 移动模架法是使用移动式的脚手架和装配式的模板 在桥位上逐孔现浇施工 随着施工进程不断移动连续现浇施工 因此移动模架法也称为 活动的桥梁预制厂 和 造桥机 对于桥长多孔的高架桥 使用十分方便 它的特点是桥长跨多 桥梁的跨径大约在30 50m左右 为适应这类桥梁的快速施工 节省劳力 减轻劳动强度和少占施工场地 利用机械化的支架和模板逐跨移动 现浇混凝土施工 这就是移动模架法 常用的移动可分为移动悬吊模架和活动模架两种 一 移动悬吊模架施工 移动悬吊模架的型式很多 各有差异 就其基本结构包括三部分 承重梁 从承重梁伸出的肋骨状的横梁和支承主梁的移动支承 承重梁通常采用钢梁 长度大于两倍跨径 是承受施工设备自重 模板系统重力和现浇混凝土重力的主要构件 承重梁的后段通过可移式支承落在已完成的梁段上 它将重量传给桥墩 或直座落在墩顶 承重梁的前端支承在桥墩上 工作状态呈单臂梁 承重梁除起承重作用外 在一孔梁施工完成后 作为导梁与悬吊模架一起纵移至下一施工孔 承重梁的移位以及内部运输由数组千斤顶或起重机完成 并通过中心控制操作 一 移动悬吊架施工 一 移动悬吊架施工 二 活动模架施工 活动模架的构造型式较多 其中的一种构造型式由承重梁 导梁 台车和桥墩托架等构件组成 参见图6 4 1 在混凝土箱形梁的两侧各设置一根承重梁 支撑模板和承受施工重量 承重梁的长度要大于桥梁跨径 浇注混凝土时承重梁支承在桥墩托架上 导梁主要用于运送承重梁和活动模架 因此需要有大于两倍桥梁跨径的长度 当一跨梁施工完成后进行脱模卸架 由前方台车 在导梁上移动 和后方台车 在已完成的梁上移动 沿纵向将承重梁和活动模架运送至下一跨 承重梁就位后导梁再向前移动 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 活动模架的构造 任务三悬臂浇筑施工 1 施工概述2 挂篮的构造及设计3 0 块浇筑4 挂篮混凝土浇筑5 合龙段施工 主要特点 跨间不设支架 不影响通航或行车内力状态施工与运营较一致 工作面大 速度快 设备可重复使用 体系转换 1 施工概述 用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括 在墩顶浇筑起步梁段 0 块 在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次分段悬浇梁段 边跨及中跨合拢 1 施工概述 1 施工概述 2 挂篮的构造及设计 1 类型及构造 功能 移动脚手架 挂在建成的梁段上 完成下个节段的作业 结构形式 型钢式 桁架式 斜拉式 弓弦式 滑动斜拉式 菱形等 平衡方式 压重式 锚固式和半压重 半锚固式 行走方式 滚动式 滑动式和组合式 组成 承重梁 悬吊模板 锚固装置 走行系统 工作平台 平行桁架式挂篮 平弦无平衡重挂篮 2 挂篮的构造及设计 2 挂篮的构造及设计 南防铁路茅岭江大桥 斜拉式 2 挂篮的构造及设计 钱江二桥 弓弦式 2 挂篮的构造及设计 钱江二桥 2 挂篮的构造及设计 钱江二桥 2 挂篮的构造及设计 2 挂篮的构造及设计 设计原则 外形简单 受力明确 重量轻 变形小 稳定性好 装拆方便 移动灵活 两种状态 2 挂篮的构造及设计 30 块浇筑 0号段位于桥墩上方 灌注0号段相当于给挂篮提供一个安装场地 0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇 立0号段底模时 同时安装支座及防倾覆锚固装置 临时锚固 30 块浇筑 30 块浇筑 混凝土浇筑 30 块浇筑 30 块浇筑 30 块浇筑 30 块浇筑 临时锚固 30 块浇筑 1 挂篮加载试验 在0号块上安装完成挂篮以后 应首先进行挂篮加载试验 以获取加载与挂篮变形的关系曲线加载时应注意分级加载 且分级应均匀加载方法 试验台加压和水箱加压法 30 块浇筑 加载试验 测定挠度 消除永久变形 灌混凝土前后 张拉前后测定挠度 自悬臂端向后分层铺灌振捣 及时调整变形 两悬臂梁块混凝土应同时灌注 其差不应大于1 0m3 1 挂篮加载试验 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 4 挂篮施工 连续梁合拢前的墩 梁临时固结约束措施解除 一般讲 在两侧边跨合拢后 应立即解除墩梁临时固结措施 使梁成简支悬臂体系 也有另一种情况 可以在中跨合拢后在解除墩梁临时固结措施 采取上述哪一种解除方式 要与设计院沟通后才能确定 切勿自行确定 5合龙段施工 合拢口的临时锁定支撑 内外刚性支撑锁定措施 外 或内 刚性支撑和张拉临时束共同锁定 仅设刚性外 或内 刚性支撑锁定 5合龙段施工 5合龙段施工 选择日气温较低 温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注合拢段混凝土 合拢口的锁定 应迅速 对称地进行 先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接 或栓接 而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接 临时预应力束也应随之快速张拉 在合拢口锁定后 立即释放一侧的固结约束 使梁一端在合拢口锁定的连接下能沿支座左右伸缩 5合龙段施工 合拢口混凝土宜比梁体提高一级 并要求早强为保证浇筑混凝土过程中 合拢口始终处于稳定状态 必要时浇注之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重 加 卸载均因对称梁轴线进行 混凝土达到设计要求的强度后 先部分张拉预应力钢索 然后解除劲性骨架 最后按设计要求张拉全桥剩余预应力束 当利用永久束时 只需按设计顺序将其补拉至设计张拉力即可 临时束的张拉力一般宜在0 45 0 5Rjy 以防在合拢过程中预应力束过载报废而需要重新更换新束 5合龙段施工 5合龙段施工 5合龙段施工 5合龙段施工 5合龙段施工 任务四悬臂拼装施工 1施工概述2梁段预制及运输3梁段拼装及接缝处理 悬臂拼装法 基础 核心 工序 梁段预制 梁段的吊运和拼装 梁段预制 移位 存放 运输 悬拼 体系转换 合龙段施工 任务四悬臂拼装施工 基本要求 基本方法 尺寸准确 外表光洁 孔道正确 接缝处理方便 力筋防锈可靠 长线法 短线法 宽接缝可单独灌筑 1 预制方法 2 梁段运输 形式 阶段 水 陆 栈桥及缆吊等 场内运输 装船 浮运 自行式起重机 门式起重机 浮吊拼装 高空悬拼 3 梁段拼装及接缝处理 悬臂吊机拼装法 移动式连续桁梁拼装法 浮吊拼装法 缆索吊机拼装法 起重机拼装法 缝宽0 1 0 2m 快凝水泥砂浆 或小石子混凝土 缝厚1mm左右环氧树脂水泥 0 2 0 25MPa拼压 应用很少 4 安装误差的控制与纠正 悬浇 悬拼 原因 纠正 原因 纠正 外载 材料参数的取值和环境温度影响 以后各段施工设拱度调整 外载 接缝变形 几何尺寸 安装误差 1号块精确就位 涂胶层尽量薄 且均压下固化 调整上下缝宽 凿打端面 增加湿接缝 任务五顶推法 顶推法的特点是 不需要支架和大型机械 工程质量容易控制 占用场地少 不受季节影响 但仅适用于等高度的直线桥或等半径的曲线桥 顶推梁造价比同等跨径简支梁和现浇变截面连续梁造价高 预应力混凝土连续梁桥顶推法施工是沿桥纵轴方向 在桥台后设置预制场浇筑梁段 达到设计强度后 施加预应力 向前顶推 空出底座继续浇筑梁段 随后施加预应力与先一段梁联结 直至将整个桥梁梁段浇筑并顶推完毕 最后进行体系转换而形成连续梁桥 1 什么叫顶推法施工 顶推法施工的顺序 优点 机具设备简便 无需大型起吊设备 节省施工用地 工厂化制作 能保证构件质量 模板可周转 不影响通航 节约劳力 施工安全 适应于连续梁 简支梁 拱桥 桥面纵梁 斜拉桥 主梁 等结构 缺点 不适应多跨变高梁 曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁 受顶推悬臂弯矩的限制 顶推跨径大于70 80米不经济 顶推过程中的反复应力 使梁高取值大 临时束多 张拉工序繁琐 随着桥长的增大 施工进度较慢 二 顶推方法与设备 1 顶推方法1 单点顶推2 多点顶推 2 顶推设备1 滑道2 千斤顶与油泵 1 滑道 2 千斤顶与油泵 设置在墩上的混凝土临时垫块上 由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成 其中的滑块由四氟板与具有加劲钢板的橡胶块构成 顶推时 组合的聚四氟乙烯滑块在不锈钢板上滑动 并在前方滑出 通过在滑道后方不断喂入滑块 带动梁身前进 滑动支座 多点顶推 柔性墩 为了满足通航要求 桥墩设计得高 为了满足泄洪 尽量减小桥墩对河床断面的压缩 桥墩截面尺寸设计得小 所以桥墩 高瘦 桥墩承受单向水平推力较小 所以将顶推的水平千斤顶出力分散各个桥墩上 叫多点 单个桥墩来讲 使顶推千斤顶的出力与梁在桥墩上摩阻力相平衡 桥墩不承受过大的水平推力 d 收水平顶 c 收竖顶 a 顶梁 b 推移 顶推法施工关键技术 预制场 纵向预应力 钢导梁 临时墩 滑道 水平千斤顶施力 预制场地的长度需要有预制节段长的三倍以上 涉及因素有 主梁节段分段长每节段为全断面或分次浇筑拼装导梁的场地第一跨顶出时 梁体的倾覆稳定安全 预制场地是预制梁体和顶推过渡的场地 包括主梁节段的浇筑平台和模板 钢筋和钢索的加工场地 混凝土搅拌站以及砂 石 水泥的堆放和运输路线用地 预制场地 模板工作是保证预制质量的关键 梁底的平整度将影响顶推时梁的内力 所以预制平台的平整度要严格控制 预制周期时加快施工速度的关键 预制工作应采用流水作业 培养专业化的施工队伍 还可采用加入添加剂的方法提高混凝土的早期强度 预制设备 预制场的纵向立面布置应结合考虑平面布置 将钢筋棚 预应力下料 砂石堆放 砼拌和站结合考虑 二 钢导梁 作用 减小顶推过程中梁的前端悬臂负弯矩 构造 钢桁梁和钢板梁 钢导梁受力主要为正弯距和剪力 负弯距较小 长度一般为顶推跨径0 6 0 7倍 导梁的刚度宜选主梁的1 9 1 5 合理的导梁长度应是主梁最大悬臂负弯矩与使用状态 运营阶段 支点负弯矩基本接近 导梁设置在主梁的前端 为钢桁梁或钢板梁 主梁前端装有预埋构件与钢导梁栓接 鼻梁 导梁 三 临时墩 减小顶推的标准跨径 来减小梁顶推过程交替变化的正 负弯矩 特别当顶推跨径超过50m以上 或者顶推其他形式的桥梁 如斜拉桥 钢管系杆拱桥 或连续刚构桥梁时采