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桥梁工程施工要点 马彦启 1 桥梁发展简史 以木桥和石桥为主的时代1867年 始建混凝土桥 1825年波特兰水泥工厂化生产 1874年 第一座钢桥建成1875年以后 开始建钢筋混凝土桥1937年 第一座预应力钢筋混凝土桥建成 世界第一桥 意大利莫西拿海峡桥 主跨3300m 塔高382m 造价45亿欧元 计划2006 2012年建成 2 桥梁的定义 桥梁 bridge 指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物 桥梁一般讲由上部结构 下部结构和附属构造物组成 上部指主要承重结构和桥面系 下部结构包括桥台 桥墩和基础 附属构造物则指桥头搭板 锥形护坡 护岸 导流工程等 3 桥梁的分类 按使用性分为 公路桥 铁路桥 公铁两用桥 人行桥 机耕桥 过水桥等 按跨径大小和多跨总长分为小桥 中桥 大桥 特大桥 桥梁分类多孔跨径总长L 米 单孔跨径L0 米 特大桥L 500L0 100大桥500 L 100中桥100 L 20小桥20 L 8涵洞8 L 4 按行车道位置分为上承式桥 中承式桥 下承式桥 按承重构件受力情况可分为 梁桥 简支梁 连续梁 连续刚构 悬臂梁 板桥 拱桥 钢结构桥 组合体系桥 斜拉桥 悬索桥 按使用年限可分为永久性桥 半永久性桥 临时桥 按材料类型分为木桥 石桥 钢筋砼桥 预应力桥 钢桥 5 几种常见的桥梁形式 拱桥 借拱形的桥身向桥两端的地面推压而承受主跨度的应力 现代的拱桥通常采用轻巧 开敞式的结构 最早的为石拱桥 现代的拱桥多为钢筋混凝土拱桥 拱桥施工最不利荷载阶段就是拱部施工 多数安全事故发生都在这一阶段 另外较大的集中荷载合震动对拱结构受力也不利 6 梁式桥 最常见的形式 以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁 主梁可以是实腹梁 空腹梁或桁架梁 实腹梁构造简单 制造 架设和维修方便 广泛用于中 小跨度桥梁 如实心板 T形梁 形梁等 在材料利用上不够经济 空腹式以箱形梁 空心板为主要代表 是目前采用较为普遍的一种形式 可以作成简直梁 连续梁 T形刚构梁等多种形式 可以预制梁架设 也可整幅现浇 桁架梁多以钢结构为主 其杆件承受轴向拉力或压力 材料能充分利用 自重较轻 跨越能力大 多用于建造大中跨度的桥梁 如武汉 南京长江大桥 但钢桁架梁噪音大 维护费用高 已逐步被箱形梁取代 7 梁式桥按主梁的静力体系 简支梁桥 连续梁桥和悬臂梁桥 简支梁桥 主梁以孔为单元 两端设有支座 是静定结构 一般适用于中 小跨度 结构简单 制造 运输和架设均甚方便 多做成标准设计 以便于构件生产工艺工业化 施工机械化 提高质量 降低造价 8 连续梁或连续刚构桥 主梁若干孔为一联 连续支承在几个支座上 是超静定结构 当跨度较大时 采用连续梁较省材料 一般用悬臂灌筑或悬臂拼装 纵向拖拉或顶推法施工 9 重庆石板坡长江大桥吊装103米钢箱 悬臂梁桥 T型刚构 上部结构由悬臂梁和悬挂孔组成 悬挂孔支承在悬臂上 用铰相联 有单悬臂梁桥 三跨构成 中跨较大以满足通航要求 和双悬臂梁桥 10 悬索桥 悬索桥是道路桥面靠缆索吊在半空 主要受力结构为两端的锚锭和悬挂在桥塔之间的缆索 悬索桥是最古老的桥梁类型之一 较古老的吊桥有的使用铁链 有的甚至使用绳索 随着高强度低松弛材料和现代高科技桥梁建造技术的发展 悬索桥又是建造特大跨度桥梁的主要桥型 11 斜拉桥 拉索桥有系到桥柱的钢缆 钢缆支撑桥面的重量 并将重量转移到桥柱上 使桥柱承受巨大的压力 12 下部结构的施工方法 基础 钻孔桩 冲击钻 适应任何地层 回旋钻 适应土和软石 旋挖钻 适应土质地层 速度较快 围堰 土石围堰 双壁钢围岩 钻桩平台 挖孔桩明挖基础 地质条件较好沉井 基本不用 墩台身 圆柱墩 单 双柱 空心墩 实心墩 大块模板 无拉杆 业主的要求起重方式的选择 经济 实用 易操作 根据工期的因素安排资源的投入数量 模板 起重设备 脚手架 13 桥梁上部施工方法现浇梁 预制梁 现场支架浇注法造桥机法悬臂灌注法 预制架设法悬臂拼装法转体施工法 钢拱桥 顶推法 14 现场支架浇注法 满堂脚手架法 墩高12m以下 耗料 耗工多 常用材料 短跨度梁柱或桁架法 墩高 跨大 跨多情况下 临时设计 加工 全跨度梁柱或桁架法 墩高 跨中小 过障情况下 临时设计 加工 移动支架法 墩中高 梁中宽 地面条件允许情况下 移动支架或轨行式支架 预留下沉及预拱度设置 预压 15 16 17 造桥机 移动模架 适用于中小跨连续箱梁 1 上行式MSS造桥机 18 19 2 下行式MSS造桥机施工程序 混凝土浇注 养护张拉完成后 用前后支架上的主千斤顶降下主梁 横梁中间松开螺栓 主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱 20 21 悬臂浇筑法 适用于大跨连续箱梁或T形刚构 利用挂篮平衡悬臂灌注 拼装预制段 然后合龙进行体系转换的施工方法 22 23 24 25 26 以菱形挂篮为例 介绍一下挂篮施工的基本步骤 在墩顶0号块长度仅为3米的情况下用挂蓝施工的方法 第一步 在3米长的墩顶上安装 27 第二步 在墩顶两侧浇注混凝土 28 第三步 将挂篮分开 29 分别向前移动 30 第四步 1 完成12米墩顶混凝土 可进行标准挂蓝施工 拼装挂篮后半部 31 第四步2 移动到位 32 第四步再拼装另一端挂篮 33 第四步向前移动完成在12米墩顶混凝土梁上 进行标准挂蓝的施工 34 主轨 液压油缸 三角形挂篮施工步骤 35 前后工作车 主轨 液压油缸 挂篮下导轨安装 36 前后工作车 主轨 液压油缸 挂蓝的主框架安装 NRSAS 主框架 37 前后工作车 主轨 液压油缸 挂篮底模平台安装 NRSAS 主框架 前后框架 底框架 横梁 内模 38 前后工作车 主轨 液压油缸 挂篮模板安装 NRSAS 主框架 前后框架 底框架 横臂 内模 外模 底模 内模 39 前后工作车 主轨 液压油缸 挂篮钢筋 端模施工 NRSAS 主框架 前后工作车 底框架 横梁 液压油缸 内模 外模 底模 内模 端模 工作平台 40 混凝土浇筑 41 挂蓝施工程序 挂蓝除内模以外的部分 移动到新的混凝土浇注位置 调整外模 并将其固定 底板及翼板钢筋绑扎内模推进顶板钢筋绑扎底板及翼板混凝土浇注 顶板混凝土 在间隔一定时间后浇注 也可在第二天浇注 养护完成后张拉 松开模板 推进挂蓝 多数情况下施工周期为12天 也有7 8的实例 42 预制架设法 预制场 场地选择要素及布设技巧 预制工艺 生产线流程 因地 因人 因设备制宜 预制梁运输 有轨和无轨 预制梁架桥机架设 43 公路架桥机 44 铁路客运专线架桥机 铁路客运专线运梁车 45 铁路客运专线预制梁 46 悬臂拼装法 47 上行式预制拼装系统标准施工程序 NRS预制拼装系统不需要在吊装前对节块进行预加载节块吊装从一端开始 第一节块作为其余节块的导向块 节块从预制厂运输到现场 用设备自带吊车吊装 48 预制拼装挂蓝标准施工程序 49 桥梁施工技术管理要点 桥梁工程具有密集的和多选择性的施工技术 其技术管理工作值得特别重视 尤其对于特大的和未曾有过施工经验的桥梁工程 技术管理是桥梁工程项目管理中的重要内容 项目管理中的几乎每一项管理或每一个方面都离不开技术的因素 或者都包含技术管理的内容 项目管理有11个方面的内容 范围管理 时间管理 质量管理 费用管理 合同管理 采购管理 人力资源管理 信息管理 沟通管理 冲突管理 交接管理 50 要点1 实施性施工组织设计 项目实施规划 的具体化编制 项目经理的领导和支持责任分工明确充分的具体化 暂时不能具体的 要制定具体解决办法 中标的第一时间内完成 51 要点2 工期 质量 安全和费用目标明确 合理 确定出里程碑 工期技术措施追求100 合格率和外部形象 质量控制措施安全是施工第一要素 所有技术方案首先要能确保安全 然后是要有具体的安全措施 一切要经过计算和复核 费用上的经济技术比较 不同的费用 不同的标准 不同的标准 不同的费用 52 要点3 施工方案 方法的提前和合理制定 时间尽量提前 尤其是新的 要进行施工工艺设计和加工的方案 合理 可操作性强 可按要求实现 必要的专家咨询 53 要点4 技术措施与现场条件的密切结合 遵守与符合设计和规范要求适当掌握设计知识 进行现场发挥乃至优化全面掌握现场条件 与现场条件相适宜 必要时创造条件