桥梁施工设备及预应力技术.pptVIP

1 第三章桥梁施工设备及预应力技术 2 施工设备和机具是桥梁施工技术水平的体现 根据具体的施工对象 工期 劳力及施工单位现有设备的情况 考虑对现场条件的适应性 以及整个工程的经济效益选择 第一节概述 3 通用机械设备 测量设备 经纬仪 测距仪等 模板 滑动模板 提升模板 拼装式模板等 装配式支架 钢管支架 万能杆件 贝雷梁 六四式军用梁等 混凝土施工设备 拌和机 输送泵 振捣设备等 钢筋加工设备 切割机 调直机 焊接机等 预应力施工设备 千斤顶 锚夹具 穿索机等 运输设备 汽车 船只等 起重吊装设备 塔式起重机 汽车式起重机 龙门起重机 浮吊 卷扬机等 4 基础施工机械设备 基坑开挖设备 挖掘机 抓斗 风镐等 基坑排水设备 抽水机 井点等 基坑围护设备 钢板桩 双壁钢围堰 钢套箱等 打桩设备 柴油打桩机 蒸汽打桩机 液压打桩机等 钻桩设备 螺旋式钻孔机 冲击式钻孔机 潜水式钻孔机等 泥浆制备设备 5 3 上部结构施工设备 预制安装设备 双导梁架桥机 缆索起重机 移动支架等 现浇施工设备 移动模架等 悬臂施工设备 梁式挂篮 斜拉式挂篮 牵索式挂篮等 顶推施工设备 千斤顶 导梁 滑动导向设备等 缆索制作设备 斜拉索制作设备 悬索桥主缆制作设备等 6 第二节桥梁施工通用机械设备 万能杆件可以拼装出很多种施工临时结构 桁架 墩架 塔架 龙门架 挂篮和吊机 拼装结构以2m为模数进行变化 万能杆件的类型有铁道部门生产的甲型 又称M型 乙型 又称N型 和西安筑路机械厂生产的乙型 称为西乙型 一 万能杆件 7 万能杆件 万能杆件拼装塔架局部 8 万能杆件拼装的移动式吊机 9 万能杆件拼装的龙门架 10 二 公路装配式钢梁桁节 贝雷 主要构件有桁架单元 销子 加强弦杆等 形成贝雷桁架单元结构 公路装配式钢桥是采用贝雷桁架组成的典型桥例 用途 龙门吊 架桥机 满堂支撑 挂篮 钢桥 浮桥 吊桥 高架支撑 11 贝雷片 支撑架 阴阳端柱 平滚 岸端输送 加强弦杆 多排贝雷片作梁或柱使用时 必须用支撑架加固上下两节贝雷片的接合部 12 13 图2 8 14 15 16 17 补充 钢管脚手架 常用的钢管脚手架有扣件式 螺栓式 承插式和门式支架 碗扣支架 18 接头扣 十字扣 19 碗扣支架依靠横杆接头 上 下碗扣连接 纵向间距1 1 2m横向间距0 5 1m 20 支架下方混凝土垫层大于20cm木垫层大于5cm 21 22 三 桥墩 桥塔施工模板 1 拼装式模板2 滑动模板3 爬升模板4 翻升模板 23 拼装式模板 24 滑动模板 主要由工作平台 内外模板 混凝土平台 工作吊篮和提升设备等组成 提升设备由千斤顶 顶杆 顶杆导管等组成 通过顶升工作平台的辐射梁使整个滑模提升 25 1 千斤顶 2 高压油管 3 支承杆 杆 4 提升架 5 上下围圈 6 模板 7 桁架 8 搁栅 9 铺板 10 外吊架 11 内吊架 12 栏杆 13 墩身 14 挑三角架 26 27 爬升模板 爬升模板施工与滑动模板施工相似 不同的是支架通过提升设备支承于预埋在墩壁中的预埋件上 根据模板的提升设备不同 爬升模板可分为倒链手动爬模 电动爬架拆翻模和液压爬升模 28 此种爬模简便实用 所需机具设备少 施工用钢小 模板的制造较灵活 对直塔柱和斜塔柱均适用 只是人员投入较多 施工方法较原始 图2 10 29 利用模板导向并支承爬升模架 再利用模架上的吊装设备拆翻安装模板进行施工 施工的机械化程度高 劳动强度低 图2 11 30 液压爬升模 31 翻模 翻升模板施工是采用一种特殊钢模板 一般由三层模板组成一个基本单元 并配置有随模板升高的混凝土接料工作平台 当浇筑完上层模板的混凝土后 将最下层模板拆除翻上来拼装成第四层模板 以此类推 循环施工 翻升模板也能够用于有坡度的桥墩施工 32 翻升模板 33 34 四 预应力张拉及锚固设备 1 预应力张拉设备类型 按预应力筋种类分类 粗钢筋 穿心式千斤顶 高强钢丝束 锥锚式千斤顶 钢绞线 群锚千斤顶 35 穿心式千斤顶 1主要由张拉油缸 顶压油缸 顶压活塞 2该千斤顶具有双作用 即张拉与顶锚两个作用 3可张拉单根精轧高强螺纹钢筋 36 锥锚式千斤顶 1 张拉油缸 2 顶压油缸 张拉活塞 3 顶压活塞 4 弹簧 5 预应力筋 6 楔块 7 对中套 8 锚塞 9 锚环 10 构件 用于张拉高强钢丝束4 24根 直径为5mm或6mm的高强钢丝束 37 38 拉杆式千斤顶 竖向预应力筋 1一主油缸 2 主缸活塞 3一进油孔 4一回油缸 5一回油活塞 6 回油孔 7 连接器 8 传力架 39 将连接器旋在预应力的螺丝端杆上 高压油进入主油缸 推动主缸活塞及拉杆 通过连接器和螺丝端杆 预应力筋被拉伸 当张拉力达到规定值时 拧紧螺丝端杆上的螺母 此时张拉完成的预应力筋被锚固在构件的端部 40 群锚千斤顶 1可张拉1 60根钢绞线 可按需要选用钢绞线根数 2采用群锚技术 减轻构件总质量 降低施工成本 张拉吨位更大 3缺点是张拉吨位大要求液压系统压力高 密封件易损坏 多根钢绞线通过同一个多孔锚具锚固 41 2 预应力张拉设备类型 按作用原理分类 单作用千斤顶只能完成张拉预应力筋一个动作 一般可用于张拉端部带螺丝端杆锚具的预应力筋 双作用千斤顶能完成张拉和顶压两个动作 一般用于张拉锚具是由锚环和锚塞组成的预应力筋 三作用千斤顶能完成张拉 顶压和自动退楔3个动作 其构造原理 适用范围与双作用千斤顶相同 42 3 预应力锚固设备 承受预应力的拉力并将它传递到混凝土中 锚具 在后张法结构或构件中 保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上 夹具 能保持预应力筋的拉力并将其固定在张拉台座 或设备 上 或能将千斤顶 或其它张拉设备 的张拉力传递到预应力筋的临时性锚固装置 43 锚夹具 常用的锚具品种有 钢丝束镦头锚具 钢绞线束夹片锚具 精轧螺纹钢筋锚具 冷轧螺纹钢筋锚具 冷铸镦头锚具等 44 钢丝束镦头锚具 利用钢丝的粗墩头来锚固预应力钢丝的一种支承式锚具 45 已镦好头的钢丝 46 钢丝束联结器 连接器是一种带有内螺纹的套筒或带外螺纹的连接件 47 GZ型钢质锥形锚具 弗氏锚 每套含锚圈和锚塞 可锚固标准强度1570Mpa 1670Mpa的直径 5和 7mm的高强度钢丝束 用于后张法预应力混凝土构件中 它的张拉机具为YZ85型千斤顶和ZB4 500型高压电动油泵 钢质锥形锚具 弗氏锚 48 型锚具在 型锚具 群锚 的基础上 将夹片改为二片式 并在夹片背面上部锯有一条弹性槽 以提高锚固性能 49 型夹片 OVM型锚具 50 钢绞线束固定端锚具可以采用与张拉端相同的锚具 还可以选用挤压锚具和压花锚具 51 钢绞线轧花球头 挤压头 固定端锚具实物 52 钢绞线束联结器按使用部位不同可分为锚头联结器与接长联结器 53 VLM型连接器组件 VLM15BL型扁锚连接器组件 锚头联结器 接长联结器 54 精轧螺纹钢筋锚具锚具与联结器精轧螺纹钢筋锚具由螺母和垫板组成 螺母分为平面螺母和锥形螺母两种 垫板也相应地有平面垫板和锥形垫板 螺母上开缝 其作用是增强螺母对预应力筋的夹持能力 联结器是用于联结钢筋使之成为一体共同受力 平面螺母 利用特制螺母直接锚固钢筋 55 锥形螺母 锥形垫板 56 精轧螺纹钢筋锚具 57 冷轧螺纹钢筋锚具冷轧螺纹钢筋锚具 又称轧丝锚 是采用冷滚压 冷轧强化 的方法在IV级圆钢筋的端部滚压出一定长度的螺纹 并配以螺母 58 冷铸镦头锚具镦头锚具筒体中的内锥形段灌注环氧铁砂 借助于楔形原理 对钢丝产生夹紧力 钢丝穿过锚固板后在尾部镦头 形成抵抗拉力的第二道防线 前端延长筒灌注环氧岩粉 这种构造具有可靠的静载锚固能力和抗疲劳性能 筒体上有梯形内螺纹 以便与张拉杆连接 59 预应力锚垫板 连接头 塑料波纹管 连接管 排气管 五 后张法预应力技术 1 构造 60 2 穿束与张拉 预应力筋穿入孔道的方法有先穿束法和后穿束法两种 先穿束法在浇筑混凝土之前穿束 较省力 但束端保护不当易生锈后穿束法在浇筑混凝土之后穿束 穿束可在混凝土养护期内进行 不占工期 便于用通孔器或高压水通孔 穿束后及时张拉 易于防锈 但穿束较为费力施加预应力的方式很多 除常用的一端张拉 两端张拉 对称张拉 超张拉等以外 还有分批张拉 分段张拉 分阶段张拉 补偿张拉等 61 3 后张法压浆设备与孔道灌浆用于后张法中的预应力管道压浆设备主要有拌浆机与灰浆泵 后张预应力筋张拉完成后即可进行孔道灌浆工序 灌浆用的水泥标号应不低于425号普通硅酸盐水泥 在寒冷地区和低温季节时 不宜采用矿渣硅酸盐水泥 水泥浆的水灰比为0 4 0 5 搅拌后3h的泌水率宜控制在2 灌浆后 应用人工再从泌水管内徐徐补入水泥浆 并作细铁丝不断插捣 直至密实 对于曲线预应力孔道 设置泌水管是很必要的 孔道灌浆后 再用人工从泌水管内徐徐补入水泥浆 并用细钢丝插捣 直至补满为止 人工补浆用的水泥流动度应比灌浆用的水泥浆略大一些 以利于水泥浆的灌入 62 普通压力灌浆 灰浆泵 63 与传统的压浆工艺相比较 具有如下的优点 1可以消除普通压浆法引起的气泡 汽化孔道中残留的水珠 增强浆体的密实度2消除混在浆体中的气泡 避免了有害水的积聚时对预应力筋的锈蚀3保持孔道中浆体稠度的一致 保证了浆体的密实度和强度4减小了由于孔道高低弯曲造成的浆体自身形成的压头差 使浆体易于充满整个孔道 提高密实性 预防锈蚀 64 六 无粘结预应力施工工艺 无粘结预应力施工过程 先将无粘结预应力筋铺设在模板中 待混凝土浇筑并达到强度后再进行张拉锚固 特点 无粘结预应力混凝土结构不需要预留孔道 穿筋及灌浆等复杂工艺 简便了操作 加快了施工进度 无粘结预应力摩擦力小 且易弯成各种曲线形状 因此特别适用于需要配置复杂的连续曲线配筋的结构构件 65 1 无粘结筋的制作无粘结预应力筋由预应力钢材 涂料层和包裹层组成 常用的力筋材料为7根直径5mm的碳素钢丝束 及由7根5mm或4mm的钢丝绞合而成的钢绞线 66 2 无粘结筋的铺设与定位无粘结筋应严格按照设计要求的线形就位并固定 无粘结筋通常以单根分散布置 必要时也可以将单根无粘结筋成组布置 垂直高度可采用支撑架或其他钢筋绑扎控制 固定点的间距不大于1m 铁丝不宜扎得太紧 张拉端承压板应用钉子或螺栓固定在端模上 并保持张拉作用力与承压面垂直 67 3 无粘结筋张拉 单根无粘结筋一般采用小型千斤顶张拉 并用单孔锚具 夹片锚具和镦头锚具 锚固 无粘结筋在张拉端成束布置时 也可用大吨位千斤顶整束张拉 用XM 多孔夹片锚具 QM OVM群锚锚固 固定端有二种做法 一是锚具位于构件端面上 与张拉端相同 二是锚具内埋在混凝土中 可选用镦头锚板 压花锚头与挤压锚头等 采用压花锚头时 在预应力筋与混凝土粘结长度范围内要将油脂除净 否则张拉时会发生滑丝现象 采用夹片锚具内埋时 夹片锚具应经过75 张拉力的顶紧 避免在浇筑混凝土时被振松 无法张拉 68 4 无粘结筋的施工要点 预应力筋张拉时 混凝土强度不应低于强度标准值的75 无粘结筋的长度 25m时 宜采取两端张拉 当摩阻损失较大时 应先松动一次后再张拉 无粘结筋锚固切割后 露出夹片外的长度应不小于30mm 锚具等应及时进行防腐蚀处理 69 体外预应力筋 70 第三节桥梁上部结构施工设备 一 浮吊 第三节桥梁施工主要起重机具设备 2500t海上起重机 71 二 缆索起重机 缆索起重机是由主索 天线滑车 起重索 牵引索 起重及牵引绞车 主索地锚 塔架 风缆 主索平衡滑轮 电动卷扬机 手摇绞车 链滑车及各种滑轮等部件组成 第三节桥梁施工主要起重机具设备 图2 27 72 第三节桥梁施工主要起重机具设备 主索上行驶的配套设备 行车 俗称跑马滑车 73 索鞍 可以减少钢丝绳与塔架的摩阻力 平衡水平力 减少钢丝绳磨损 图2 31 图2 32 一种地锚 木地垄 74 第三节桥梁施工主要起重机具设备 混凝土地垄 75 可吊重80T 跨度350米 图为武夷山公馆大桥上部吊装施工情景 76 第三节桥梁施工主要起重机具设备 77 三 架桥机 第三节桥梁施工主要起重机具设备 常用类型 1双梁式架桥机2单梁式架桥机3吊运架一体式架桥机 多数 逐孔施工方法采用 1上承式 下承式预制拼装架桥机2移动模架等 图2 34 前支柱在墩顶上 后支柱在已浇梁上 78 可上下升降 前后移动 左右摆头 可架设直桥 斜桥 也可架设曲线桥 单梁式架桥机 79 第三节桥梁施工主要起重机具设备 双梁式架桥机 80 第二章桥梁的常备式结构与常用主要施工设备 第三节桥梁施工主要起重机具设备 贝雷梁做的双梁式架桥机 81 运梁小车 82 架桥机构造 83 架桥机吊梁 架桥机横移轨道 84 下挂式架桥机 借助架桥机上吊装设备起吊 并将第一跨梁的各节段分别悬吊在架桥机的吊杆上 当各节段位置调整准确后 完成该跨预应力张拉工艺 并使梁体落在支座上 85 86 四 移动模架 造桥机 移动模架造桥机是利用钢桁梁或钢箱梁作为临时支撑梁 提供一个能顺桥轴线纵向移动的制梁平台设备分为上承式 移动悬吊模架 和下承式 支承式活动模架 两种 87 移动悬吊模架 上行式 上承式 基本构造包括 承重梁 肋骨状横梁和移