桥梁工程施工技术ppt课件.pptx

项目桥梁工程施工技术交流 一 桥梁施工顺序1 基础2 承台3 桥墩4 支座5 梁体6 桥面铺装 调坡 7 防撞墙8 沥青摊铺9 伸缩缝 桥梁施工顺序 桩基础的施工工艺 钻孔桩工艺流程图 1 旋转钻施工1 正循环施工 清孔主要靠一清 二清泥浆指标和塌孔的危害相互冲突的时候 以防止塌孔为主 2 反循环施工 桩基础的施工工艺 3 挖孔桩施工 桩基础的施工工艺 2 预制桩施工1 成桩不到位的处理2 断桩的处理 4 旋挖钻施工旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械 主要适于砂土 粘性土 粉质土等土层施工 在灌注桩 连续墙 基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用 旋挖钻机的额定功率一般为125 450kW 动力输出扭矩为120 400kN m 最大成孔直径可达1 5 4m 最大成孔深度为60 90m 可以满足各类大型基础施工的要求 旋挖钻机介绍 该类钻机一般采用液压履带式伸缩底盘 自行起落可折叠钻桅 伸缩式钻杆 带有垂直度自动检测调整 孔深数码显示等 整机操纵一般采用液压先导控制 负荷传感 具有操作轻便 舒适等特点 主 副两个卷扬可适用于工地多种情况的需要 该类钻机配合不同钻具 适用于干式 短螺旋 或湿式 回转斗 及岩层 岩心钻 的成孔作业 还可配挂长螺旋钻 地下连续墙抓斗 振动桩锤等 实现多种功能 主要用于市政建设 公路桥梁 工业和民用建筑 地下连续墙 水利 防渗护坡等基础施工 旋挖钻机介绍 泥浆指标 根据 公路桥梁施工技术规范 JTG TF50 2011 上对于清孔后的泥浆指标要求为 1 泥浆比重 1 03 1 10 2 黏度 17 20s 3 含砂率 98 沉渣厚度 柱桩 不大于设计规定或 50mm 摩擦桩 符合设计规定或 200mm D 1 5m 300mm D 1 5m或L 40m或土质较差的桩 桩基施工的技术指标 1 钻孔阶段注意事项 在混凝土浇筑完毕的桩旁 36小时内或小于4倍桩径范围内 二者只要有其中之一 不得开孔 不得以超钻代替沉渣厚度 2 混凝土灌注过程中注意事项 混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后 导管埋入混凝土的深度不小于1 0m 混凝土浇筑过程中导管应始终埋在混凝土中 严禁将导管提出混凝土面 导管埋入混凝土内的深度保持在2 6m 严格控制钢筋笼的顶面标高 防止混凝土浇筑阶段上浮 桩身浇注需比设计桩长加灌混凝土不小于1m 加灌高度以保证桩顶混凝土质量为准 并在施工承台前凿除桩头 承台和台帽内保留10cm 凿除时防止损坏桩身 破桩头后 桩顶混凝土强度必须达到设计混凝土强度要求 桩基施工的需要的注意事项 桩基施工完毕应采用动测技术对桩进行检测 检测数量及要求按照 公路工程基桩动测技术规程 JTG TF81 01 2004 执行 桩基高应变动测法的抽检数量与位置 景观大桥为2根 主墩和边墩各1根 引桥及匝道桥桩基检测数量不少于各自桩基总数的5 位置为角点桩基 桩基全部埋设声测管 声测管外径均为54mm 壁厚均为1 8mm 声测管的性能指标应满足 混凝土灌注桩用钢薄壁声测管及使用要求 JT T705 2007 的要求 桩基50 采用超声波透射法进行完整性检测 50 采用低应变反射波法进行完整性检测 单桩承载力极限值建议通过静载荷试验 锚桩或压载法 有困难时可考虑自平衡法 确定 试桩数量不应少于总桩数的1 且不应少于3根 桩基检测要求 1 静载试验 在桩顶部逐级施加竖向压力 竖向上拔力或水平推力 观测桩顶部随时间产生的沉降 上拔位移或水平位移 以确定相应的单桩竖向抗压承载力 单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法 2 钻芯法 用钻机钻取芯样以检测桩长 桩身缺陷 桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度 密实性和连续性 判定桩端岩土性状的方法 3 低应变法 采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振 实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线 通过波动理论分析或频域分析 对桩身完整性进行判定的检测方法 4 高应变法 用重锤冲击桩顶 实测桩顶部的速度和力时程曲线 通过波动理论分析 对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法 5 声波透射法 在预埋声测管之间发射并接收声波 通过实测声波在混凝土介质中传播的声时 频率和波幅衰减等声学参数的相对变化 对桩身完整性进行检测的方法 桩基检测方法介绍 承台施工图片 承台施工 1 立柱施工1 钢模板的选配 标准节一般5 6m一节 尽量减少模板的样式 2 钢筋对混凝土导管的下放和浇筑的影响 3 钢模板的配置要利于脱模 4 钢模板的通配性 5 脱模剂的选用 6 竖向接头一般采用电渣压力焊或者机械接头 墩台施工 立柱模板及加固方式柱墩脚手架 墩台施工 四 盖梁 箱梁支架1 盖梁支架及选型1 钢管扣件支架2 碗扣支架3 门式支架4 盘扣支架5 定制钢管支架6 施工用脚手架7 贝雷架门洞及支架 盖梁 箱梁支架 2 钢管扣件支架优点 1 最常用的支架 装拆方便 搭设灵活使用范围广 由于钢管长度易于调整 扣件连接简便 因而可适应各种平面 立面的建筑物与构筑物用脚手架 2 比较经济 加工简单 一次投资费用较低 3 扣件连接整体性比较好缺点 1 扣件连接 很难保证扣件100 紧固力矩 2 长度较长 单根钢管较重 3 立杆连接不易有固定模数 可能有搭接现象的存在 4 目前使用范围越来越小 盖梁 箱梁支架 3 碗扣支架规格 立杆 120 300cm 每60cm一档 横杆 30 180 每30cm一档 横杆竖向步距一般采用120cm 优点 1 高功效 整架拼拆速度比钢管支架快 工人用一把铁锤即可完成全部作业 2 承载力大 立杆连接是同轴心承插 横杆同立杆靠碗扣接头连接 结构稳固可靠 承载力大 3 易于运输 该脚手架最长构件300cm 缺点 1 横杆为几种尺寸的定型杆 立杆上碗扣节点按0 6m间距设置 使构架尺寸受到限制 特别是高度变化不均匀的部位 2 支架横向稳定性较差 需要钢管搭设剪刀撑 不适用与支架收水平推力的结构支架 3 异形结构或者倒角斜撑需用钢管加固 墩台施工 4 门式支架优点 1 结构合理 受力性能好 充分利用利用钢材强度 承载能力高 2 施工中装拆容易 架设效率高 省工省时 安全可靠 经济适用 缺点 1 构架尺寸无任何灵活性 如果下端构件有变形 搭设会有偏差 导致立杆不直 2 交叉支撑易在中铰点处折断 3 重型门式支架重量较大 4 价格较贵 5 拆除功效较低 6 仍然需要钢管做横向连接 盖梁 箱梁支架 5 承插型盘扣式支架1 优点 节点抗扭转能力强 强度 刚度 稳定性可靠 施工安全得到有效保障 模块化 工具化作业 搭拆快捷 大幅提高施工效率 2 缺点1 定型化的缺点是搭设不灵活 适用于高度较高的支架 盖梁 箱梁支架 6 贝雷架又称贝雷片 贝雷梁或桁架 最先在二战时由一名英国工程兵发明 以解决战争期间桥梁快速架设的需要 并以他的名字命名 国内叫321公路便桥 桥梁施工使用范围 便桥 门洞 箱梁支架 双导梁架桥机 行车梁 盖梁 箱梁支架 优点与缺点优点 桁架采用采用16Mn钢 销子采用30鉻锰钛钢 强度高 重量轻 运输方便 搭设跨度大 形式多样 一般可以做到15 20m跨径 缺点 费用高 抗剪较弱 通常采用销轴连接 挠度不易控制 盖梁 箱梁支架 满堂式碗扣支架 盖梁支架搭设 定型钢支架 盖梁支架搭设 型钢 抱箍组合支架 盖梁支架搭设 贝雷架钢立柱组合支架 盖梁支架搭设 贝雷架预埋钢棒支架砂箱 盖梁支架搭设 贝雷架钢牛腿组合支架 盖梁支架搭设 小箱梁预制工艺流程图 简支变连续小箱梁施工 简支变连续小箱梁预制工艺流程 简支变连续小箱梁预制工艺流程 简支变连续小箱梁预制工艺流程 3 抽拔胶管安装定位4 安装侧模 外模 简支变连续小箱梁预制工艺流程 5 绑扎顶板钢筋6 安装上部端模 简支变连续小箱梁预制工艺流程 7 浇筑前验收侧模外支撑及接缝螺丝 拉杆检查 简支变连续小箱梁预制工艺流程 8 混凝土运输及浇筑 简支变连续小箱梁预制工艺流程 9 试件制作 养护 简支变连续小箱梁预制工艺流程 10 拆模11 端隔板制作 简支变连续小箱梁预制工艺流程 12 张拉12 1 试块试验12 2 预应力管道清理 钢绞线编束及穿孔 简支变连续小箱梁预制工艺流程 12 3 设备标定 锚具检查12 4 切除钢绞线 简支变连续小箱梁预制工艺流程 13 压浆14 立模浇筑端横梁混凝土15 移梁存放 简支变连续小箱梁预制工艺流程 简支变连续小箱梁标准横断面 步骤一 1 设置临时支座并安装好永久支座 边墩处无需设置临时支座 2 逐孔安装箱梁 3 及时连接桥面板钢筋 步骤二 1 连接中墩墩顶主要接头钢筋 2 绑扎中墩墩顶现浇中横梁钢筋 3 设置中墩墩顶接头段顶顶板束波纹管并穿束 小箱梁简支变连续施工顺序图 步骤三 1 按照浇筑一跨 张拉一跨 完成一跨体系转换的顺序 按照图示步骤分别浇筑中墩墩顶连接段及最外侧的顶板的张拉预留槽与分孔线之间的湿接缝混凝土 2 待混凝土强度达到设计值的90 且混凝土龄期不小于14d时 张拉顶板负弯矩预应力钢束并压注水泥浆 3 钢束张拉完成后 并解除该墩位临时支座 完成体系转换 小箱梁简支变连续施工顺序图 步骤四 1 接头施工完成后 浇筑剩余部位桥面板湿接缝混凝土 剩余桥面板湿接缝混凝土应由跨中向支点浇筑 步骤五 1 连接钢板张拉预留槽钢筋 2 浇筑张拉预留槽处混凝土 3 现浇桥面铺装混凝土 4 桥面系施工 小箱梁简支变连续施工顺序图 预制小箱梁施工控制要点 熟悉设计图纸 技术规范及预制箱梁的施工方案 a 底模的质量控制 b 箱梁内 外模质量控制 c 钢筋及钢筋绑扎焊接 支座预埋钢板位置及预应力波纹管道布设的质量控制 d 砼拌和 运输 浇注的质量控制 e 内 外模拆除时间的控制 f 养生及冬季施工 小箱梁简支变连续施工顺序图 箱梁满堂支架 分2次 现浇法施工 1 施工顺序1 支架搭设2 支设底模 预压 3 底板和腹板钢筋 模板 预应力布设波纹管和穿束4 浇筑底板和腹板 注意浇筑顺序 5 支设芯模6 顶板钢筋7 顶板混凝土浇筑 浇筑过程中支架沉降观测 8 养护9 预应力张拉压浆10 落架11 后期修补 现浇箱梁施工 1 支架与基础预压地基预压以梁体恒载1 2倍进行一次预压 一次卸载 对老路面不预压 对处理过的地基预压 预压联数根据预压结果决定 支架预压荷载不应小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和的1 1倍 分三次堆载预压 测定支架本身的弹性变形和塑性变形 同时检验支架的稳定性 现浇箱梁施工 箱梁一次浇筑施工工艺 现浇箱梁施工 箱梁分2次浇筑施工工艺 箱梁分2次浇筑施工工艺 现浇箱梁施工 桥面系包含内容 桥面铺装现浇平石防撞墙 桥面栏杆落水管人行道板桥面铺装 桥面系施工 景观大桥1 主梁主梁采用双边箱截面 道路中心线处梁高2500mm 顶板宽24600mm 桥面板厚16mm 顶板加劲肋标准间距600mm 底板标准间距800mm 腹板采用板式加劲肋 每腹板设三根 锚索段增至五根 主梁标准节段长为10000mm 在锚索位置布置一道主横梁 在两道主横梁之间布置两道次横梁 主横梁与次横梁间距为3300mm 次横梁之间间距3400mm 斜拉桥施工 景观大桥2 斜拉索斜拉桥纵向拉索立面采用扇形布置 空间双索面 全桥共22对索 主塔竖直方向索距为4m 梁上纵向标准索距为10m 锚跨最后3根索之间纵向间距为5m 为减小斜拉索的风振 雨振 在每根斜拉索两端内部设有减震器 在下端距离桥面2m高范围内外包不锈钢管 以保护斜拉索不受撞击破坏和桥上行人的损坏 斜拉索采用环氧涂层平行钢丝束拉索体系 标准强度为1670MPa 弹性模量为2 05 105MPa 斜拉索内涂有防腐腻脂 钢丝护套为双层热挤PE形成 内层为黑色 外层为白色 暂定 斜拉桥施工 3 索塔索塔采用拱形塔 全塔采用钢结构 塔高为117 5m 桥面以上塔高76 5m 桥面以下为41m 索塔截面尺寸纵桥向由拱脚向拱顶逐渐变化 拱脚截面尺寸为6000mm 纵桥向 5312mm 横桥向 拱顶截面尺寸为3500mm 纵桥向 4000mm 横桥向 竖向采用板肋加劲 沿拱轴线每隔2000 3000mm 高度方向 设置一道横隔板 横隔板板厚16 25mm 索塔采用箱型截面 壁板厚25 35mm 索塔与承台采用 75高强螺纹钢筋进行可靠连接 其张拉控制应力为550MPa 预应力粗钢筋及其锚固体系的规格 技术性能和使用要求应符合 预应力混凝土用预应力粗钢筋 GB T20065 2006和 预应力筋用锚具 夹具和连接器 GB 14370 2007的要求 斜拉桥施工 景观大桥施工顺序1 钻孔桩 承台施工 钢索塔阶段预制 现场拼装 2 钢索塔竖转施工 景观大桥施工 景观大桥施工顺序3 过渡墩施工 浇筑塔内填充混凝土 4 在主墩两侧安装临时施工支架 吊装0号及1号梁端 将主梁与横梁临时固结 梁段结合后张拉第一对索 拆除施工支架 安装桥面吊机 景观大桥施工 景观大桥施工顺序5 用桥面吊机起吊斜拉索对应梁端 梁端结合后张拉斜拉索 吊机迁移 准备起吊下一梁段 重复上述工序 钢梁向两侧延伸至9号索对应梁端 并完成9号斜拉索的张拉 6 用桥面吊机起吊边跨合拢段 梁段结合后 撤除桥面吊机 拆除梁塔临时固结 施工边跨压重 景观大桥施工 景观大桥施工顺序7 用主跨桥面吊机起吊主跨斜拉索对应梁段 梁段结合后 张拉斜拉索 同时张拉对应边跨斜拉索 吊机迁移 准备起吊下一段 重复以上工序 钢箱梁继续向两侧延伸至11号斜拉索对应的梁段 用桥面吊机起吊主跨合拢段 梁端合拢后 撤除桥面吊机 8 人行道 防撞栏杆 钢混铺装层施工 按顺序再次张拉斜拉索 沥青铺装层施工 全桥竣工通车 景观大桥施工 斜拉桥索塔索塔竖转工艺优点 竖向转体法施工能够很好的控制钢拱的安装线形 施工前可将大部分的拱塔结构在地面焊接完成 便于现场的焊接和质量检测 避免了高空作业 同时降低了投资 在施工过程中体系内力容易控制 施工设备自动化程度高 操作方便灵活 安全性好 可靠性高 施工工序简洁 操作规程明确 施工迅速 减少了高空作业量 使安全 质量更有保障 缺点 整个提升塔架的安装需要高空作业 塔架投资大 若塔架底部刚接 在转体过程中要严格控制塔顶的位移 施工中对液压系统的同步性要求较高 要对塔顶位移进行监控 整个提升过程转铰受力较大 必须进行专项设计 其对桩基础产生的水平推力也非常大 必须做相关验算 景观大桥施工 斜拉桥索塔索塔竖转工艺从施工方案选择 仿真计算 竖转施工系统设计 主塔竖转施工步骤以及施工关键控制点等方面 控制系统组成 计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群 承重部件 液压泵站 驱动部件 传感检测及计算机 钢绞线及提升油缸是系统的承重部件 用来承受提升构件的重量 可以根据提升重量 提升载荷 的大小来配置提升油缸的数量 每个提升吊点中油缸可以并联使用 液压同步提升原理 液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制 通过数据反馈和控制指令传递 可全自动实现同步动作 负载均衡 姿态矫正 应力控制 操作闭锁 过程显示和故障报警等多种功能 操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过程及相关数据的观察和 或 控制指令的发布 主控计算机控制所有提升油缸的统一动作外 还必须保证各个提升吊点的位置同步 仿真计算 主塔竖转施工为研究对象 应用Sap2000有限元软件建立由塔架 主塔 钢绞线和提升装置组成的有限元模型 通过协调四组提升钢绞线的运动关系 模拟钢绞线均衡平稳地提升大桥主拱并竖转到指定位置 通过仿真分析 确定钢铰线长度 提升过程 塔架受力 提升装置等工艺数据 景观大桥施工 索塔竖转工艺工关键控制点 1 钢拱塔转动铰转轴灵活性的控制解决措施 轴孔间添加滑油 牛油 石墨粉 以保证其转动性 2 钢拱塔提升门架稳定性的控制解决措施 门架设置斜拉揽风索及内交叉索 门架柱安装时严格控制其垂直度 垂直度控制在30mm以内 门架揽风索张拉时调整其垂直度 控制在20rmn以内 提升过程的实时监控 门架顶部设置门架偏移观测点 采用激光全站仪实时监测门架偏移量 超差时及时反馈以采取应急措施 3 钢拱塔提升过程同步性的控制解决措施 计算机同步控制系统进行控制 主要包括以下两个方面 确保各吊点均匀受载 压力控制 确保提升竖转各吊点同速 流量控制 4 钢拱塔提升施工过程的控制解决措施 分级加载控制 试提升时采取分级加载 依次为40 60 80 两侧同步分级加载 在确认各部分无异常的情况下 可继续加载到90 100 直至钢拱肋结构全部离地 胎架 景观大桥施工 索塔竖转工艺工关键控制点 跟踪监测检查 分级加载期间跟踪检查相关受力点的结构状态 并通过全站仪跟踪监测门架顶中心的偏移 单点动 同步调整 当分级加载至钢桥塔即将离开拼装胎架时 可能存在各点不同时离地 此时应降低提升速度 并密切观查各点离地情况 必要时做 单点动 提升 确保钢桥塔离地平稳 各点同步 5 索塔提升就位控制索塔提升就位主要通过液压微动进行调整 将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式 根据需要 对整个钢拱塔提升系统的4个吊点的液压提升器进行同步微动 上升或下降 或者对单台液压提升器进行微动调整 按照上述施工工艺 钢拱塔拼装完成后 钢拱的外形尺寸误差均在5mm以内 线形完全符合要求 景观大桥施工 斜拉桥索塔索塔竖转工艺右图施工设计图中的竖转工艺基本上按照上章的施工工法进行竖转 景观大桥施工 索塔水平滑移 竖转工艺步骤一1 拼装钢管立柱 2 安装顶部的分配梁上设置连续千斤顶及油泵 3 设置贝雷梁支架及滑道梁 景观大桥施工 索塔水平滑移 竖转工艺步骤二1 吊装钢索塔于主梁处的临时支撑处 景观大桥施工 索塔水平滑移 竖转工艺 景观大桥施工 索塔水平滑移 竖转工艺 景观大桥施工 索塔水平滑移 竖转过程中的控制要求及注意事项 1 吊装必须选择良好天气 无风或微风 良好天气的持续时间应保证整个吊装过程至索塔焊接完成 2 钢索塔吊至胎架后 须设立抗风措施 设置横向支撑 3 整个竖转作业中 起吊 翻身 提升 落塔过程 必须认真对各结构构件及构件之间的连接位置 墩旁支架 吊装扁担 销轴 球铰 连接板 钢管支架 滑道梁 滑靴等 进行监测 监控 根据测量结果实时调整 吊装过程中完成一个步骤 须要详细分析吊装过程中各构件的监控数值 在满足结构受力要求后 再进行下一步骤作业 吊装过程中务必控制起吊速度 缓慢提升 底端滑噱靴不能脱离轨道 缓慢滑移 滑移过程中严禁钢塔碰到钢管支架 4 钢塔竖转过程中 须对大型临时结构及连接部位进行监控 滑靴每滑行500mm 应对当前工况测量并分析各构件的受力情况 5 钢塔吊装的整个过程中 四个吊点的标高一致 索塔两侧吊点的高差 1cm 6 在整个竖转过程中 禁止索塔发生面外倾斜 并应对墩胖托架各构件进行检测 7 索塔吊装到位后 现场应采取措施调整索塔的水平位置 进行临时连接 再完成索塔对接焊缝施工后 才能解除连续千斤顶钢绞线 景观大桥施工 斜拉桥索塔竖转过程轨迹分析1 初始提升阶段此时 竖向提升位移大于水平行走位移 且差距不大 根据竖向提升位移 控制水平牵引位移 差距不大于100mm 此时由于处于提升初始阶段 钢绞线自由长度较大 水平位移的偏差对竖向提升角度影响很小 所以误差可以适当放大 2 中间阶段此时 竖向提升位移与水平行走位移差距不大 即两者速度基本相等 控制两者的提升量 使得提升速度与水平牵引速度相当 同时注意监控上述表格数据 是否对应 3 到位阶段此时 竖向提升位移要小于水平行走位移 严格控制竖向提升位移量 严格对应表格数据 控制方式以水平牵引为主 每水平行走一个位移 调整竖向提升高度 使得钢绞线始终处于竖直状态 景观大桥施工 重点1 提升设备的同步控制同侧2台提升设备之间采用了平衡梁连接 需要保证两者的提升力均衡 两侧提升设备之间必须保证位移同步 否则会导致钢索塔两侧提升力差异过大 位移偏差不大于1cm 重点2 提升油缸与水平油缸之间的配合作业在提升过程前段 通过前水平油缸的配合作业 克服滑靴的水平摩擦力 在滑靴过临界点时 通过后水平油缸来克服由于重心偏差导致的钢塔 竖向提升速度与水平牵引速度之间必须与运行的几何轨迹相匹配 重点3 就位调整精度高超提之后需要进行带载下降 就位过程需要精确调整各点位移 并且能控制好各点提升力防止超载 斜拉桥索塔竖转监控方法 控制策略 位置同步 载荷跟踪 法 通过行程传感器 检测两侧吊点提升行程 通过计算机进行实时调节 确保两者最大差值不超过1cm 通过压力传感器实时监测油缸提升载荷 并进行超差指示 在同一侧的两个提升油缸 压力并联使用 确保平衡梁所受载荷均匀 斜拉桥索塔竖转监控方法 1 钢主梁悬臂拼装法施工流程 斜拉桥钢主梁悬拼法施工 1 钢主梁悬臂拼装法施工流程 斜拉桥钢主梁悬拼法施工 斜拉桥钢主梁悬拼法施工 斜拉桥钢主梁悬拼法施工 斜拉桥钢主梁悬拼法施工 标准梁段安装关键工序 梁段匹配测量及施工监控措施 根据对前阶段梁段的施工误差分析 提出本梁段的安装指令 目标是线形顺畅 逼近施工理想几何线形 焊缝宽度控制对保证焊接后线形不产生不可预计的变形很重要 匹配测量 梁段向塔端竖向与横向位置以已成梁段中间纵隔板位置为目标匹配 纵向兼顾锚点间距 施工监