中建交通简支梁桥 PPT课件

混凝土简支梁桥工程 索引一 前言二 简支梁桥构造类型三 预制场规划设计四 模板工程五 钢筋及混凝土工程六 简支梁架设 一 前言 钢筋混凝土或预应力混凝上简支梁桥属于单孔静定结构 它受力明确 构造简单 施工方便 是中小跨径桥梁中应用最广的桥型 结构尺寸易于设计成系列化和标准化 利于工业化施工 大规模预制生产 用现代化的起重设备进行安装 节约模板支架木材 缩短工期 显著加快建桥速度 因此 近年来在国内外对于中小路径的桥梁 绝大部分均采用装配式的钢筋混凝土简支梁桥或预应力混凝土简支梁桥 简支梁的截面形式 二 简支梁桥构造类型 空心板梁 T型截面 箱型截面 空心板与箱梁 梁的区别1 T梁适用与单孔跨径在30 40m之间 T型梁的优势在于 便于成批生产 梁体安装方便 数量达到足够多时造价较低 结构在运营节段的稳定性及耐久性相对于箱梁高 T梁的缺点在于单片T梁的横向刚度很小 很容易产生横向位移 给安装带来一定的麻烦 2 空心板梁适用于跨径在8 20m之间 空心板梁优势与T型梁差不多 但是一般空心板主要运用与中小型桥梁 同时空心板的横向稳定性要比T梁强 3 箱梁适用范围较广 在同跨度条件下 箱梁的抗扭能力比其他任何梁 如预应力T梁 都要强 简支箱梁的跨度可做到30 60m 预制施工比较繁琐 模板构造复杂 安装重量大 空心板梁与箱梁的区别 外观 空心板梁的截面高度较小 而箱梁的截面高度较大 预应力筋布置 空心板梁一般布置纵向预应力筋 而箱梁一般要布置纵向 大型箱梁布置纵 横 竖向三个方向的预应力筋 受力特征 空心板梁受力以抗压和抗弯为主 箱梁受力除了承受抗压 抗弯外 还要承受较大的扭矩 简支梁一般采用 预制场预制 运输 工地架设 这一传统方法施工 随着桥梁技术和交通运输条件的发展 30m跨径以下的简支梁有向 工厂预制 公路 铁路 运输 工地架设 发展的趋势 预制场投入设备多 建场周期长 建场费用大 因此 为保证预制梁的质量和预制效率 合理使用建场费用 施工单位必须首先对箱梁预制场进行系统地科学地规划设计 1 制梁场规划设计的原则制梁场规划设计应本着安全适用 技术先进 经济合理总原则 统筹规划设计 以达到 制梁速度快 质量高和建场费用低 之目的 四 预制场规划设计 2 制梁场规划设计的关键技术 1 梁厂的整体规划与布置 2 制梁台座数量的设计 3 存梁台座数量的设计 4 台座的基础处理 5 设备的配套与选型 制梁场位置选择原则A 桥群集中地段设置梁场 全面考虑桥跨与梁型布置 工期 运架梁速度 地质状况及桥跨两端路基工程等因素进行梁场选址 一般选择在桥群重心或两端附近 B 临时工程量小 制梁场的位置应尽量选在地质条件好的地方 减少土石方工程和基础加固工程量 尽量降低工程费用 考虑简支梁运输要求 必要情况时可通过展线 将梁场布置在地质条件比较好的地方 C 交通方便 制梁场的位置应尽量与既有公路或施工便道相连 利于大型制梁设备和大量制梁材料运输进场 D 运梁距离较短 较短的运输距离可确保箱梁运输安全和提高架梁的施工进度 降低运输费用 因此运距越短越合理 极端情况下 采用龙门吊机直接提梁上桥装车 可省去运梁便道费用 E 征地拆迁少 制梁场的位置要在满足制梁工期和存梁的前提下 少占用耕地 减少拆迁量 应尽量利用红线以内区域设置梁场 F 考虑防洪排涝 确保雨季施工安全 江津长江公路大桥 预制场有混凝土搅拌站 砂石料场 钢筋加工场 龙门吊机 生产用房等临时设施 根据预制梁数量和工期要求设置 制梁台座数量取决于 制梁设备配置情况制梁工序单台座制梁周期或单台座制梁效率梁场制梁效率等台座数量M N 个 其中 N 梁场制梁效率 即按计划确定的梁场一天完成箱梁预制的数量 榀 天 单台座制梁效率 榀 天 四 模板工程 按模板的梁体成型时的作用 外模 侧模 端模 底模 内模 按模板所用的材料不同 木模板 钢模板 钢木模板 胶合板模板 钢竹模板 塑料模板 玻璃钢模板 铝合金模板等 木模板基本构造 1 木模 T形梁木模构造 空心板梁木制芯模构造 2 钢模 T梁钢模板 1 上铰 2 下铰 3 轨道 4 伸缩杆5 接缝箱梁钢模板 3 对模板的要求 模板应满足 有足够的强度和刚度 接头位置应准确 可靠 卸落设备要符合要求 模板体系要求 涂抹脱模剂 制作密贴 螺栓 拉杆 撑木牢固 尺寸准确 准确估算受荷后的变形 五 钢筋及混凝土工程 1 钢筋的加工与安装2 混凝土工程3 预应力筋 1 钢筋的加工与安装 钢筋的加工过程有调直 除锈 冷拉 时效 下料 弯钩 连接等工序 1 钢筋调直除锈 2 钢筋连接 钢筋的连接方式 绑扎 焊接和机械连接应尽量采用焊接连接 以保证质量 提高效率和节约钢材 绑扎连接 a 不宜用绑扎 轴心受拉及小偏心受拉杆件中的钢筋接头 普通混凝土中直径大于25mm的钢筋 b 绑扎接头应设置在内力较小处 并错开布置 接头截面面积占钢筋总截面面积的百分率要符合要求 c 受拉区 级钢筋应做成弯头 d 绑扎连接长度要求 焊接连接 分类 压焊 熔焊 闪光对焊 气压焊 电阻点焊 电弧焊 电渣压力焊 电弧焊接要求 a 两连接钢筋轴向一致 b 双面焊长度为5d 单面焊长度为10d 闪光对焊 机械连接 机械挤压套筒连接 高空作业 优点 锥形螺纹钢筋连接 2 钢筋的弯制成形 下料后的钢筋 可在工作平台上用手工或电动弯筋器按规定的弯曲半径弯制成形 3 钢筋骨架的组成与安装钢筋骨架 可以焊接成形 也可以绑扎成形 但都必须保证骨架具有足够的刚度 T形梁钢筋骨架示意 焊接钢筋骨架应防止或减小焊接变形和应力 4 普通钢筋下料长度计算 直钢筋 弯起钢筋 箍筋 L下料 L构件 保护层厚度 Lz Lz 弯钩增加长度 L下料 L直段 L斜段 Lz 弯钩调整值 L下料 L周长 Lz 弯曲调整值 半圆弯钩 Lz 1 071D 0 571d Lp直弯钩 Lz 0 285D 0 215d Lp斜弯钩 Lz 0 678D 0 178d Lp 弯钩增加长度Lz D取值 级钢筋 2 5d 级钢筋 4d 级钢筋 5d 弯起钢筋斜长 弯曲角度一般为30 45 60 弯曲调整值 箍筋弯钩 自由倾落高度不得超过2米 浇筑混凝土时应连续进行 梁较高时应采用相应的厚度分层浇筑 厚度视振捣器的能力而定 一般选用15 30cm 对于又高又长的梁体 混凝土的供应量跟不上水平分层浇筑的进度时 可采用斜层浇筑 20 25 1 混凝土的浇筑 振捣 2 混凝土工程 2 混凝土养护及拆模养护目的 为混凝土硬化创造必需的湿度 温度条件 防止水分过早蒸发或冻结 混凝土强度降低和出现收缩裂缝 剥皮 起砂等现象 确保混凝土质量 养护关键 对在凝结硬化过程中的混凝土进行温度和湿度的控制 养护类型 标准养护 自然养护和热养护 室内蒸汽养护 混凝土拆模时的强度应符合设计的要求 侧模拆除 混凝土强度达到2 5Mpa 混凝土强度大于设计强度的70 侧模拆除 底模拆除 混凝土的冬季施工 公路桥涵施工技术规范 规定 室外日平均气温连续5d稳定低于5 应按冬期施工处理 铁路混凝土与砌体工程施工规范 规定 当工地昼夜平均气温连续3d低于5 或最低气温低于 3 时 应按冬期施工处理 混凝土冬期养护方法 蓄热法 蒸汽养护法 电热法 暖棚法和掺外加剂法等 预应力作用 3 预应力筋 提高结构或构件的抗裂能力 提高结构或构件的刚度 充分发挥高强钢材的作用 把散件拼成整体 A 先张法 台座准备 立模浇筑混凝土至达到规定强度 逐渐将预应力筋放松 在台座上张拉预应力筋 临时锚固在张拉台座上 轴心压柱 偏心压柱 台座 偏心压柱式 轴心压柱式 按受力 无压柱式 槽式 框架式 按构造 墩柱式 一 台座稳定性验算 抗倾覆验算 Kt 1 5 抗滑移验算 Ks 1 3 二 台座强度验算 台座计算 牛腿配筋计算 台面计算 钢横梁计算 强度 刚度 钢筋砼设计原理 钢结构设计 预应力筋的张拉张拉可分单根张拉和多根整批张拉两种 多根整批张拉时为使根力筋的初应力基本相等 在整体张拉前要进行初调应力 应力一般取张拉应力的10 25 先张法理论计算值 公路桥涵施工技术规范 12 8 3 预应力筋采用应力控制方法张拉时 应以伸长量进行校核 实际伸长量与理论伸长值的差值应符合设计要求 设计无规定时 实际伸长值与理论值的差值应控制在6 以内 否则应暂停张拉 待查明原因并采取措施予以调整后 方可继续张拉 预应力筋放张预应力筋放张条件 混凝土强度不得低于混凝土设计强度的75 放张预应力筋的方法 千斤顶放张 分节段 对称放张 砂筒 箱 放张 放砂速度应均匀一致 砂筒放松示意图 B 后张法 制梁步骤 制作留有预应力筋孔道的梁体 张拉并锚固 混凝土达到规定强度 在孔道内穿入预应力筋 孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土 适于场合 大构件及结构的现场施工及预制拼装施工 特点 不需台座 但工序多 工艺复杂 锚具不能重复利用 a 高强钢丝束的制备钢丝的下料长度应为 包括下料和编束 构件混凝土预留孔道长度 固定端和张拉端 或两个张拉端 所需要的钢丝工作长度 梳丝板 b 钢铰线束的制备钢铰线束的下料长度应考虑孔道长度和张拉时的工作长度 钢绞线的下料有氧气 乙炔切割法 电弧熔割法和机械切割法 c 孔道形成孔道形成包括制孔器的选择 安装和抽拔以及通孔检查等工作 1 制孔器的种类 埋置式和抽拔式 埋置式制孔器 主要有铁皮管 铝合金波纹管 塑料波纹管等 镀锌波纹管 塑料波纹管 2 常用的抽拔式制孔器 俗称抽拔管 有以下三种 橡胶管制孔器 金属伸缩管制孔器 钢管制孔器 橡胶管 穿预应力筋 d 穿束 e 张拉设备张拉设备包括张拉千斤顶 高压油泵和压力表 f 张拉 张拉条件 混凝土强度不得低于混凝土设计强度的75 张拉顺序 配有多根钢筋或多束钢丝的构件 分批对称张拉 偏心 后批对先批产生应力影响 张拉方式 1 一端张拉方式 长度 25m直线预应力筋 2 二端张拉方式 长度 25m直线预应力筋及曲线筋 张拉程序 1 钢绞线 0 初应力 1 05 con 持荷2min con锚固 2 高强钢丝 0 初应力 1 05 con 持荷2min con锚固 3 精轧螺纹钢筋 0 初应力 con 持荷2min锚固 精确计算值 简化计算法 例 半跨连续梁 两端张拉 12 15 24 张拉力N 2346 3KN Ap 1680mm2 Ep 1 95105MPa 波纹管 0 175k 0 008 L精确 211mm L简化 210 96mm g 孔道压浆和封锚 压浆 防护预应力筋 束 免于锈蚀 并使它们与构件相粘结而形成整体 压浆后将所有锚头用混凝土封闭 完成预制工作 六 简支梁架设 1 架桥机架梁 按用途 公路架桥机 铁路架桥机 公铁两用架桥机 按受力状态 悬臂式和简支梁式 按组成 专用架桥机和拼装式架桥机 按主梁数目 单梁式架桥机和双梁式架桥机 按主梁的结构 桁梁式 箱梁式 板梁式及蜂窝梁式等 此外 还有用运架梁一体式架桥机 下导梁式架桥机等 导梁式架桥机 导梁式架桥机 铺助导梁式架桥机 铺助导梁式架桥机 双导梁架桥机 双导梁架桥机 单梁架桥机 单梁架桥机 下导梁架桥机 下导梁架桥机 运架一体架桥机 运架一体架桥机 公路常用双导梁式架桥机架设步骤 双导梁式架桥机过孔步骤 2 其他常用架梁方法 1 陆地架设法a自行式吊车架梁在桥不高 场内又可设置行车便道的情况下 用自行式吊车 汽车吊车或履带吊车 架设中 小跨径的桥梁十分方便 b跨墩门式吊车架梁对于桥不太高 架梁孔数又多 沿桥墩两侧铺设轨道不困难的情况下 可以采用一台或两台跨墩门式吊车架梁 c摆动式支架架梁法将预制梁 板 沿路基牵引到桥台上并稍悬出一段 从桥孔中心河床上悬出的梁 板 端底下设置人字扒杆或木支架 前方用牵引绞车牵引梁 板 端 此时支架随之摆动而到对岸 适用条件 适宜于桥梁高跨比稍大的场合 为免摆动过快 应在梁 板 的后端用绞车牵引制动 d移动支架架梁法在架设孔的地面上 顺桥轴线方向铺设轨道 其上设置可移动支架 预制