预应力混凝土连续梁桥ppt课件

新世纪高职高专道路桥梁工程类课程规划类教材 新世纪高职高专教材编审委员会组编主编彭彦彬 第三章预应力混凝土连续梁 主要介绍预应力混凝土连续梁桥的构造及施工方法 支架法 悬臂施工法 预制梁逐孔施工法是连续梁桥最常用的施工方法 悬臂施工法 顶推施工法是本章学习的难点 第一节预应力混凝土连续梁的构造 连续梁优点 连续梁的承重结构 板 T梁 箱梁 不间断的连续跨越几个桥孔而形成超静定结构 具有结构刚度大 变形小 伸缩缝少和行车平顺舒适 有利于满足现代高速行车的要求等突出优点 与同跨径简支梁比 截面尺寸小 重量轻 节省材料 缺点 对地基要求高 常采用深基础 施工较复杂 适用跨径 1 普通钢筋混凝土连续梁 15 30m 2 预应力混凝土连续梁桥 30 150m 一 预应力混凝土连续梁桥的立面布置 等跨与不等跨布置 大中跨径连续梁桥一般采用不等跨布置 对于采用顶推法或先简支后连续施工法施工的桥梁 为使结构简单和模式统一 需采取等跨布置 连续梁跨数不多时 一般采用奇数孔 以三跨及五跨较为常见 等截面连续梁和变截面连续梁 一 等截面连续梁等截面连续梁一般适应于中等跨径桥梁 以40 60m为宜 也适应于有支架施工 逐孔架设施工 移动模架施工及顶推法施工的桥梁 立面布置以等跨径为宜 见图3 1 图3 1等截面连续梁的立面布置图 一 等截面连续梁 图3 2变截面梁的立面布置图 二 变截面连续梁 二 变截面连续梁 当连续梁的主跨跨径达到或大于70m时 采用变截面连续梁则更符合梁的内力变化规律 梁高度的变化基本与内力变化一致 使结构受力合理 造价经济 变截面布置还适合悬臂法施工的连续梁桥 施工阶段的主梁内力与运营阶段主梁内力基本一致 变截面形式的大跨径预应力混凝土连续梁桥 当其跨数多于两跨时 其边跨一般为中跨的0 6 0 8倍左右 三跨连续梁应用最广泛 当采用箱形截面的三跨连续梁时 边孔跨径可减少至中孔跨径的0 5 0 7倍 见图3 2 梁底立面曲线可采用圆弧线 二次抛物线及折线等 采用变截面布置不仅外形美观 还可节省材料并增大桥下净空高度 二 预应力混凝土连续梁桥的横截面型式和尺寸 一 板式截面1 实体截面 分矩形实体截面 曲线形板式截面 实体板式截面多用于中小跨径 且多采用有支架整体浇筑施工 2 空心截面 空心截面常用于跨径为15 30m的连续梁桥 多采用有支架整体浇筑施工 二 肋梁式截面肋梁式截面预制方便 常采用预制架设施工 并在梁段安装后经体系转换为连续梁桥 常用跨径为25 50m 梁高取1 5 2 5m 三 箱形截面当连续体系梁桥的跨径超过40 60m或更大时 箱形截面是最适宜的截面形式 而且箱梁底部一般较窄 与之相配的桥墩工程量可大大减少 所以在高桥墩中效果更为显著 箱形截面具有很大的抗弯和抗扭刚度 对于采用悬臂施工的桥梁尤为有利 常用的箱形截面形式有单箱单室 双箱单室 单箱双室及单箱多室等 见图3 3 二 预应力混凝土连续梁桥的横截面型式和尺寸 图3 3板式 肋式截面a b 实体截面c d 空心截面e 肋式截面 二 预应力混凝土连续梁桥的横截面型式和尺寸 三 横隔梁设置 采用T形和I形截面的连续梁桥 因其抗扭刚度较小 为增加桥梁的整体性和使荷载有良好的横向分布 宜设置中横隔梁和端横隔梁 中横隔梁的数目及位置由主梁的构造和桥梁的跨径确定 常用的横隔梁梁肋宽度为12 20cm 箱形截面梁的抗弯及抗扭刚度大 除在支点处设置横隔梁以满足支座布置及承受支座反力需要外 可设置少量中横隔梁 对于单箱室截面 目前的趋势为不设中横隔梁 对于多箱截面 为加强桥面板和各箱间的联系 可在箱间设置数道横隔梁 四 预应力筋布置 连续梁主梁的内力主要有三个 即纵向受弯 受剪以及横向受弯 预应力混凝土连续梁中预应力筋布置分为纵向 横向及竖向布置 纵向预应力抵抗纵向受弯和部分受剪 竖向预应力抵抗剪力 横向预应力则抵抗横向受弯 同时布置有三种力筋的称为三向预应力体系 同时布置有纵向与竖向或纵向与横向的称为双向预应力体系 预应力筋的数量和布筋位置都需要根据结构在使用阶段的受力状态予以确定 同时 也要满足施工各阶段的受力需要 施工方法不同 施工阶段的受力状态差别很大 因此 结构配筋必须结合施工方法考虑 一 纵向预应力筋沿桥跨方向的纵向力筋又称为主筋 是用以保证桥梁在恒 活载作用下纵向跨越能力的主要受力钢筋 可布置在顶 底板和腹板中 预应力混凝土连续梁桥中纵向预应力筋的布置方式有多种 与所采用的施工方法以及预应力筋的种类等有密切的关系 1 采用顶推法施工的直线形预应力筋的布置方式2 采用先简支后连续施工方法的预应力筋布置方式3 采用悬臂施工方法的预应力筋布置方式4 整联现浇整根曲线形钢筋束锚固于梁端的布置方式 联长或力筋不宜过长时可分段交叉布置 在梁内 梁顶或梁底锚固预应力筋 四 预应力筋布置 二 横向预应力筋横向预应力筋是用以保证桥面板 横隔板的横向抗弯能力以及桥梁的横向整体性的主要受力钢筋 一般布置在横隔板和顶板中 三 竖向预应力筋竖向预应力筋布置在腹板中 主要作用是提高截面的抗剪能力 竖向预应力筋在梁体腹板内沿纵向的布置间距可根据竖向剪力的分布而进行调整 靠近支点截面位置较密 靠近跨中位置较疏 竖向预应力筋常采用高强粗钢筋以减少力筋张拉锚固时的回缩损失 四 预应力筋布置 第二节预应力混凝土连续梁的施工 一 支架现浇施工法支架现浇施工法是直接在支架上安装模板 绑扎钢筋骨架 预留孔道 现场浇筑混凝土并施加预应力的方法 通常可以在一联桥跨上布设支架进行整体支架现浇施工 也可以仅在一跨梁上使用移动支架逐孔现浇施工 一 整体支架现浇施工整体支架现浇施工的优点是 1 混凝土浇筑与预应力张拉可一气呵成 连续梁整体性好 施工平稳可靠 2 施工中不需要体系转换 3 无需大型起重设备 施工方便 缺点是 1 需要大量的脚手架 可能影响通航和排洪 2 设备周转次数少 施工工期长 3 施工费用较高 该方法适用于低矮桥墩的中小跨径连续梁桥或弯桥 宽桥 斜交桥 立交桥等复杂桥型 支架类型 1 支柱式 常用于陆地 不通航的河道或桥墩较矮的小跨径桥梁 2 梁式 梁式支架可采用工字钢 钢板梁或钢桁梁 其中工字钢适用于10m以下的跨径 钢板梁适用于20m以下的跨径 钢桁梁适用于大于20m的跨径 3 梁柱式 梁柱式支架一般在大跨径桥梁上使用 梁支承在桥梁墩台 临时支架或临时墩上 形成多跨连续支架 常用的钢支架构造 见图3 7 一 支架现浇施工法 图3 7支架构造a 支柱式b 梁式c 梁柱式 一 支架现浇施工法 支架应满足如下要求 1 支架要承受桥梁上部的大部分恒载 必须有足够的刚度和强度 2 在河道中施工要能抵抗水流和漂浮物的撞击 3 支架的基础要可靠 4 构件结合要紧密 要有足够的纵 横 斜连接杆件 使支架具有可靠的整体性 5 支架在承受荷载后会有弹性和非弹性变形 在架设前应计算好 设置合适的预挠度 以保证梁体的外形尺寸及标高 6 基础的允许下沉量应满足施工后梁体设计标高的要求 7 要设置落梁设施 如木楔 砂筒和千斤顶等 以确保落架对称 均匀 使主梁不产生局部受力状态 一 支架现浇施工法 整体支架现浇施工的顺序为 采用一联同时搭设支架 按一定程序浇筑混凝土 待张拉预应力筋 压浆后移架 对于小跨径桥梁 一般采用从一端到另一端浇筑的施工顺序为先梁身后支点 依次进行 对于大跨径预应力混凝土箱形截面连续梁桥 施工时有两种方法 一种是水平分层施工 即先浇筑底板 待达到一定强度后再进行腹板施工 最后浇筑顶板 另一种是分段施工 即每隔20 25m设置一条连接缝 缝宽约1m 待各段混凝土浇筑完成后 最后在接缝处合龙 为使接缝处混凝土结合紧密 通常把该处腹板做成企口缝或齿形 同时腹板与底板不能在同一竖截面内接头 整体支架现浇施工程序框图 见图3 8 一 支架现浇施工法 一 支架现浇施工法 图3 8整体支架现浇施工程序框图 二 移动支架逐孔现浇施工 移动支架逐孔现浇施工与整体支架现浇施工的区别 移动支架逐孔现浇施工仅在一跨梁上设置支架 当预应力筋张拉结束后 将支架移到下一跨施工 因此在施工过程中会出现体系转换问题 混凝土徐变对结构产生次内力 整体支架现浇施工通常在一联桥跨内布设支架连续施工 没有体系转换问题 移动支架逐孔现浇施工的主要特点 所用支架数量较整体支架现浇施工要少 周转次数多 利用效率高 施工速度也比整体支架现浇施工快得多 但由于后支点位于悬臂端会产生较大的施工弯矩 因此该方法适用于中等跨径及结构较简单的桥梁 一 支架现浇施工法 移动支架常用的形式 1 落地式 落地式支架适合于在陆地上或桥墩较低 水不深的情况下建桥 2 梁式 梁式支架的承重梁可支承在锚固于桥墩的横梁上 也可支承在已施工完成的梁体上 它适合于在较深的水中建桥 其结构形式如图3 9所示 一 支架现浇施工法 图3 9移动支架逐孔现浇施工 一 支架现浇施工法 二 预制梁逐孔施工法 预制梁逐孔施工法 先在工厂或现场预制整跨梁或分段梁 然后将预制构件安装在墩台和轻型的临时支架上 再现浇接头混凝土 最后通过张拉部分预应力筋 使梁体集整形成连续梁 当起吊能力受到限制时 也可沿桥的横向将梁分割 分别预制 在安装形成连续梁体系后再进行横向整体化施工 预制梁逐孔施工的优点 1 无需满布支架 大大减少了现浇混凝土的数量 2 施工中能连续操作 可以选择最佳的施工接缝位置 3 可以使上部结构的预制工作和下部结构的施工同步进行 施工速度快 缺点 1 施工过程中结构体系不断改变 2 需要大型的起重设备 该方法适合于中等跨径的桥梁 预制梁逐孔施工法有两种结构体系转换的施工方式 1 简支 连续施工 2 悬臂 连续施工 图3 10简支 连续施工图3 11简支 单悬臂 连续施工 二 预制梁逐孔施工法 三 移动模架施工法 移动模架施工法 是使用移动式的脚手架和装配式的模板 在桥上逐孔浇筑施工 它像一座设在桥孔上的活动预制场 随着施工进程不断移动和连续现浇施工 移动模架施工法的优点是 1 模板 钢筋 混凝土和张拉工艺等整套工序均可在模架内完成 机械化 自动化程度高 2 施工作业可周期进行 不受气候等外界因素干扰 既便于管理 又能提高工程质量 加快施工速度 3 场地占用少 施工中不影响通行 通航 缺点是 1 需要一整套设备及配件 耗用钢材多 一次性投入大 2 设备的拼装 运输 维修及养护较繁琐 该方法适用于高墩 多跨的中等跨径等截面梁桥 弯桥或坡桥也可采用 一 移动悬吊模架 移动悬吊模架的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以及支承主梁的移动支承 承重梁也称支承梁 通常采用钢梁 采用单梁或双梁依桥宽而定 承重梁是承受施工设备自重 模板和悬吊脚手架系统的重力和现浇混凝土重力的主要构件 承重梁的前段作为前移的导梁 总长度要大于桥梁跨径的两倍 后段通过可移式支承落在已完成的梁段上 它将重力传给桥墩或直接座落在墩顶 承重梁的前端支承在前方墩上 导梁部分悬出 因此其工作状态呈单悬臂梁 承重梁除起承重作用外 在一孔梁施工完成后作为导梁带动悬吊模架纵移至下一施工跨 图3 12移动悬吊模架的施工程序a 施工完成b 放模板 移承重梁c 前移d 就位 安装模板 一 移动悬吊模架 二 活动模架 活动模架的形式较多 主要介绍两种 一种是采用两根长度大于两倍跨径的承重梁分设在箱梁截面的翼缘板下方 兼作支承和移动模架的功能 不需导梁 承重梁设置在墩顶的临时横梁上 两根承重梁间用钢螺栓框架连接 另一种是由承重梁 导梁 台车 桥墩托架和模架等构件组成 如图3 13所示 承重梁设置在混凝土箱梁两侧 用于支承模板和承受施工重力 承重梁的长度要大于桥梁跨径 浇筑混凝土时承重梁支撑在桥墩托架上 导梁主要用于运送承重梁和活动模架 需要有大于两倍桥梁跨径的长度 当一跨梁施工完成后便进行脱模卸架 由前方台车和后方台车在导梁和已完成的桥梁上面 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 图3 13活动模架的构造 二 活动模架 四 悬臂施工法 悬臂施工法 亦称分段施工法 它是在已建成的桥墩上 沿桥梁跨径方向对称地逐段浇筑或拼装的施工方法 主要特点 1 淘汰了满堂固定脚手架的施工方法 使桥下有足够宽敞的净空 2 施工时不受季节 河流水位的影响 不影响桥下通航 3 减少了施工设备 简化了施工程序 高度机械化 能循环重复作业 适用于 1 位于深山峡谷之中 不便使用支架法的桥梁 2 位于江河之上 水流湍急 需通航或有流冰 流木的桥梁 3 不能影响桥下交通的立交桥 4 工期较短的大跨度桥梁 一 悬臂浇筑 悬臂浇筑 简称悬浇 一般采用移动式挂篮作为主要施工设备 以桥墩为中心 对称地向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土 待混凝土达到要求强度后张拉预应力筋束 然后移动机具模板 挂篮 再进行下一节段的施工 一直推进到悬臂端为止 悬臂浇筑施工时 梁体一般分为四大部分浇筑 A 墩顶梁段 B 对称悬浇梁段 C 支架现浇梁段 D 合龙梁段 如图3 14所示 主梁各部分的长度视主梁形式 跨径 挂篮的形式及施工周期而定 墩顶梁段一般为5m 10m 悬浇分段一般为3m 5m 支架现浇段一般为2 3个悬浇分段长 合龙段一般为1m 3m 施工程序一般为 在墩顶托架上浇筑0号段并实施墩梁临时固结系统 在0号段上安装悬臂挂篮 向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合龙段 在临时支架或梁端与边墩间的临时托架上支模板浇筑现浇梁段 合龙段可在改装的简支挂篮托架上浇筑 图3 14悬臂浇筑分段示意图A 墩顶梁段 B 对称悬浇梁段 C 支架现浇梁段 D 合龙梁段 一 悬臂浇筑 图3 15悬臂浇筑施工工艺流程图 一 悬臂浇筑 1 施工挂篮挂篮是悬臂浇筑施工的主要机具 挂篮是一个能沿着轨道行走的活动脚手架 挂篮悬挂在已经张拉锚固的箱梁梁段上 悬臂浇筑时箱梁梁段的模板安装 钢筋绑扎 管道安装 混凝土浇筑 预应力张拉 压浆等工作均在挂篮上进行 当一个梁段的施工程序完成后 挂篮解除后锚 移向下一梁段施工 所以挂篮既是空间的施工设备 又是预应力筋未张拉前梁段的承重结构 1 挂篮的形式及构造1 挂篮的形式平行桁架式 平弦无平衡重式 菱形式 三角斜拉式挂篮 预应力斜拉式挂篮 部分形式见 图3 16 图3 17 2 挂篮的主要构造 见图3 18 承重结构 悬吊系统 锚固系统装置及平衡重 行走系统 工作平台 底模架 一 悬臂浇筑 图3 16平弦无平衡重式挂篮 图3 17菱形桁架式挂篮 一 悬臂浇筑 图3 18挂篮构造简图1 底模架 2 3 4 悬吊系统 5 承重结构 6 行走系统 7 平衡重 8 锚固系统 9 工作平台 一 悬臂浇筑 2 挂篮的安装 挂篮组拼后 应全面检查安装质量 并做载重试验 以测定其各部位的变形量 并设法消除其永久变形 在起步长度内梁段浇筑完成并获得要求的强度后 在墩顶拼装挂篮 有条件时 挂篮运至工地时应在试拼台上试拼 拼装时 应对称进行 挂蓝的操作平台下应设置安全网 防止物件坠落 确保施工安全 挂篮行走时 须在挂篮尾部压平衡重 以防倾覆 浇筑混凝土梁段时 必须在挂篮尾部将挂篮与梁进行锚固 3 挂篮试压为检验挂篮的性能和安全 并消除结构的非弹性变形 应对挂篮进行试压 试压通常采用试验台加压法 水箱加压法等 一 悬臂浇筑 2 墩顶A梁段 0号段 浇筑0号段位于桥墩上方 浇筑0号段相当于给挂篮提供了一个安装场地 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 0号段一般分2 3层浇筑 每层浇筑厚度视其结构形式和高度而定 浇筑顺序是先底板 再腹板 后顶板 浇筑时应注意以下几个问题 1 0号梁段的模板和支架模板和支架是0号梁段施工的关键 其施工主要的技术要求是 有足够的刚度和承载能力 准确估算在浇筑过程中结构的弹性变形和非弹性变形 施工偏差和定位要求应符合施工规范的规定 便于操作 确保施工质量 当墩身较高时 可采用在高墩托架的顶面立模板 浇筑0号梁段混凝土 也可由墩顶放置的型钢和墩身预埋的牛腿作为贝雷梁的支承而形成0号梁段的施工托架 再在托架上设立模板 支架 浇筑混凝土 一 悬臂浇筑 2 支座垫石支座垫石是永久支座的基石 垫石应分两次浇筑 首次浇筑标高比设计标高低15cm 第二次应利用带微调整平器的模板 控制浇筑标高比设计标高稍高 再利用整平器及精密水准仪量测 反复整平混凝土面 安装支座前应凿毛垫石 铺2 3cm厚与墩身等强度的砂浆 砂浆浇筑标高比设计标高略高3mm 然后安装支座就位 用锤振击 使符合标高 偏差不得大于1mm 水平位置偏差不得大于2mm 3 临时支座临时支座的作用是在施工阶段临时固结墩 梁 承受施工时由两侧传来的悬浇梁段荷载 在梁体合拢后便于拆除和体系转换 临时支座一般采用C40混凝土 并用塑料包裹的锚固钢筋穿过混凝土 预埋于梁底和墩顶中 在混凝土支座中层设有10 20cm厚夹有电阻丝的硫磺砂浆层 便于拆除时加热融化 也可以采用静态爆破等其它方法解除固结 一 悬臂浇筑 4 预应力管道的设置为确保预应力筋布置 穿管 张拉 灌浆的施工质量 必须确保预应力管道的设置质量 一般采用预埋铁皮管 锌铁皮波纹管或橡胶抽拔管 浇筑后的铁皮管和抽拔后的管道 必须用小于内径10mm的梭形钢锤清孔 以便清除异物 补救塌孔 保证力筋穿孔畅通 3 B梁段悬浇施工B梁段一般按3 5m长分段 使用挂篮对称悬浇 悬浇段的前3个梁段因箱梁高度大 顶板管道密集 分三次浇筑 后几个梁段分二次浇筑 浇筑程序如图3 19所示 一 悬臂浇筑 一 悬臂浇筑 4 C梁段现浇施工步骤如下 设置临时桩基 浇筑钢筋混凝土承台 加宽边墩混凝土承台和设置预埋件 拼装扇形全幅万能杆件支架 搭设型钢平台 加载试压 安装现浇底模和侧模 底模下设木楔调整块 测量底板高程 包含预抬量 和位置 绑扎底腹板钢筋及竖向预应力筋 安装底板纵向预应力管道 装端模和腹板模 自检及监理工程师验收 浇筑底板和腹板混凝土 养生待强 装内顶模 绑扎顶板底钢筋 安装纵向及横向预应力管道 绑扎顶板顶层钢筋 自检及监理工程师验收 浇筑顶板混凝土 养生凿毛 拆除端头模板 张拉竖向预应力筋和顶板横向预应力筋 拖移外侧模 拆除箱内模板 一 悬臂浇筑 5 合龙段施工 1 结构设计 在满足施工需要的前提下尽量缩短合龙段的长度 以减小现浇混凝土数量 缩短合龙混凝土浇筑时间 据国内外施工实践 合龙段长度以采用1 5 2 0m为宜 合龙段的混凝土应选用早强 高强 微膨胀混凝土 以使混凝土尽早达到设计强度 及早施加预应力 完成合龙段的施工 合理选择合龙顺序 使合龙段施工中及合龙后体系转换时产生的内力较小 且又满足工期的需要 加强合龙段的配筋 一 悬臂浇筑 2 施工设计为了保证结构按设计要求合龙 往往在合龙段设置临时劲性支撑 以保证合龙前 后结构变形协调 体内支撑法a 用劲性钢管作为合龙段支撑 b 采用预制钢筋混凝土短柱支撑 体外支撑法 一 悬臂浇筑 3 施工措施合龙段设计及构造除应注意以上几方面以外 在施工过程中还应采取以下措施 采取低温合龙 为避免新浇混凝土早期受到较大拉力作用 合龙段混凝土浇筑时间应选在当天气温最低时刻 使气温最高时混凝土本身已能承受部分应力 加强混凝土养护 使新浇箱梁混凝土在达到设计强度前处于潮湿状态 以减小箱梁顶面因日照不均所造成的温差 为防止合龙段两边悬臂端因降温而产生上翘 在合龙段施工时应在两悬臂端增加压重 及时张拉 在合龙段混凝土强度达到设计强度的80 时 应及时张拉预应力连续束 解除临时支座 实现体系转换 支撑合龙段混凝土重的吊架 应具有较大的竖向刚度 以保证合龙段混凝土施工时两悬臂端不致因升温产生过大的挠度 一 悬臂浇筑 6 悬臂浇筑的施工要点 1 挂篮就位后 吊架安装并校正模板 此时应对浇筑预留梁段混凝土进行抛高 以使施工完成的桥梁符合设计标高 2 模板安装应核准中心位置及标高 模板与前一段混凝土面应平整密贴 如上一节段施工后出现中线或高程误差需要调整时 应在模板安装时予以调整 3 安装预应力预留管道时 应与前一段预留管道接头严密对准 并用胶布包贴 防止灰浆渗入管道 管道四周应布置足够定位钢筋 确保预留管道位置正确 线形平顺 4 浇筑混凝土时可以从前端开始 应尽量对称平衡浇筑 浇筑时应加强振捣 并注意对预应力预留管道的保护 一 悬臂浇筑 5 为提高混凝土早期强度 加快施工速度 在设计混凝土配合比时 一般加入早强剂或减水剂 为防止混凝土出现过大的收缩 徐变 应在配合比设计时按规范要求控制水泥用量 6 梁段拆模后 应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理 以加强接头混凝土的连接 7 箱梁梁段混凝土浇筑 一般采用一次浇筑法 在箱梁顶板中部留一窗口 混凝土由窗口注入箱内 再分布到底模上 当箱梁截面较大时 考虑梁段混凝土数量较多 每个节段可分二次浇筑 先浇筑底板到肋板倒角以上 待底板混凝土达到一定强度后 再支内模 浇筑肋板上段和顶板 8 箱梁梁段分次浇筑混凝土时 为了不使后浇混凝土的重力引起挂篮变形 导致先浇混凝土开裂 要有消除后浇混凝土引起挂篮变形的措施 一 悬臂浇筑 二 悬臂拼装 悬臂拼装 简称悬拼 是将块件分段预制 当下部结构完成后 将预制块件运到桥下 用活动吊机逐段起吊 拼装就位 施加预应力 使块件成为整体的施工方法 预制块件的长度 应根据悬拼吊机的起重能力确定 一般为2 5m 悬拼按起重吊装的方式不同分为 浮吊悬拼 牵引滑轮组悬拼 连续千斤顶悬拼 缆索起重机 缆吊 悬拼及移动支架悬拼等 1 梁段预制 1 长线预制长线预制 是在工厂或施工现场按梁底曲线形状制作固定支座 在底座上安装底模进行节段混凝土浇筑工作 底座可用土胎或石砌形成梁底形状 底模长度可取桥跨的一半或从桥墩对称取桥跨的长度 浇筑时常采用间隔浇筑法 即先浇筑1 3 5等节段 然后让先浇筑的节段端面成为浇筑2 4节段的端模 长线预制的优点是 台座可靠 设备的使用效率较高 成桥后梁体的线性较好 缺点是 需要较大的施工场地 并要求操作设备能在预制场地移动 节段要按序堆放 长线法宜在具有固定的水平和竖向曲率的多跨桥上采用 二 悬臂拼装 图3 20长线法预制节段的顺序和模板构造 二 悬臂拼装 2 短线预制短线预制设备由可调整外部及内部模板的台车与端模架系统组成 预制时第一段混凝土浇筑完成后 在其相对位置上安装下一段模板 并利用第一节段的端面作为第二节段的端模完成混凝土的浇筑工作 如此周而复始 台座仅需三个梁段长 短线法的优点是 场地相对较小 浇筑模板及设备基本不需移动 底 侧模可调 便于平 竖曲线梁段的预制 缺点是 精度要求高 施工周转不便 工期相对较长 曲线桥和弯桥采用悬拼施工时常采用短线预制 预制节段可在纵轴位置和节段宽度方向上进行调整 二 悬臂拼装 图3 21短线法预制节段 二 悬臂拼装 3 卧式预制法卧式预制常应用于桁架梁的节段预制 此法需要有一个较大的地坪 地坪的高低要经过测量 并有足够的强度 不致产生不均匀沉陷 对相同的节段还可以在已预制完成的节段上安装模板进行叠制 两层构件间常用塑料布或涂机油等方法分隔 桁架梁预制节段的起吊 翻身工作要求操作细致 并注意吊点和吊装机具的选择 二 悬臂拼装 2 梁段存放梁段存放应注意以下问题 1 一般宜单层放置 不得多于2层 且应防止梁段堆放的不合理受力 2 吊运时梁段强度应不低于设计强度标准值的75 3 存放宜用枕木支垫 梁面成水平搁置 4 梁段吊离台座后 应及时清除梁段上的隔离剂 以免影响拼合施工 二 悬臂拼装 3 梁段脱模模板的拆除时间 应根据结构物的特点 模板所在部位和混凝土所达到的强度来决定 1 非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时拆除 一般应在混凝土抗压强度达到2 5MPa时方可拆除侧模板 2 芯模和预留孔道内模应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝时拔除 拔除时间应通过试验确定 以混凝土抗压强度达到0 4 0 8MPa时为宜 抽拔时不应损伤结构混凝 3 采用胶囊作芯模时 其拔除时间应经试验确定 以混凝土强度达到能保持构件不变形为宜 二 悬臂拼装 4 梁段吊运 1 移运前的准备工作 2 梁段移运时混凝土强度 3 构件移运时的吊点位置 4 构件的吊环应顺直 5 吊移板式构件时 不得吊错上 下面 以免折断 构件运输时 应有特制的固定架以稳定构件 小构件宜顺宽度方向侧立放置 并注意防止倾斜 如平放 两端吊点处必须设置支搁方木 梁的运输应顺高度方向竖立放置 并应有防止倾倒的固定措施 装卸梁时 必须等支承稳妥后 才许卸除吊钩 6 使用平板拖车或超长拖车运输大型构件时 车长应满足支承间的距离要求 支点处应设活动转盘以免挫伤构件混凝土 二 悬臂拼装 5 拼装施工及接缝处理悬臂拼装施工见图3 22 二 悬臂拼装 预制块件接缝 悬臂拼装时墩柱上的0号块 大多采用就地现场浇筑施工 也有的采用预制装配施工 悬臂拼装时 预制块件接缝的处理分湿接缝 干接缝 胶接缝和半干接缝等 干接缝 是相邻块件拼装时 将两端面直接贴合 接缝上的内力通过预施力及肋板上的齿形键传递 湿接缝 是在相邻块件间现浇一段10 20cm宽的高强度等级的砂浆或小石子混凝土 将块件连接成整体 胶接缝 是在接缝端面涂一薄层环氧树脂等胶结材料 将相邻块件连成整体 目前在施工中应用最为广泛的是用环氧树脂做的胶接缝 通常情况下 与0号块连接的第一对块件采用伸出钢筋焊接的湿接缝 一般不宜采用干接缝 干接缝节段密贴性差 接缝中水气浸入导致钢筋锈蚀 二 悬臂拼装 五 顶推法 1 顶推法施工是沿桥纵轴方向 在桥台后设置预制场地 分节段预制 并用纵向预应力筋将预制节段与前阶段施工完成的梁体连成整体 然后通过水平千斤顶施力 借助滑动装置将梁体向前顶推出预制场地 之后继续在预制场地进行下一节段梁的预制 直至全部完成 顶推完毕就位后 拆除顶推用的临时预应力筋束 张拉通长的纵向预应力筋束以及在顶推时未张拉到设计值的筋束 然后灌浆 封端 落梁 顶推法施工程序见图3 23 五 顶推法 顶推法的优点 模板可周转 节省材料 节约劳力 无需大型起吊设备 适合工厂化生产 不影响通航 施工安全 缺点 1 不适应曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁 2 受顶推悬臂弯矩的限制 顶推跨径大于70 80m时不经济 3 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 适用范围 顶推法适用于桥下空间不能利用的施工场地 例如在高山深谷和水深流急的河道上建桥以及多跨连梁桥施工 五 顶推法 2 顶推的施工方法 1 按顶推千斤顶的设置分 单点顶推 TL顶推 多点顶推 SSY顶推 2 按顶推方向分 单向顶推 双向顶推 3 按顶推连续性分 间断顶推 连续顶推 4 按是否利用永久支座分 设置临时滑动支承顶推施工 使用与永久支座兼用的滑动支承顶推多联桥的顶推 可分联顶推 通联就位 也可连在一起顶推 五 顶推法 五 顶推法 3 施工中临时设施 1 导梁导梁一般在专业厂家制作 运输到工地拼装成型 导梁设置在梁段的前端 为变截面或等截面的钢板梁或钢桁梁 主梁前端装有预埋件与钢导梁栓接 导梁底缘与箱梁底应在同一平面上 前端底缘呈向上圆弧形 以便顶推时顺利通过桥墩 导梁设置的长度一般为顶推跨径的0 6 0 8倍 导梁的刚度为主梁的1 9 1 15 2 临时墩当梁的设计跨径大于50m时 宜考虑设置临时墩 可采用钢墩 滑升模板浇筑的混凝土薄壁空心墩 混凝土预制板拼砌的空心墩或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩 五 顶推法 3 拉索和托架用拉索加劲主梁 可以抵消顶推时的悬臂弯矩 拉索系统由钢制塔架 竖向千斤顶 连接构件和钢索组成 设置在主梁的前端 牵拉的范围为两倍顶推跨径左右 塔架支承在主梁的混凝土固定块上 用钢铰连接 并在该处的箱梁截面进行加固 以承受塔架的集中竖向力 斜拉索在顶推时用于加固桥墩 特别是在具有较大纵坡和较高桥墩的情况下 采用斜拉索可以减小桥墩的水平力 增加稳定性 墩前托架可起到接引作用减小悬臂顶推的长度以减小施工内力及挠度 五 顶推法 4 顶推施工中的要点 1 分段长度的确定和预制场地的布置分段长度顶推法的制梁有两种方法 一种是在工厂制成预制块件 运送到桥位连接后进行顶推 另一种是在沿梁轴线的预制场上连续预制 逐段顶推 在前一种情况下 必须根据运输条件决定节段的长度和重量 一般不超过5m 同时增加了接头工作 需要大型起重 运输设备 因此以现场预制为宜 现场预制主梁的节段长度划分主要考虑段间的连接处不要设在连续梁受力最大的支点与跨中截面 同时要考虑制作加工容易 尽量减少分段 缩短工期 因此一般常取每段长10 30m 五 顶推法 预制场地的布置 预制场是预制箱梁和顶推过渡的场地 包括主梁节段的浇筑平台和模板 钢筋 力筋的加工场地 混凝土搅拌机以及沙 石 水泥的堆放和运输路线用地 预制场一般设在桥台后面的引桥或者引道上 长度需要有预制节段长的三倍以上 500m左右的桥长 通常只设一端预制场 较长的桥梁 或者中间跨为不同结构时 也可在桥两端设预制场地相向顶推 预制场布置时应保证场地坚实 平整 必要时需采取排水措施 防止场地沉陷 五 顶推法 2 节段的预制工作模板宜采用钢模板 以保证预制梁尺寸的准确性 底模板安置在预制平台上 平台的平整度必须严格控制 同一梁段可以一次浇成 对于块件较大者也可以分两次完成 首先浇注一个节段的底板混凝土 顶推出一个梁段的底板后 在原底模板上继续浇筑下一节段的底板混凝土 同时 在前一节段底板混凝土上浇筑腹板和顶板 为了缩短顶推周期 对混凝土可采取早强措施 这时混凝土仅需2 7天就可达到顶推强度 在浇筑混凝土之后 顶推之前 必须穿预应力筋束并且进行张拉 此部分预应力筋束仅仅是为了满足块件之间连