铁路桥梁施工与维护绪论项目1-任务1.1制梁场布置

铁路桥梁施工与维护,课程介绍铁路桥梁施工与维护是铁道工程技术专业最重要的一门核心专业课，是培养适合现代铁路桥梁现代化发展需要的专业技术人才。课程内容主要包括7个学习项目：项目1预制安装施工法施工与控制技术；项目2现场浇筑施工法施工与控制技术；项目3悬臂施工法施工与控制技术项目4顶推施工法施工与控制技术；项目5转体施工法施工与控制技术；项目6墩台就地现浇法施工与控制技术。项目7铁路桥梁维护该课程的特点有如下二点：一是内容注重突出职业教育的针对性、职业性、教改性与通用性。二是融合普铁、高铁、城铁桥梁技术。,前言,项目一-预制安装施工法施工与控制技术（重点）京津城际铁路,简支箱梁施工,预制施工,前言,架设施工,项目二-现场浇筑施工法施工与控制技术；（重点）京津城际铁路,膺架法施工,前言,项目二-现场浇筑施工法施工与控制技术；京津城际铁路,前言,移动模架施工,项目三-悬臂施工法施工与控制技术；京津城际铁路,悬臂施工过程,前言,项目四-顶推施工法施工与控制技术；,顶推施工过程,前言,项目五-转体施工法施工与控制技术；,转体施工过程,前言,项目六-墩台就地现浇施工法施工与控制技术；,墩台施工过程,前言,项目七-铁路桥梁维护-桥隧工（重点）；,桥梁维护过程,前言,1、铁路桥梁施工与维护的基础课程有哪些？2、中国第一座现代化大桥是哪座桥，现代桥梁之父是谁？,前言,桥梁概述,中国桥梁的成就与现状,桥梁的组成、分类与结构体系,绪论（请做笔记）,桥梁的定义,桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其它交通线路时使用的建筑结构。从线路的角度讲，也是线路在跨越上述障碍时的延伸或连接部分。,一、桥梁的概念,1.2桥梁的分类,（一）桥梁的组成桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成。五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构，是桥梁结构安全的保证。包括：(1)桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础。五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件，过去称为桥面构造。包括：(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明。,二、桥梁的组成、分类与结构体系,1.2桥梁的分类,上部结构(superstructure)：桥梁位于支座以上的部分。包括桥跨结构（直接承受桥上交通荷载的、架空的主体结构部分）和桥面构造（为保证桥跨结构能正常使用而建造的桥上各种附属结构或设施）。,下部结构(substructure)：桥梁位于支座以下的支承结构，是将上部结构及其承受的交通荷载传入大地的结构物。包括：桥墩(pier)、桥台(abutment),基础（foundation）：桥墩（台）中使全部荷载传至地基的底部奠基部分。,支座（bearing）：在桥中结构和桥墩（台）的支承处设置的传力装置。,（一）桥梁的组成,二、桥梁的组成、分类与结构体系,1.2桥梁的分类,总跨径L桥梁总跨径总跨径(totalspan)是指多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径(L)，它反映了桥下宣泄洪水的能力。主跨(mainspan)主跨是相对与边跨而言的概念，若一座桥为单跨桥，该跨即可是主跨；若为多跨桥，则跨径最大的一跨称之为主跨，而跨径较小的称之为边跨,净跨径LO、净跨径对于梁式桥指设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）的水平净距离；对于拱桥指两起拱线间的水平距离。计算跨径l计算跨径，对于有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心间的水平距离。对于拱式桥，是相邻拱脚截面形心之间的水平距离。,桥梁常用术语,二、桥梁的组成、分类与结构体系,1.2桥梁的分类,桥梁常用术语,桥长,桥下净空高度:是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，以H表示，它应保证能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。桥梁建筑高度桥梁建筑高度是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。桥长一般指桥梁全长，有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系长度。,二、桥梁的组成、分类与结构体系,（二）桥梁的分类,1.按跨径大小分类,中国桥梁分类,注：单孔跨径是指标准跨径,二、桥梁的组成、分类与结构体系,（二）、桥梁的分类,二、桥梁的组成、分类与结构体系,行车位置：上承式桥、中承式桥、下承式桥。,上承式桥梁位于湖南省洞口县淘金村,二、桥梁的组成、分类与结构体系,中承式桥梁,旧金山的金门大桥（goldengatebridge）下承式桥梁,二、桥梁的组成、分类与结构体系,1.梁桥,2.拱桥,4.悬索桥,5.组合体系,（三）桥梁的结构体系,3.钢架桥,二、桥梁的组成、分类与结构体系,3.刚架桥,2.拱桥,3.刚架桥,4.悬索桥,上部结构通过支座与墩台连接,（三）桥梁的结构体系,1.梁式桥,梁式桥的组成,二、桥梁的组成、分类与结构体系,概念：在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。,类型：简支梁式、连续梁式、悬臂梁式,受力特点：梁作为受弯构件由梁跨两端支座（桥墩或桥台）支撑着。,连续桁架梁桥。支承在三个支点以上的桥梁。,简支梁桥,伸臂梁桥,截面结构形式,实心板梁,箱型梁,短肋板梁,空心板梁,2.拱式桥,概念：拱桥的主要承重结构是拱圈，在桥面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台要承受水平推力。,archring泛指拱桥、门窗等建筑物上筑成弧形的结构部分。主要承受轴向压力。,spandrelstructure拱上建筑（拱上结构）包括桥面系和向主拱圈传递荷载的构件或填充物。分为空腹式、实腹式。,空腹式拱桥,实腹式拱桥,二、桥梁的组成、分类与结构体系,与梁式桥的区别,二、桥梁的组成、分类与结构体系,拱式桥组成,上承式拱桥：桥面布置在主要承重构件之上。,下承式拱桥：桥面布置在承重结构之下。,中承式拱桥：桥面在桥跨结构的高度中间,吊杆,立柱,吊杆,立柱,系杆,广州丫譬沙珠江大桥（世界最大钢管混凝土拱桥，跨度360m）中承式系杆拱桥,重庆万县（万州）长江大桥(世界最大钢筋混凝土箱拱桥，跨度420m)上承式拱桥,悉尼钢桁架组合式拱桥（主跨503m，同类桥中我国的卢浦大桥主跨550m居世界第一）,美国新河谷桥主拱圈为钢桁架，跨度518.2m，居世界钢桁架拱桥第一位；该桥所用钢材为耐侯钢，无需养护,外形与梁式桥相似，但是上部结构与下方支脚部分是完全刚结在一起的。,3.刚架桥,桥墩与桥跨刚性连接,桥墩与桥跨通过支座连接,在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力。,受力特点：,受力状态介于梁式桥和拱桥之间。,连续刚架桥，有较好的抗震性能。,斜腿刚架桥。造型轻巧美观。,T形刚架桥，便于施加预应力，加挂梁后，跨度很大。,.概念,是一种古老桥型。早期制索材料为藤条、竹子、皮革、铁链等。至今我国四川灌县安澜竹索桥仍保持着原始的风貌。,建于公元1705年的四川大渡河的泸定铁索桥，主跨达103m，很可能是当时世界跨度最大的悬索桥。,该桥已属于第一批国家保护的重要文物,4.悬索桥,现代悬索桥,组成：主缆、塔架、加劲梁和锚碇。荷载传递：桥面吊索主缆基础,优点,能充分发挥钢缆材料优越的抗拉性能。因此结构自重轻，可以获得比斜拉桥更大的跨径；成卷钢缆便于运输，也便于无支架悬吊拼装，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时采用。,悬索桥边跨与主跨之比一般为0.30.4，最小可达0.21。,悬索桥受力示意,施工特点,1、主塔施工,2、主缆施工,3、桥面施工,4、竣工,日本明石海峡大桥（世界最大跨度1991m）,梁通过斜拉索拉在塔上，形成斜拉桥。受力特点：梁索塔基础,5.斜拉桥,辐射形,竖琴形,扇形,斜拉桥的索型,（一）中国桥梁,三、中国桥梁的成就与现状,2.世界第一高桥北盘江大桥,3.世界最长跨海大桥-珠港奥大桥,1.中国桥梁,（一）中国桥梁,三、中国桥梁的成就与现状,4.超级工程中国桥,（二）高速铁路桥梁实例：南京大胜关长江大桥,京沪高速铁路南京大胜关长江大桥主桥采用(108m+192m+336m+336m+192m+108m)六跨连续钢桁拱桥,北岸浅水区采用两联2*84m连续钢桁梁结构,三、中国桥梁的成就与现状,47,（二）高速铁路桥梁实例：武汉天兴洲长江大桥,武广高速铁路武汉天兴洲大桥主桥采用98+196+504+196+98m的双塔三索面斜拉桥，全长1092m，是目前世界上最大跨度公铁两用桥。,三、中国桥梁的成就与现状,（二）.高速铁路桥梁实例-郑州黄河大桥,郑州黄河特大桥桥梁全长1680m，为公铁两用桥。主桥设计为：（12051681205120）m六塔单索面部分斜拉连续钢桁结合梁。,三、中国桥梁的成就与现状,（二）高速铁路桥梁实例：广珠小榄水道特大桥,广珠小榄水道特大桥主跨采用了(100m+220m+100m)V型连续刚构拱组合结构，有效降低了线路标高。该结构在国内铁路桥梁首次采用。,三、中国桥梁的成就与现状,（二）.高速铁路桥梁实例-广珠容桂特大桥,广珠容桂水道特大桥桥梁全长8.555公里，主跨为108+2185+115m双线连续刚构，目前为世界上无砟轨道铁路应用最大跨度连续刚构桥.,三、中国桥梁的成就与现状,（三）课外作业、分组调查株洲7座跨湘江桥梁的桥型，并要求每组组员与桥梁合影照相不少于2座，上传至qq班级群，每班评选一组最美桥梁队。,三、中国桥梁的成就与现状,主讲教师：谢喜峰联系方式Q号：470078711微信号：xiexifeng40592017年,项目1预制安装施工法施工与控制技术,目录,任务1.1制梁场的布置,任务1.3预制梁运输与架设,任务1.2混凝土简支梁预制（重点、难点）,目录,任务1.1制梁场布置,一、制梁场概述二、制梁场布置（重点、难点）,掌握梁场的作用、组成和施工设备，梁场相关计算梁场布置的内容；梁场规划建设的内容；熟悉梁场认证要求。,能进行梁场选址和布置；具备梁场规划和设计能力；具备资源合理配置和环保的意识具备梁场设备选择布置能力具备创新能力。,工作认真负责，有协作精神，良好的劳动纪律，个体创新能力，养成科学使用仪器设备的职业素养，以及认真做事的工作态度,专业能力目标,方法能力目标,社会能力目标,总体目标,通过行动导向的教学方法，考虑合理的工作过程、资源和环境保护条件，通过对预制装配法施工与控制中梁场布置内容的学习，达到掌握梁场知识，能应用所学知识进行梁场选址、布置和规划、工装设备配置等梁场布置相关内容，提高学生施工技能、解决问题能力和职业素养。,1.1.1工作任务,任务1.1、制梁场布置,梁场的概念,梁场是生产桥梁预制混凝土简支梁的地方，在场地内生产完简支梁后用运梁机和架梁机运输架设到桥墩上。梁场的作用,梁场的特点大型临时工程-占地面积大、投资大、周期长、认证严格,生产、封存、运输和架设桥梁预制混凝土简支梁,1.1.2相关配套知识,1.1.2.1制梁场概述,任务1.1、制梁场布置,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。,任务1.1、制梁场布置,1.制梁场规划设计的关键技术梁厂的整体规划与布置制梁台座数量的设计存梁台座数量的设计台座的基础处理设备的配套与选型,任务1.1、制梁场布置,2.制梁场的选址及布置,1）制梁场选址原则,永临结合征地拆迁及复垦量少供梁距离短，一般在桥梁集群直线段或特大桥两端。交通方便预制场宜选择在地质状况好、地基处理工程量小的地基上预制场选址应考虑防洪、排涝和防凌等要求，以确保施工安全,任务1.1制梁场布置,2）制梁场的分区,保障区制梁区存梁区提梁上桥区办公生活区,任务1.1制梁场布置,2）梁场的分区,（1）保障区主要实现预制场各种材料、物资、调离、水、蒸汽等的保障和供给功能。主要由混凝土拌和站、砂石料场、钢筋存放加工区、钢绞线存放下料区、工程试验室、变电所、锅炉房、物资仓库、水战等组成,混凝土拌和站,砂石料场,变电所,任务1.1制梁场布置,2）梁场的分区,（2）制梁区主要实现预应力混凝土梁的预制和预、初张拉。主要包含钢筋绑扎台座、模型准备台座、制梁台座、搬移梁通道等土建结构物。,制梁台座区域,钢筋绑扎台座区域,任务1.1制梁场布置,（3）存梁区在存梁区主要实现预应力混凝土梁的养生、终张拉、压浆、封锚、存储、检测等功能，必要时可实现支座安装和混凝土梁防水层、保护层等功能，部分预制场存梁区在经过特殊规划和设计后可实现架桥机调头功能。存梁区一般由存梁台位、静载试验台座、横移滑道、轮胎式搬梁机通道（轮轨式搬梁机轨道基础）、轮胎式搬梁机变向区（轮轨式搬梁机变向区）等组成。,2）梁场的分区,任务1.1制梁场布置,存梁区域1,存梁区域2,任务1.1制梁场布置,(4)提梁上桥区（装车区）在提梁上桥区（装车区）主要实现预应力混凝土梁上桥、装车功能，部分预制场提梁上桥区在经过特殊规划与设计后可实现架桥机安装、拆除、调头等功能。提梁上桥区包含提梁台座、提梁机轨道基础或运梁通道等土建结构物。,2）梁场的分区,任务1.1制梁场布置,装车区域1,装车区域2,任务1.1制梁场布置,（5)生活办公区主要实现为场区工作人员提供生活、办公场所功能。生活办公区宜具有自己独立的水电保障体系。,2）梁场的分区,任务1.1制梁场布置,工人生活区,项目部人员生活办公区,任务1.1制梁场布置,制梁规划前应做好场地选择、施工调查及初步规划设计工作。施工调查主要针对工程情况、现场实地踏勘、地质资料、气象水文、电力供应、交通运输、地方资源等展开，施工调查完成后，应完成施工调查报告，并开始编制梁场规划方案。,3制梁场的前期准备工作,任务1.1制梁场布置,1.建场方案规划原则和依据建场前，应根据制梁数量、架梁工期、配备的施工机具、工装设备，确定制梁台座、存梁台座的布置形式，进行施工道路、给排水管道和供电线路布置，进行施工生产与生活房屋、搅拌站和砂石料场等规划布局。,1.1.2.2制梁场布置,任务1.1制梁场布置,梁场的类型,1.纵列式布置预制场：制梁台座、存梁台位的纵向中心线方向平行，且搬移时混凝土梁移动方向与混凝土梁纵向中心线平行而布置的预制场。2.横列式布置预制场：制梁台座、存梁台位的纵向中心线方向平行，但搬移时混凝土梁移动方向与混凝土梁纵向中心线垂直而布置的预制场。,任务1.1制梁场布置,台座呈“一”字形单列布置，初张拉箱梁后，拆除一侧外侧模，由滑移台车将箱梁从台座上顶起并横移至存梁台座上，箱梁装车需另配龙门吊机。,1）采用滑移台车出梁时-横列式布置,任务1.1制梁场布置,台座可单列、双列及更多列布置（图中为双列），初张拉箱梁后，900t龙门吊机纵跨制梁台座，将箱梁直接提吊出台，并存放到存梁台座上。提吊不同台座中的箱梁时，龙门吊机需要横移变轨。,2）采用900t轮胎龙门吊机或轮轨龙门吊机时-横列式布置,任务1.1制梁场布置,台座双列布置，两台450t轮轨式龙门吊机横跨两列制梁台座，将箱梁直接提吊出台，并存放到存梁台座上。,3）采用采用450t轮轨龙门吊机时-纵列式布置,任务1.1制梁场布置,2梁场的平面布置,任务1.1制梁场布置,(1)布置方式buz总的来说，制梁台座有两种布置方式：纵列式和横列式。纵列式布置方式是台座的长度方向顺线路走向，横列式台座的长度方向垂直于线路走向。横列式布置的箱梁上桥前需水平旋转900，运梁车需调头，因此这种布置方式比较适合于梁场远离线路的情况，而纵列式比较适合于梁场靠近线路的情况。每一种布置方式中，多个台座的具体排列方式主要取决于箱梁出台座的方式。目前，出梁方式有两种：龙门吊机出梁和滑移台车出梁，龙门吊机又分轮胎式的和轮轨式的两种。,3主要工装设备配置,1）制梁和存梁台座配置,任务1.1制梁场布置,整孔箱梁预制的施工方法大致有两种，主要区别在于箱梁移梁方式的不同，从而决定了在施工的规模和施工的方法和设备的配置上有所不同。“滑道移梁”施工方法“提梁机移梁（轮胎，轮轨）”施工方法,(1)布置方式,任务1.1制梁场布置,（1）布置形式移梁小车横移法移梁优点：移梁小车体积小，重量轻，一次性投入的机械设备费用少。缺点：移梁小车轨道基础数量大，每个制梁台座必须设置两条移梁小车轨道基础，轨道基础及地基处理费用高；操作麻烦，每移走架设一榀混凝土梁，同列中的其它混凝土梁均要相应挪动一次；移梁存在相对较多技术风险，按制梁技术条件要求，混凝土梁移动时四个支点必须共面，其误差不得大于2mm，采用移梁小车因受多方面因素影响，实现移梁技术要求相对难度较大，另外，采用移梁小车移梁并不能省去装车提梁机。,任务1.1制梁场布置,横移台车,横移台车移梁,任务1.1制梁场布置,（1）布置形式搬梁机搬梁优点：通道（轨