桥梁施工设备及预应力技术.ppt

1、第三章桥梁施工设备及预应力技术,1,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,2,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；,3,基础施工机械设备

2、,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,4,3.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；,5,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

3、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,6,万能杆件,万能杆件拼装塔架局部,7,万能杆件拼装的移动式吊机,8,万能杆件拼装的龙门架,9,二、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 。,10,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,

4、11,12,图28,13,14,15,16,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,17,接头扣,十字扣,18,碗扣支架依靠横杆接头，上、下碗扣连接,纵向间距11.2m 横向间距0.51m,19,支架下方 混凝土垫层大于20cm 木垫层大于5cm,20,21,三、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,22,拼装式模板,23,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。,24,1-千斤顶；2-高压油管；3

5、-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,25,26,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。,27,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210,28,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

6、11,29,液压爬升模,30,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。,31,翻升模板,32,33,四、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,34,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 。,35,锥锚式千斤

7、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424根，直径为5mm或6mm的高强钢丝束。,36,37,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,38,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。,39,群锚千斤顶,1 可张拉160根钢绞线，可按需要选用钢绞线

8、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。,40,多根钢绞线通过 同一个多孔锚具锚固,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。,41,3.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

9、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。,42,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。,43,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,44,已镦好头的钢丝,45,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,46,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YZ8

10、5型千斤顶和ZB4-500型高压电动油泵。,钢质锥形锚具（弗氏锚）,47,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。,48,型夹片,OVM型锚具,49,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。,50,钢绞线轧花球头,挤压头,固定端锚具实物,51,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。,52,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,53,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

11、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,54,锥形螺母,55,锥形垫板,精轧螺纹钢筋锚具,56,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。,57,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。,

12、58,.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,59,2、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。,60,3、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

13、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0.40.5，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。,61,普通压力灌浆,灰浆泵,62,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

14、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,63,六、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。,64,1、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

15、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。,65,2、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。,66,3、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

16、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。,67,4、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。,68,体外预应力筋,69,第三节 桥梁上部结构施工设备

17、,一、浮吊,第三节 桥梁施工主要起重机具设备,2500t海上起重机,70,二、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227,71,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,72,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231,图232,一种地锚：木地垄,73,第三节 桥梁施工主要起重机具设备,混凝土地垄,74,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。,75

18、,第三节 桥梁施工主要起重机具设备,76,三、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234,77,前支柱在墩顶上，后支柱在已浇梁上,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。,78,单梁式架桥机,第三节 桥梁施工主要起重机具设备,79,双梁式架桥机,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,80,运梁小车,81,82,架桥机构造,架桥机吊梁,架桥机横移轨道,83,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。,84,85,四、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,86,移动悬吊模架（上行式、