桥梁施工及组织管理(第1章)ppt课件.ppt

桥梁施工及组织管理,第一章 总 论,第一节 桥梁施工的发展简史,桥梁施工的历史与桥梁设计的历史：桥梁施工的对象-桥梁 藤桥、梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等建桥的材料 藤、石头、竹、木、砖、铁、钢、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、复合材料建桥的技术、工具、设备桥梁施工的历史=桥梁设计的历史,一、早期的桥梁 为生活便利搭设的石蹬桥、藤桥、木板桥、石桥等，如：周文王时代的渭河浮桥和粗石桥 隋代赵州桥 腰铁、铁拉杆、刹尖封顶 宋代泉州洛阳桥（万安桥）首创筏形基础，采用浮运架桥法 漳州虎渡桥长达23.7m、重达200t的石梁，至今无从考证其架设方法。,二、近代和现代的桥梁,19世纪50年代，美国从法国引进近代悬索桥技术，并于19世纪70年代发明了“空中纺线法（A.S法）”编纺悬索桥主缆。在现代的悬索桥建造中，多采用工厂预制的平行钢丝束作为主缆，其架设方法（P.P.W.S法）也更简洁、快速。20世纪前后，钢筋混凝土用于桥梁。1929年法国著名工程师弗莱西奈经过20年的研究实现了预应力混凝土技术，各种新颖的桥型和相应的施工方法得到迅速发展。悬臂施工方法使大跨度预应力混凝土桥梁得到了迅猛发展。悬臂施工法引入拱桥，促进了钢筋混凝土拱桥的发展。50年代末，顶推施工法促使预应力混凝土连续梁桥得到了推广。,二、近代和现代的桥梁,50年代，世界上出现了第一座现代钢斜拉桥。60年代，预应力混凝土斜拉桥已开始大量修建。60年代后，又创造了逐孔施工法、转体施工法等技术。80和90年代，大跨深水桥梁日益增多。20世纪末，悬索桥的最大跨径已达1990m（日本明石海峡大桥），斜拉桥已达890m（日本多多罗桥），混凝土拱桥已达420m（中国万县长江大桥），预应力混凝土梁桥已达301m（挪威Stolmasundet桥）。本世纪初，斜拉桥已达1088m（中国苏通长江大桥）连续刚构桥跨度已达330m（中国重庆石板坡长江大桥）拱桥跨度，即将达到552m（中国重庆朝天门长江大桥）桥梁施工机具设备向着大功能、高效率和自动控制的方向发展，加拿大联邦大桥（Confederation bridge）采用8700t的浮吊。桥梁建设相关的新技术、新工艺、新材料、新设备等方面的广泛应用将推动桥梁的进一步发展。,简 易 石 梁 桥,赵 州 桥,泉 州 洛 阳 桥,漳州虎渡桥,挪威Stolmasundet桥,重庆朝天门长江大桥,二、近代史与现代史 常规中小桥土牛胎、竹木支架、拱架现浇或砌筑施工，预制安装法施工 近代桥梁史上最重要的桥梁钱塘江大桥：木桩基础、260吨钢桁梁浮运架设、人才培养 武汉长江大桥 南京长江大桥：深达70余米的水下基础、采用国产的16锰低合金钢、采用高强螺栓代替铆钉、在公路桥面上首次采用了陶粒轻质混凝土；研究制造了一系列关键性的施工机具设备；创造了一些新的施工工艺：如管柱下沉、钻孔洗壁、循环压浆、悬拼调整、高强螺栓安装；在特大型工程的科学组织和管理方面也取得了一定的经验。,武 汉 长 江 大 桥,南 京 长 江 大 桥,其它施工方法与代表性桥梁,桥梁的其他施工方法如转体法、顶锥法、逐孔施工法、横移及浮运法等都在70年代中得到应用。贵州江界河大桥，跨径330m，组合桁架拱。四川万县长江大桥，跨径420m，钢筋混凝土箱形拱桥。广西邕宁邕江大桥，跨径312m，中承式钢筋混凝土拱桥。南浦大桥，设计施工水平进入世界先进行列，解决了结合梁桥道开裂问题。杨浦大桥、虎门大桥、江阴长江大桥、香港青马大桥。,万 县 长 江 大 桥,邕 宁 邕 江 大 桥,香 港 青 马 大 桥,施工技术对桥梁结构发展的促进作用,悬臂施工法从钢桥引入到预应力混凝土桥梁，促进了T构桥、连续梁桥、连续刚构桥、桁架桥、斜拉桥等桥型结构的发展。顶推施工法从钢桥的拖拉施工法改进引入到预应力连续梁桥的施工中。逐孔施工法用于长桥。浮运法的成熟运用。转体施工高墩的施工,三、国内外桥梁施工发展概述,1、对桥梁的要求 强调通行能力、跨越能力、承载能力 桥梁造型与城市景观的协调 桥梁与环保：行车的噪声污染与空气污染、施工的环境影响 施工质量、施工速度、施工技术、施工管理 2、施工技术的合理应用与发展 中小跨桥梁的装配化施工 粱桥、拱桥、斜拉桥的悬臂施工 施工设备向的大功能、高效率、自动控制方向发展 施工技术的成熟与发展，使不同桥梁能选择更合理的施工方法 桥梁设计中不再强调用料最省。,第二节 桥梁施工的相关因素,一、施工与设计的关系 桥梁设计必须根据实际情况，考虑施工的可能性、经济性与合理性；施工方法的选用应综合工程结构的跨度、孔数、桥梁总长、截面形式和尺寸、地形、设备能力、气候、运输条件、设备的重复使用等条件来选择。桥梁设计要同时满足施工阶段与营运阶段的各项要求。桥梁结构的施工应忠实地按设计要求完成。施工期间，设计与施工相互配合、协调，达到实际上的统一。,二、施工技术与机械设备的关系 施工方法的确定与施工机械设备密切相关，施工机具设备决定了桥梁施工技术的先进与否 桥梁结构体系及施工技术的发展，要有大量的、先进的机械设备作为保证手段，先进施工技术发展的同时又促进了机械制造工业水平的不断提高。测量设备基础施工设备混凝土施工设备各种常备式结构预应力施工设备运输、安装和起重设备专用施工设备等。,三、施工与工程造价的关系 桥梁工程的总造价包括规划、工程可行性研究、勘测设计、征地拆迁、工程施工等费用，其中施工一般要占工程费用的60以上。工程施工费用和劳动力的工资所占的比例呈现上升趋势，施工费用对工程造价有着举足轻重的影响。桥梁施工费用的影响因素：构件制作费、架设费、工期。加强施工的科学管理，提高施工机械化的程度，组织专业化施工，使工程质量、施工期限、工程造价处于最优状态。合理工期的效益：社会效益、经济效益。,四、桥梁施工与组织管理的关系桥梁施工施工技术、施工方法（施工工艺、施工工序、施工文件）。桥梁施工过程是一项庞大的系统工程，涉及到大量的人力、资金、材料和机具设备，要求进行科学的管理。组织管理通过制定周密的施工计划，确保工程按设计要求的质量、计划规定的进度和低于设计预算和合同包价的成本，安全、顺利地完成施工任务。桥梁工程施工的特点是：固定的场地；流动的劳力、机具和材料；较长的施工周期；不断变化、调整的施工程序和工艺。,五、桥梁工程组织管理的内容 确认工程项目，进行现场布置和施工准备制定工程进度计划安排人事劳务计划临时设施计划机具设备使用计划材料及运输计划工程财务管理安全、质量与卫生管理,第三节 桥梁施工方法及施工方法的选择,一、桥梁施工方法的概述,（一）桥梁基础施工 桥梁基础类型：扩大基础、桩和管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础。基础型式和施工方法的选用要针对桥跨结构的特点和要求，并结合现场地形、地质条件、施工条件、技术设备、工期季节、水力水文等因素统筹考虑安排。不同类型的基础有着各自的施工特点：1、扩大基础 2、桩和管柱基础 3、沉井基础 4、地下连续墙基础 5、组合基础,（二）桥梁墩台施工 桥梁墩台的材料：圬工、钢筋混凝土、预应力、预应力混凝土、钢 桥梁墩台的施工方法：砌筑、浇筑、装配,（三）桥梁上部结构的施工 1、就地浇筑法 优点：设备简单、整体性好 缺点：主要是工期长，施工质量不容易控制；对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大；施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；搭设支架影响排洪、通航、施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。,2、预制安装法 一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装。主要特点：1)工场生产制作，有利于确保构件的质量和尺寸精度，便于机械化施工；2)上下部结构可以平行作业，可缩短工期；3)能有效利用劳动力，降低工程造价；4)施工速度快，适用于急救工程；5)预制构件在安装时已有一定龄期，可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。,3、悬臂施工法 分为悬臂浇筑施工和悬臂拼装施工 悬臂施工的主要特点：1)悬臂施工适合于营运状态与施工阶段的受力状态比较接近的桥梁，如预应力混凝土T型刚构桥、变截面连续梁桥和斜拉桥等；2)非墩梁固接桥梁，采用悬臂施工时应采取临时固结措施，因而在施工过程中有结构体系的转换；3)采用悬臂施工的机具设备种类很多，就挂篮而言，也有桁架式、斜拉式等多种形式，可根据实际情况选用；4)悬臂浇筑施工简便，结构整体性好，施工中可不断调整位置，常在跨径大于100m的桥梁上选用；悬臂拼装法施工速度快，桥梁上、下部结构可平行作业，但施工精度要求比较高，可在跨径100m以下的大桥中选用；5)悬臂施工法可不用或少用支架、施工不影响通航或桥下交通。,4、转体施工法 转体施工是将桥梁的主要承重构件先在桥位处岸边、路边或适当位置进行预制，待混凝土达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。转体施工的主要特点：1)利用地形，方便预制构件；2)施工期间不断航，不影响桥下交通；3)施工设备少，装置简单，容易制作并便于掌握；4)节省施工材料；5)减少高空作业，工序简单，施工迅速；主要结构先期合拢后，给后期施工带来方便；6)转体施工适合于单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥；7)大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益，转体重量轻型化、多种工艺综合利用，是大跨及特大跨桥施工有力的竞争方案。,5、顶推施工法 顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，通过水平千斤顶将梁体向前顶推出预制场地。然后进行下一节段的预制，循环操作直至施工完成。顶推法施工的特点：1)简单设备建造长大桥梁，费用低、平稳无噪声，用于水深、山谷、高桥墩情况的梁桥施工，也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用；2)主梁分段预制,连续作业,结构整体性好；不需要大型起重设备,施工节段的长度可达1020m；3)桥梁节段固定在一个场地预制，便于施工管理改善施工条件，避免高空作业。同时，模板、设备可多次周转使用，在正常情况下，节段的预制周期710d；4)顶推施工时，梁的受力状态变化很大，与营运时期的受力状态差别较大，在梁截面设计和布索时要同时满足施工与营运的要求，由此而造成用钢量较高；在施工时也可采取加设临时墩、设置前导梁和其他措施，用以减小施工内力；5)顶推法宜在等截面梁上使用，以中等跨径的桥梁为宜，桥梁的总长以500m600m为宜。,6、移动模架逐孔施工法 逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁长桥一种施工方法，它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工直到对岸。采用移动模架逐孔施工的主要特点：1)移动模架法不需设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全、可靠；2)有良好的施工环境，保证施工质量，一套模架可多次周转使用，具有在预制场生产的优点；3)机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度，上下部结构可以平行作业，缩短工期；4)通常施工梁段的长度取用一孔梁长，接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位。5)移动模架设备投资大，施工准备和操作都较复杂；6)移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50m的多跨长桥上使用。,7、横移法施工 横移施工法是在拟安装结构的位置旁预制该结构，然后横移运就位的施工方式。横移法施工的主要特点：1）在整个操作期间与该结构有关的支座位置保持不变。在横向移动期间,需要临时支座支承该结构的施工重量。2）横向位移施工多用于正常通车线路上的桥梁工程的快速换梁。3）横移施工也可下其他施工方法配合使用。如一座分离式箱梁桥，可先采用顶推法按单箱完成，再采用横移法就位，之后在原位置上继续进行另一单箱梁顶推施工,这样可以使用一套顶推设备完成全桥的施工。4）横移施工多采用卷扬机、液压装置并配以千斤顶进行。由于混凝土桥具有较大的自重，横移法施工常在钢桥上使用。,8、提升与浮运施工 一种采用竖向运动施工就位的方法。提升施工是在未来安置结构物以下的地面上预制该结构并把它提升就位。浮运施工是将桥梁在岸上预制，通过大型浮船移运至桥位，利用船的上下起落安装就位的方法。采用提升和浮运的方法常选取整体结构，重达数千吨，使用该法的要求是：1)在该结构下面需要有一个适宜的地面；2)被提升结构下的地面要有一定的承载力；3)拥有一台支承在一定基础上的提升设备；4)该结构应该是平衡的，至少在提升操作期间是平衡的；5)采用浮运法要有一系列的大型浮运设备。,二、施工方法的选择 1、施工方法选择的影响因素及参考条件 使用条件：桥梁的结构形式和规模、梁下空间的限制、平面场地 的限制等。施工条件：工期要求、机械设备要求和施工管理能力、材料供应 情况、架设施工经验、施工经济核算等。自然环境条件：山区或平原、地质条件及软弱层状况、对河道的 影响、运输线路的限制等。社会环境影响：对施工现场环境的影响，包括公害、景观、污染、架设孔下的障碍、道路交通的阻碍、公共道路的使用 及建筑限界等。此外：桥位地形、气候条件、运输条件、供水供电条件；安全性、经济型；桥型、跨径、施工单位技术水平及机具设备条件；施工对桥下运输线路的影响，对通航条件的限制。,2、各种类型桥梁可选择的主要施工方法,