桥梁结构工程施工讲义课件.ppt
混凝土结构梁桥现浇施工,主讲:周锡海,1混凝土结构梁桥现浇施工,1.1 常备式机具设备1.2 混凝土结构梁桥现浇施工方法 1.2.1 就地浇筑法 1.2.2 悬臂施工法,1 常用施工机具与设备,1.1 常备式机具设备（1）横撑式支撑。横撑式支撑多用于狭窄的基坑或沟槽开挖施工。根据放置挡土板方式的差异，横撑式支撑有四种：断续式水平支撑、连续式水平支撑、垂直支撑、锚拉支撑。（2）钢板桩。钢板桩是一种挡土防水的支护结构。在开挖的基坑较深、地下水位较高或在水中进行基础施工时，采用钢板桩平衡坑壁的土压力和水压力。钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成。钢板桩互相连接就形成钢板桩墙或钢板桩围堰。,（3）脚手架及万能杆件。脚手架是工程构筑物修建过程中大量使用的施工辅助结构的统称。根据制作材质的不同，脚手架分为木制和钢制脚手架。目前，木质脚手架因重复使用率低、木材消耗多而应用较少，大量使用的是钢制脚手架。常用的钢管脚手架为扣件式连接方式。另一种钢制脚手架是钢制万能杆件。铁道系统生产的万能杆件的类型有M型和N型。公路系统西安筑路机械厂生产的西乙型万能杆件，其规格基本与N型相同，材质为16Mn钢，由24种大小构件组成。,（4）常备模板结构。模板结构由模板和支架两部分组成。根据材质的不同，常备模板有钢模、木模和钢木结合模板三种，整套模板均由底模、侧模和端模三部分组成。（5）贝雷桁架。贝雷桁架具有部件轻巧、各部件间以销子或螺栓相连、装拆方便，适用在非常时刻的紧急抢修。贝雷桥构件除桥面板和护轮木用松木或杉木外，都为合金钢制造，焊条用T505X型。,主梁可以数排并列或双层叠置以增加桥梁的承载能力。并列或叠置的一节梁统称为一格。加强弦杆是指在桁架上下弦杆处另加设的弦杆。设有加强弦杆的贝雷桥前面冠以“加强”二字，以示区别。各种组合的装配式公路钢桥习惯以先“排”后“层”来称呼，例如双排单层、加强的双排单层。贝雷桁架的组合形式计有十种。,1.2 混凝土结构梁桥现浇施工方法,1.2.1 就地浇筑法1.支架（1）支架的类型。1)支架。支架按其构造分为支柱式、梁式和梁一柱式支架；按材料可分为木支架、钢支架、钢木混合支架和万能杆件拼装的支架等。通常支架按其构造划分。立柱式支架。立柱式支架构造简单，可用于陆地或不通航河道以及桥墩不高的小跨径桥梁施工。支架通常由排架和纵梁等构件组成。排架由枕木或桩、立柱和盖梁组成。一般排架间距4m，桩的入土深度按施工设计要求设置，但不小于3m。当水深大于3m时，桩要用拉杆加强。一般需在纵梁下布置卸落设备。,梁式支架。根据跨径不同，梁可采用工字钢、钢板梁或钢桁梁。一般工字钢用于跨径小于10m，钢板梁用于跨径小于20m，钢桁梁用于跨径大于20m的情况。梁可以支承在墩旁支柱上，也可支承在桥墩上预留的托架或支承在桥墩处的横梁上。梁柱式支架。当桥梁较高、跨径较大或必须在支架下设孔通航或排洪时可用梁一柱式支架。梁支承在桥墩台以及临时支柱或临时墩上，形成多跨的梁一柱式支架。,2.梁式桥的就地浇筑法（1）准备工作。现场浇筑施工的梁式桥，在浇混凝土前要进行周密的准备工作和严格的检查。一般来说，就地浇筑施工在正常情况下一次灌注的混凝土工作量较大，且需要连续作业，因此准备工作相当重要，不可疏忽大意。在浇筑混凝土前，应会同监理部门对支架、模板、钢筋、预留管道和预埋件进行检查，合格后方可进行浇筑混凝土工作。,（2）梁式桥混凝土的浇筑顺序。无论对任何一种型式的梁式桥，在考虑主梁混凝土浇筑顺序时，不应使模板和支架产生有害的下沉。为了对浇筑的混凝土进行振捣，浇筑混凝土应采用相应的分层厚度；当在斜面或曲面上浇筑混凝土时，一般从低处开始。1）简支梁混凝土的浇筑。水平分层浇筑。对于跨径不大的简支梁桥，可在一跨全长内分层浇筑，在跨中合拢。分层的厚度视振捣器的能力而定，一般选用1530cm；当采用人工捣实时，可选取1520cm。为避免支架不均匀沉陷的影响，浇筑速度应尽量快，以便在混凝土失去塑性之前完成。,斜层浇筑。简支梁桥的混凝土浇筑应从主梁的两端用斜层法向跨中浇筑，在跨中合拢；当采用梁式支架，支点不设在跨中时，则应在支架下沉量大的位置先浇混凝土，使应该发生的支架变形及早完成。采用斜层浇筑时，混凝土的倾斜角与混凝土的稠度有关，一般可用2025。单元浇筑法。当桥面较宽且混凝土数量较大时，可分成若干纵向单元分别浇筑。每个单元可沿其长度分层浇筑，在纵梁间的横梁上设置连接缝，并在纵横梁浇筑完成后填缝连接。之后桥面板可沿桥全宽一次浇筑完成。桥面与纵横梁间设置水平工作缝。,2）悬臂梁、连续梁混凝土的浇筑。悬臂梁和连续梁桥的上部结构在支架上浇筑时，由于桥墩为刚性支点，桥跨下的支架为弹性支撑，在浇筑时支架会产生不均匀沉降，因此在浇筑混凝土时应从跨中向两端墩台进行。,1.2.2 悬臂施工法悬臂施工法也称为分段施工法。悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。预应力混凝土桥梁采用悬臂施工法是从钢桥悬臂拼装发展而来。1.悬臂浇筑法悬臂浇筑法。悬臂浇筑采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工。悬臂浇筑每个节段长度一般26m，节段过长，将增加混凝土自重及挂篮结构重力，而且要增加平衡重及挂篮后锚设施；节段过短，影响施工进度。,2.悬臂浇筑法悬臂浇筑法施工是桥梁施工中难度较大的施工工艺，需要一定的施工设备及一支熟悉悬臂浇筑工艺的技术队伍。由于80左右的大跨径桥梁均采用悬臂浇筑法施工，通过大量实桥施工，使悬臂浇筑施工工艺日趋成熟。下面按悬浇施工程序、0号块施工、梁墩临时固结、施工挂篮几个方面进行介绍。（1）悬臂浇筑施工程序。连续梁桥采用悬臂浇筑施工时，因施工程序不同，有以下三种基本方法：逐跨连续悬臂施工法、T构单悬臂梁连续梁施工法、T构双悬臂梁连续梁施工法。,1）逐跨连续悬臂施工法(图1-1)。首先从B墩开始将梁墩临时固结，进行悬臂施工。岸跨边段合拢，月墩临时固结释放后形成单悬臂梁。从C墩开始，梁端临时固结，进行悬臂浇筑施工。BC跨中间合拢，释放C墩临时固结，形成带悬臂的两跨连续梁。从D墩开始，D墩进行梁墩固结进行悬臂施工。,图 1-1,CD跨中间合拢，释放D墩临时固结，形成带悬臂的三跨连续梁。按上述方法以此类推进行。最后岸跨边段合拢，完成多跨一联的连续梁施工。上述逐跨连续悬臂法施工，从一端向另一端逐跨进行，逐跨经历了悬臂施工阶段，施工过程中进行了体系转换。该法每完成一个新的悬臂并在跨中合拢后，结构稳定性、刚度不断加强，所以逐跨连续悬臂法常在多跨连续梁及大跨长桥上采用。,2）T构单悬臂梁连续梁施工法（图1-2）。首先从B墩开始，梁墩固结，进行悬臂施工。岸跨边段合拢，释放B墩临时固结，形成单悬臂梁。C墩进行施工，梁墩固结，进行悬臂施工。岸跨边段合拢，释放C墩临时固结，形成单悬臂梁。BC跨中段合拢，形成三跨连续梁结构。,图 1-2,本法也可以采用多增设两套挂篮设备，B、C墩同时悬臂浇筑施工，再两岸跨边段合拢，释放B、C墩临时固结，最后中间合拢，成三跨连续梁，以加速施工进度，达到缩短工期目的。多跨连续梁施工时可以采取几个合拢段同时施工，以加速施工进度，也可以逐个进行。本法在35跨连续梁施工中是常用的施工方法。,3）T构双悬臂梁连续梁施工法(图1-3)。首先从B墩开始，梁墩固结后，进行悬臂施工。再从C墩开始，梁墩固结后，进行悬臂施工。BC跨中间拢，释放B、C墩的临时固结，形成双悬臂梁。A端岸跨边段合拢。D端岸跨边段合拢，完成三跨连续梁施工。,图 1-3,本方法当结构呈双悬臂梁状态时，结构稳定性较差，所以一般遇大跨径或多跨连续梁时不采用上述方法。上述连续梁采用的三种悬臂施工方法是悬臂施工的基本方法，遇到具体桥梁施工时，可选择合适的一种方法，也可综合各种方法优点选用合适的施工程序。,（2）悬臂梁段0号块施工。采用悬臂浇注法施工时，墩顶0号块梁段采用在托架上立模现浇，并在施工过程中设置临时梁墩锚固、使0号块梁段能承受两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩。施工托架有扇形、门式等形式，托架可采用万能杆件、贝雷梁、型钢等构件拼装，也可采用钢筋混凝土构件作临时支撑。托架总长度视拼装挂篮的需要而决定。横桥向托架宽度要考虑箱梁外侧主模的要求。托架顶面应与箱梁底面纵向线形一致。,由于考虑到在托架上浇筑梁段0号块混凝土，托架变形对梁体质量影响很大，在作托架设计时，除考虑托架强度要求外，还应考虑托架的刚度和整体性；采用万能杆件、贝雷梁、板梁、型钢等做托架时，可采取预压、抛高或调整等措施，以减少托架变形。,（3）梁墩临时固结措施。大跨径预应力混凝土桥梁采用悬臂施工法施工，如结构采用T型刚构，因墩身与梁本身采用刚性连接，所以不存在梁墩临时固结问题。悬臂梁桥及连续梁桥采用悬臂施工法，为保证施工过程中结构的稳定可靠，必须采取0号块梁段与桥墩间临时固结或支承措施。临时梁墩固结要考虑两侧对称，施工时有一个梁段超前的不平衡力矩，应验算其稳定性，稳定性系数不小于1.5。当采用硫磺水泥砂浆块作临时支承的卸落设备，要采取高温熔化撤除支承时，必须在支承块之间设置隔热措施，以免损坏支座部件。,（4）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）挂篮形式。挂篮主要有梁式挂篮、斜拉式挂篮及组合斜拉式挂篮三种：梁式挂篮。梁式挂篮由底模板、悬吊系统、承重结构、行走系统、平衡重、锚固系统、工作平台等部分组成。用梁式挂篮施工初始几对梁段时，由于墩顶位置限制，施工中常将两侧挂篮的承重结构临时联结在一起，待梁段浇筑到一定长度后，再将两侧承重结构分开。斜拉式挂篮。斜拉式挂篮也称为轻型挂篮。随着桥梁跨径越来越大，为了减轻挂篮自重，以达到减少施工阶段增加的临时钢丝束，在梁式挂篮的基础上研制了斜拉式挂篮。斜拉式挂篮承重结构采用纵梁、立柱、前后斜拉杆组成，杆件少，结构简单，受力明确，承重结构轻巧。其他构造系统与梁式挂篮相似。斜拉式挂篮构造如图1-4所示。,图 1-4,组合斜拉式挂篮。组合斜拉式挂篮是在斜拉式挂篮的基础上加以改进的一种新的结构形式。挂篮自重更轻，其承重比不大于0.4，最大变形量不大于20mm，走行方便，箱梁段施工周期更短。,
