《拱桥施工技术》PPT课件.ppt

MU-110 拱桥施工技术,上海卢浦大桥,内容摘要,第一节 拱桥施工方法及拱架第二节 有支架施工第三节 拱桥的缆索吊装施工第四节 拱桥转体施工技术,二、拱架类型,支柱式木拱架,撑架式木拱架,扇形拱架,钢木组合拱架,第一节 拱桥施工方法及拱架,一、拱桥施工方法,有支架施工,无支架施工,缆索吊装施工,转体施工,拱架构造,三、对拱架、模板的要求,1、模板、支架必须有足够的强度、刚度和稳定性；2、在河道中施工的支架，要充分考虑洪水和漂流物以及通过 船只（队）对其的影响，要有足够的安全措施；3、支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，保证浇筑混 凝土后不发生超容许的沉降量；4、设置预拱度；5、构造物的模板支架不应与施工用的脚手架和便桥相连接；6、模板的接缝必须密合；7、模板、支架应尽量做成装配式组件或块件。,湖南乌巢河大桥,第二节 有支架施工,一、拱圈放样和拱石编号,1、拱圈放样 拱桥的拱石要按照拱圈的设计尺寸进行加工。将拱圈按1:1的比例放出大样，然后用木板或锌铁皮在样台上按分块大小制成样板，进行编号，以利加工。1）圆弧拱放样：圆心推磨法 直角坐标法2）悬链线拱圈放样：直角坐标法 多圆心法,圆弧拱放样圆心推磨法,（）在样台上用经纬仪放出xx、yy坐标；（）用校正好的钢尺在y轴上方量出f0，在y轴下方量出Rf0得点；（）以点为圆心，R为半径画弧交xx轴于 a、b两点，则ab弧即为圆弧拱之拱腹线，并用钢尺校核ab弧是否与L0值相等；（）以点为圆心，R+h为半径画弧交a、b延长线于c、d两点，则cd弧 即为圆弧拱之拱背线。,悬链线拱圈放样直角坐标法,（）在样台上，以拱顶为坐标原点，用经纬仪放出xx和yy两轴线和AA、BB、CC、DD等辅助线，并校核诸四边形对角线是否相等；（）沿x轴方向将半跨进行12等分，画出12个大小一致的矩形；（）在矩形的y轴方向量出拱腹、拱轴、拱背坐标，用铁钉或油漆标出；（）用68钢筋将拱腹、拱轴、拱背各点圆滑地连接成弧线。,拱石编号及样板,二、拱圈的砌筑,连续砌筑：跨径16m，当采用满布式拱架施工时，从两拱脚同 时向拱顶一次按顺序砌筑，在拱顶合拢；跨径10m，当采用拱式拱架时，应在砌筑拱脚的同时，预压拱顶以及拱跨l/4部位。,分环分段砌筑：较大跨径的拱桥，当拱圈较厚、由三层以上拱 石组成时，可将拱圈分成几环砌筑，砌一环合拢一环。当下环砌筑完并养护数日后，砌缝砂 浆达到一定强度时，再砌筑上环。,分段砌筑：对跨径在1625m之间的拱桥采用满布式拱架施工，或跨径在1025m之间的拱桥采用拱式拱架施工时，可采用半跨分成三段的分段对称砌筑方法。,1、拱圈按顺序对称连续砌筑适用于：跨径16m以下、满布式拱架；做法：全宽、全厚、两拱脚同时、按顺序、对称均衡地向拱顶砌筑；在拱顶合拢注意事项拱顶合拢时，拱脚处砌缝砂浆尚未凝结。10m以下的拱圈，采用拱式拱架时，应在拱顶及拱跨1/4处预压。,2、拱圈分段、分环、分阶段砌筑（1）分段砌筑：25m以下一般半跨分三段；25m以上增加分段数，每段8m；拱圈较厚，拱石超过 3 层时，可分环分段砌筑，分环合拢。,分阶段砌筑,分环分阶段砌筑,3、拱圈砌筑工艺分段支撑,支撑支顶在下一拱段,三角支撑支顶在模板上,拱段倾斜角大于拱石与模板间的摩擦角时支撑,三角撑拆除与补砌拱石,空缝的设置与垫隔,空缝的设置,铁条垫隔空缝,空缝的填塞,空缝填塞在所有拱段及拱顶石砌完后进空缝在一天中较低温度时进行；采用填塞空缝砂浆使拱合拢时，应注意选择最后填塞空缝的合拢时间。,、拱圈合拢,（1）安砌拱顶石合拢 在拱顶预留一龙口，各段完成后安砌拱顶石，完成拱圈合拢。分段较多、分环砌筑的，为使拱架受力对称、均匀，可在拱圈两半跨的1/4处或在几处同时完成拱圈合拢。为防止过大的温度附加应力，合拢应按设计规定的温度和时间进行。如无规定则宜在接近当地年平均温度时进行。（2）刹尖封拱小跨径拱圈，可采用刹尖封顶完成拱圈合拢。做法在砌筑拱顶石前，先在拱顶缺口中打人若干组木楔，使拱圈挤紧、拱起，然后嵌人拱顶石合拢。（3）预施压力封顶用千斤顶施加压力来调整拱圈应力，然后进行拱圈合拢。应严格按照设计规定进行。如设计文件中无此要求时，不得采用。,三、拱上建筑砌筑,为避免主拱产生过大的不均匀变形，应由拱脚向拱顶对称、均衡地砌筑实腹式拱上建筑一般在卸架前进行。砌筑实腹拱上建筑时，应将分成几部分进行，由拱脚向拱顶对称地、作台阶式砌筑。拱腹填料可随侧墙砌筑顺序及进度进行填筑。填料数量较大时，宜在侧墙砌完后再分部进行填筑。空腹式拱，一般在卸架前施工腹拱墩，卸架后施工其它部分拱上建筑。,四、拱架卸落,1卸架时机一般情况下，水泥砂浆砌筑的拱圈跨径在20m及20m以下的，约需20d；跨径大于20m的，约需30d。养护期间的气温低于 15时，还要酌量延长。拱上砌筑以后卸架，需待拱上建筑砌筑完经3d后才能进行。,2拱架的卸落程序和卸落量为了拱由支承状态逐渐地转变为受力状态，拱架必须逐渐均匀地脱离拱圈。拱圈骤然受力，可能发生裂缝。卸架设备松降时，拱圈将下沉，而拱架因解除荷载恢复弹性变形反而上升；因此：拱顶卸落量等于自身重力引起的拱圈弹性下沉量、墩台水平位移引起的拱圈下沉量和拱架的弹性下沉量之和；拱脚处的卸落量等于拱架的弹性下沉量；其它各点的卸落量按直线比例内插求出。,卸架一般从拱圈挠度最大点开始无铰拱和双铰拱从拱顶向拱脚对称地、逐渐地按一定数值降落完毕后，再从拱顶开始第二次降落，直至拱架完全与拱圈脱离为止。沿桥宽方向的各片拱架应当同时、按同一程序进行。,卸架程序示意,3、卸架设备,砂筒,木楔,第三节 拱桥的缆索吊装施工,一、预制方法,1、拱肋立式预制起吊方便，是预制拱肋最常用的方法，尤其适用于大跨径拱桥。1）土牛拱胎立式预制 2）木架立式预制当取土及填土不方便时采用。拆除支架时须注意拱肋的强度和受力状态，防止拱肋发生裂纹。3）条石台座立式预制,1）土牛拱胎立式预制,2）条石台座立式预制,2、拱肋卧式预制 卧式预制时，形状和尺寸较易控制。1）木模卧式预制。2）土槽卧式预制。3）卧式叠浇。,拱肋卧式预制,1、6-边肋；2、7-中肋；3-砖砌整块；4-圆钉；14-油毛毡,木模卧式预制拱肋,土模卧式预制拱肋,拱肋卧式叠浇,二、构件的起吊、运输及堆放,（1）拱肋构件脱模、运输、起吊时间的确定构件在脱模、移运、堆放、吊装时，混凝土的强度不应低于设计所要求的强度，若无设计要求，一般不得低于设计强度的70（2）场内起吊吊点位置应按设计进行；经济吊点问题。（3）场内运输（包括纵横移）可采用龙门架、胶轮平板挂车、汽车平板车、轨道平车或船只等机具。（4）构件堆放尽可能卧放。卧放时应垫三点垫木位置应在拱肋中央及离两端0.15L处；三个垫点应同高度。,拱肋起吊方法三角木扒杆起吊,拱肋起吊方法木马凳起吊,胶轮平车,拱肋起吊方法履带吊车起吊,拱肋起吊方法二部吊车联合起吊,属于14-212胶轮平车,1-拱肋；2-托架；3-钢板转盘；4-汽车轮胎；14-槽钢底梁；6-枕木；7-角钢或槽钢牵引架；8-前车；9-后车；10-连接钢丝绳,属于14-212轨道平车运移,三、缆索吊装设备,缆索吊装布置示意图,缆索吊装设备,（1）主索承重索（2）起重索：承受吊重（3）牵引索：牵引天线滑车（跑车）（4）扣索 暂时固定分段拱肋，用法兰螺丝微调。扣索分墩扣、塔扣、天扣、通扣等几种形式，（5）安全索辅助索，不与主索发生联系。（6）风缆风缆又称缆风索、浪风索，用于稳定塔架（包括索架和墩上排架），调整和固定拱肋的位置。（7）横移索只设置一道主索时，通过横移索来实现横向移动就位。（8）跑车（天线滑车、骑马滑车）在主索上运行、起吊装置。,（9）塔架 由塔身、塔顶、塔底和索鞍等组成。塔身常用型钢或万能杆件组拼。（10）索鞍 设于塔架顶部。索鞍半径R大于12倍钢索直径或300倍钢丝直径。（11）塔架基础 一般采用浆砌片石或片石混凝土。塔底有铰接和固接两种形式。底座设铰的塔架必须依靠风缆维持稳定。（12）锚碇 固定主索、起重索、扣索、铰磨、绞车、缆风绳、溜绳、导向滑车、各式扒杆、绳索吊机等（13）电动卷扬机及手摇绞车 牵引、起吊的动力装置。（14）其他附属设备 如倒链葫芦、法兰螺栓、钢丝卡子（钢丝轧头）、千斤绳等。,扣索墩扣,扣索塔扣,扣索天扣,扣索通扣,索鞍形式,简易塔脚铰,简易锚碇,四、吊装的一般程序,边段拱肋吊装、悬挂,次边段拱肋吊装、悬挂,中段拱肋吊装、合拢,拱上构件吊装或安砌,五、吊装前的准备、检查及试吊工作,（1）预制构件质量检查 拱肋接头和端头用样板校验，突凿凹补。螺栓孔用样板套孔。检测拱肋上下弦长（2）墩台拱座尺寸检查 墩台拱座水平顶面略低于设计值。（3）跨径与拱肋的误差调整（4）地锚试拉 每一类地锚取一个进行试拉。缆风索宜全部试拉（5）扣索对拉（6）主索系统试吊 跑车空载反复运转 静载试吊吊重运行（一般60%、100%、130%三次）,六、拱肋缆索起吊,一般情况：将拱肋运到主索下后，用起重索直接起吊。有时需要：翻身、掉头、吊鱼、穿孔、横移 后起吊。,翻身,空中翻身,就地翻身,吊鱼,穿孔,边段拱肋悬挂,边段拱肋及次边段拱肋，均用扣索悬挂：可选用天扣、塔扣、通扣、墩扣等型式或混合使用几种型式。,七、合拢方式,（1）单基肋合拢（2）悬挂边段或次边段拱肋后单基肋合拢（3）双基肋同时合拢 需要两组主索设备（4）留索单肋合拢 两组主索设备但扣索和卷扬机设备不足时采用。,第四节 拱桥转体施工技术,施工方法：平面转体施工 有平衡重的平面转体施工 无平衡重的平面转体施工 竖向转体施工,竖向转体施工,转体施工特点简介及比较,有平衡重转动体系的一般构造,环道平面承重转体,聚四氟乙烯环道构造,有平衡重转动体系的一般构造,三种铰的构造示意图,滑道与滚轮,牵引式动力系统,自动连续顶推式动力系统,2、无平衡重的平面转体施工,山体岩石锚洞作为锚碇，来平衡半跨拱体悬臂状态所产生的水平拉力，借助拱脚处立柱下端转盘和上端转轴使拱体作平面转动。可大大减轻转动体系重力和圬工数量。适用于大跨径拱转体施工地质条件好的V形河床,属于2拱桥无平衡重转体一般构造,属于2无平衡重转体施工体系,包括三部分（1）锚固体系由锚碇、尾索、平撑、锚梁（或锚块）及立柱组成。（2）转动体系转动体系由上转动构造、下转动构造、拱体及扣索组成。（3）位控体系控制转速度和位置在拱体顶端扣点的缆风索无级调速自控卷扬机光电测角装置控制台用以控制转动速度和位置。,属于2无平衡重转体施工的主要步骤,1）转动体系施工2）锚碇系统施工 3）转体施工4）合拢与卸扣施工拱顶合拢后的高差，通过张紧扣索提升拱顶、放松扣索降低拱顶来调整到设计位置。,平转桥例-程序1拱体制作,平转桥例-程序2提拉拱体离架,平转桥例-程序3平转,平转桥例-程序4就位、合拢,平转桥例|合拢仰视图,有平衡重平面转体主要步骤,制作底盘；制作上转盘；试转上转盘到预制轴线位置；浇筑背墙；浇筑主拱圈上部结构；张拉拉杆 使上部结构脱离支架，并且和上 转盘、背墙形成一个转动体系，通过配重把重心基本调到轴心处；牵引转动体系，使半拱平面转动（至合拢位）；封上下盘，夯填桥台背土，封拱顶，松拉杆，实现体系转换。,竖转（向上预制、向下竖转）,桥例竖转 拼装,先在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转体合拢后，再吊装中箱顶、底板；最后形成3室箱。,涪陵乌江大桥,桥例竖转（提升中）,梧州桂江三桥钢肋拱,桥例竖转,桥 址：四川省巫山县 主跨结构：122米钢筋混凝土箱形拱桥施工方法：无平衡重平面转体施工法（首次采用）箱拱预制：右岸半跨是全宽一次预制，左岸半跨分 成单箱分别在上、下游预制，不对称转 体到对称转体再合拢。,巫山龙门桥,桥 址：广州东南西环高速公路西环线上跨越珠江 主航道主跨跨径组合：76+360+76(m)（全桥总长1084米）桥 下 净 高：34米设 计 荷 载：汽-超20，挂车-120级，8级地震设防主 拱 矢 跨 比：1/4.5桥 跨 结 构：三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥钢管混凝土的主拱，劲性钢骨架外包混凝土的边拱肋，高强度钢绞线构成的系杆,主 拱 肋 截 面：8.79 x 3.45m4.75m x 3.45m 拱 座 尺 寸：长20米，宽10.5米，高9.888米承 台 尺 寸：52.95m x 36.5m x 5m 桩基（9#墩）54.95m x 26m x 5m 桩基（.10#墩）施 工 方 法：岸上立架拼装拱肋，然后竖转加平转，合拢成拱；随着施工加载顺序逐步张拉系杆中的预应力束，以平衡主拱所产生的水平推力，最终形成对拱座基础只有较小水平推力的拱桥，使拱座相应变得轻巧。,主要工程量,主桥桩基础：（3.01.5）1727m3/92根主墩承台混凝土：14388m3拱座混凝土：4632m3上部钢结构：7498t其它结构钢材：3135t上构、桥面系及其它结构混凝土圬工量：16969m3转体施工设施：钢材6784t 混凝土7228m3,转动体结构几何尺寸：长258.71m 宽39.4m 高86.285m 平转角度：（9#墩）117.1117（10#墩）92.2333转盘环道直径：33m 宽1.1m 主拱竖转结构总重：2058t平转结构总量：13685t 索塔高：63.428m,转体施工主要参数,