桥梁施工及其常见问题.ppt
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1、1,桥梁施工及其常见问题,Chongqing JiaoTong University,向中富,教授,施工!,桥梁的建设需经过规划、工程可行性研究、勘测设计和施工等几个阶段。施工是具体体现桥梁设计思想和设计意图的过程,高水平桥梁设计需要更高水平施工技术去实现。桥梁施工技术的发展也为实现桥梁设计意图提供了灵活多样的手段,为增大桥梁跨度、改善结构性能和线形以及应用新材料提供了充分条件。,桥梁施工技术发展回顾,桥梁施工技术水平与同时代生产力发展水平相关,3000年前在渭河上架设浮桥 1400多年建设的赵州桥 建造技术超乎想象 大拱圈纵分为28圈,每圈由43块重1t左右的拱石组成,用石灰浆砌筑。为提高强
2、度和整体性,拱石表面凿有斜纹,拱石纵缝间安放腰铁(铁箍),主拱跨中拱背上设置5根铁拉杆,并在拱顶石砌筑时采用刹尖方法使拱石挤压紧密。,桥梁施工技术发展回顾,1053年建成泉州万安(洛阳)桥现代浮运架桥的原始雏形。46桥墩,834米长,采用“激浪涨舟、悬机弦牵”架设石梁1240年漳州虎渡桥200t重的石梁如何架设至今未知19世纪悬索桥主缆架设的AS、PWS方法出现促进了悬索桥快速发展,桥梁施工技术发展回顾,20世纪钢筋混凝土、预应力混凝土技术应用,悬臂施工、顶推施工、逐孔施工、转体施工技术广泛应用大跨深水桥梁迅速发展20世纪末:1991米的日本明石海峡桥(悬索桥)、890米的日本多多罗桥(斜拉桥
3、)、420米的中国重庆万州长江大桥(砼拱桥)、301米的挪威Stolmasundet桥(连续刚构桥)21世纪初:460米的中国重庆巫山长江大桥(钢管砼拱桥)、330米的中国重庆长江大桥复线桥(连续刚构桥)、1088米中国苏通长江大桥(斜拉桥),桥梁施工方法,桥梁整体就地浇注施工,在桥位处搭设支架,在支架上浇筑混凝土,待混凝土达到强度后拆除模板、支架,桥梁整体就地浇注施工,优点:无需预制场地,不需大型起吊、运输设备,桥跨结构整体性好。缺点:工期长,施工质量易受季节性气候的影响不容易控制,对预应力混凝土梁因受混凝土收缩、徐变的影响将产生较大的预应力损失,施工中的支架、模板耗用量大,施工费用高,搭设
4、支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和飘流物的威胁。,桥梁预制安装施工,在工厂或现场预制整孔主梁或大型主梁节段,采用某种架设方法进行安装、连接,完成桥体结构的施工,预制安装法,桥梁预制安装施工,特点:工场预制,有利确保构件的质量;上、下部结构平行作业,将缩短现场施工工期,可降低工程造价;主梁构件在安装时已有一定龄期,故可减少混凝土收缩、徐变引起的变形;不同架设方式对桥下通航的影响各异。,桥梁逐孔施工,使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工,直到对岸,移动模架逐孔施工法,桥梁逐孔施工,特点:不需设置地面支架,不影响桥下通航、通车,施工安全、可靠有良好的施工环境,施工质量易于保证,一套模架可多次周转
5、使用,具有在预制场生产的优点机械化、自动化程度高,节省劳力,降低劳动强度移动模架设备投资大,施工准备和操作较复杂移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50米的多跨长桥上使用。从施工设备、梁体构件制造等方面可分为:使用移动支架逐孔组拼预制节段施工和移动模架逐孔现浇施工。,桥梁悬臂施工,从桥梁墩台开始向跨中不断接长梁体构件(包括拼装与现浇)施工,桥梁悬臂施工,特点:属于自架设施工法施工中墩、梁固接,主梁上产生负弯矩,桥墩也要承受由施工而产生的弯矩非墩、梁固接梁桥,施工时需临时固接,在施工过程中存在着结构体系转换悬臂施工法可不用或少用支架,不影响桥下通航、通车,节省施工费用,降低工程造价悬臂浇筑施工简便,
6、结构整体性好,施工中可不断调整位置悬臂拼装施工速度快,桥梁上下部结构可平行作业,但施工精度要求比较高适用于梁桥、拱桥、刚构桥、斜拉桥施工,桥梁转体施工,将桥梁主梁或主拱先在桥位处岸边(或路边及适当位置)进行预制,待混凝土达到设计强度后旋转构件就位施工,转体施工法,桥梁转体施工,特点:可利用施工现场的地形安排预制构件的场地不影响桥下通航、通车施工设备少,装置简单,容易制作和掌握高空作业少,施工工序简单,施工迅速适合于单跨拱桥和三跨梁桥、刚构桥,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。,桥梁顶推施工,在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地,分节段预制,并用纵向预应力筋将预制节段与
7、施工完成的梁段联成整体,然后通过顶推装置施力,将梁体向前顶推出预制场地,之后继续在预制场进行下一节段梁的预制,循环操作直至施工完成,顶推施工法,桥梁顶推施工,特点:运用简易的施工设备建造长大桥梁,费用低,无噪声,可在水深、山谷和高桥墩上采用,也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用仅能适用于等坡度、仅处于平曲线、主梁高度不变的梁桥主梁分段预制,连续作业,便于施工管理,避免了高空作业,结构整体性好梁的受力状态变化大,施工阶段梁的受力状态与运营时期的受力状态差别大,在梁的截面设计和预应力钢束布置时为同时满足施工与运营的要求,将需较大的用钢量,桥梁横移施工,在待安置结构的位置旁预制该结构物,并横向移动该结构
8、物,将它安置在规定的位置上特点:施工中不改变桥梁的结构体系。在横移期间,以临时支座支承该结构的施工重量多用于正常通车线路上的桥梁工程的换梁,也可与其它施工方法配合使用,桥梁提升施工,采用竖向运动施工就位的施工方法,即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。特点:通常选取整体结构,重达数千吨。要求有适宜的地面,拥有一定起重能力的提升设备,地基承载力需满足施工要求,被提升的结构应保持平衡。,桥梁劲性骨架施工,先施工便于制造、安装的轻型钢结构,然后在已安装的钢结构上挂模分次现浇混凝土形成最终结构,桥梁劲性骨架施工,特点:属于内设支架现浇施工法事先架设的钢骨架既是主结构混凝土现浇的支架,
9、又是桥梁成桥状态承载结构的一部分,用钢量大,造价高施工期间对桥下通航、通车影响小施工过程复杂,高空作业多,施工质量与施工安全控制难度大主要适用于外设支架法、缆索吊装法难以实现的大跨径混凝土拱桥施工,桥梁施工方法综合选用,需考虑的因素:桥梁使用条件桥梁施工条件所处自然环境当地社会环境,桥型,施工方法,施工与桥梁建设的关系,建设一座桥梁通常要经过规划、工程可行性研究、勘测设计和施工等阶段。施工是具体体现桥梁设计思想和意图的一个过程,其最终目的是建成一个满足使用要求的工程实体。施工技术无论是在设计阶段还是在施工阶段都非常重要,对其施工是否能顺利完成起着决定性作用,施工与桥梁建设的关系,施工技术的发展
10、为实现桥梁设计意图提供了灵活多样的手段,为增大桥梁跨越能力、新型桥梁结构体系的开发、新型材料的应用、成桥状态(受力与线形)的改善、工程质量的提高、建设工期的缩短和工程造价的降低等提供了充分的条件和技术保障。,施工与设计的关系,不同结构型式桥梁,施工方法可不同同种结构型式桥梁也可采用不同的施工方法复杂体系桥梁,不同施工方法时,施工过程结构受力体系各不相同,结 构内力随结构计算图式的改变而变更,结构运营阶段的受力状况取决于所 选用的施工方法。绝大多数桥梁施工往往不是一次完成,其间需经历多次结构体系的转换桥梁设计必须针对特定施工方法,程序进行桥梁施工必须忠实于设计,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施
11、工方法及受力特点桥梁结构体系、施工方法决定了桥梁的受力特点以及建设质量控制的重点,桥梁建设质量监督人员必须对桥梁结构体系、施工方法与受力特点有清醒的认识,以便在监督中突出重点,把握全局。,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点钢筋混凝土简支梁(板)桥:静定体系、单跨受力支架现浇、预制吊装等方法施工温度变化、支座不均匀沉降等不产生附加内力预制吊装桥梁横向整体性要求高跨间结构受拉区带裂缝工作,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点钢筋混凝土简支桥面连续梁(板)桥:静定体系、墩顶仅梁(板)顶部分连续单跨受力支架现浇、预制吊装等方法施工温度变化、支座不均匀沉降等不产生附加内力横
12、向整体性要求高跨间结构受拉区带裂缝工作,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点钢筋混凝土简支结构连续梁(板)桥:先简支后结构连续一期恒载下静定体系、二期恒载和使用荷载下超静定体系一期恒载下单跨受力、二期恒载和使用荷载下多孔受力预制吊装施工温度变化、支座不均匀沉降等产生附加内力跨间、墩顶结构受拉区带裂缝工作,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点预应力混凝土简支梁(板)桥:静定体系单跨受力预制吊装施工温度变化、支座不均匀沉降等产生附加内力预制吊装桥梁横向整体性要求高全压结构或拉应力受限并不开裂,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点预应力混凝土简支桥面连续梁(
13、板)桥:静定体系、墩顶仅梁(板)顶部分连续单跨受力预制吊装等方法施工温度变化、支座不均匀沉降等不产生附加内力主梁全压结构或拉应力受限并不开裂 横向整体性要求高桥面连续构造带裂缝工作,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点预应力混凝土简支刚构桥:先简支后刚构(墩梁固接)一期恒载下静定体系、二期恒载和使用荷载下超静定体系一期恒载下单跨受力、二期恒载和使用荷载下多孔墩梁共同受力预制吊装施工主梁二期预应力、温度变化、混凝土收缩徐变、支座不均匀沉降等产生 附加内力主梁全压结构或拉应力受限并不开裂,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点钢筋混凝土连续梁桥:超静定体系支架施工主梁多孔
14、共同受力主梁温度变化、混凝土收缩徐变、支座不均匀沉降等产生附加内力跨间、墩顶结构受拉区带裂缝工作,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点预应力混凝土连续刚构桥:超静定体系、墩梁固接悬臂施工、预制拼装施工等一期恒载受力因施工方法而定、二期恒载和使用荷载下多孔墩梁共同受力主梁二期预应力、温度变化、混凝土收缩徐变、墩底不均匀沉降等产生附加内力主梁全压结构或拉应力受限并不开裂,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点石拱桥:超静定体系、拱圈为主要承重结构支架、拱胎施工等支架拆除、拱上结构施工顺序影响拱圈受力温度变化、拱脚不均匀沉降等产生附加内力主拱圈全压结构,施工与设计的关系,桥
15、梁常见体系、施工方法及受力特点钢筋混凝土拱桥:超静定体系、拱圈为主要承重结构支架施工、缆索吊装施工、劲性骨架施工、转体施工、悬臂施工等支架拆除、拱上结构施工顺序等影响拱圈受力温度变化、拱脚不均匀沉降、混凝土收缩徐变等产生附加内力主拱圈一般为全压结构,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点钢管混凝土拱桥:超静定体系、拱圈为主要承重结构缆索吊装施工钢管拱圈、现浇管内混凝土管内混凝土、拱上结构施工顺序等影响拱圈受力温度变化、拱脚不均匀沉降、混凝土收缩徐变等产生附加内力主拱圈一般为全压结构钢管焊接缺陷、管内混凝土脱空、钢管锈蚀等危害巨大,施工与设计的关系,桥梁常见体系、施工方法及受力特点钢
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- 桥梁 施工 及其 常见问题
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