第5章-混凝土梁、拱的支架现浇课件.ppt

1、5.1 概 述5.2 支架与拱架施工技术5.3 混凝土浇筑施工技术5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工5.1 概 述 现场浇注施工是一种古老的施工方法，它是在桥孔位置搭设支架，并在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，预留孔道，并在现场浇注混凝土与施加预应力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架，以前一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥跨结构形式的发展，出现了一些变宽的异形桥、弯桥等复杂的混凝土结构，加之近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用，在其它施工方法都比较困难时，或经过比较，施工方便、费用较低时，也常在中、大跨径桥梁中采用现场浇注的施工方法。 现浇施工方法有以下几个

2、特点 1、桥梁的整体性好，施工平稳、可靠，不需大型起重设备； 2、施工中无体系转换； 3、预应力混凝土连续梁桥可以采用强大预应力体系，使结构构造简化，方便施工； 4、需要使用大量施工支架，跨河桥梁搭设支架影响河道的通航和排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂浮物的威胁； 5、施工工期长，费用高，需要有较大的施工场地，施工管理复杂。5.1 概 述5.2 支架与拱架施工技术一、基础处理 现浇连续箱梁支架施工，挠度控制极为重要，对基础处理要求较高，对于桥位地质复杂的情况，地基承载力达不到设计要求，为保证设计允许的沉降量， 必须认真作好基础处理。 （一）处理范围 现浇支架平面投影范围并两边各加宽1m以内的

3、场地。 （二）处理方法 这里只研究普通路段(不包括：沟渠、渔塘、软土、沼泽、 江河等)，首先做试验，验证地基承载力。 1、对于普通路段处理的方法主要有三种： 1)白灰土处理； 2)砂砾、碎石等材料处理； 3)浇筑一层低标号混凝土。 2、对于承台基坑要认真回填，或采用其它支撑方式处理该段。 3、如采用水冲法清理模板时，建议在原地基表面铺一层塑料布 或采用其他方法处理地表水使其排出地基以外。 4、无论采用何种方法处理地基，都要在处理范围以外两侧沿桥纵向各挖一条6040的排水沟，使地基以内地表水可通过排水沟排出，确保排架基础不受干扰侵袭。 5.2 支架与拱架施工技术二、支架、拱架、模板的类型（一）支

4、架 支架按其构造分为支柱式、梁式和梁柱式支架；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5.2 支架与拱架施工技术梁柱式支架梁式支架5.2 支架与拱架施工技术钢管支架5.2 支架与拱架施工技术钢管支架5.2 支架与拱架施工技术金良河桥支架5.2 支架与拱架施工技术（二）拱架 按结构分有支柱式、梁式拱架、拱式拱架等； 按材料分为木拱架、钢拱架、竹拱架和土牛拱胎。支柱式木拱架5.2 支架与拱架施工技术钢木组合拱架撑架式木拱架 扇形拱架5.2 支架与拱架施工技术（三）模板 就地浇筑桥梁的模板常用木模和钢模，也可采用钢木结合模板、土模和钢筋混凝土

5、模型板等。木模板的一般构造5.2 支架与拱架施工技术钢模板的一般构造5.2 支架与拱架施工技术三、支架预压 等载预压的目的：检验承载力消除地基和支架的非弹性变形；获得荷载变形关系，为预留拱度提供依据。（一）预压材料 常用材料：塑料编制袋装土或砂、石等材料，亦有用特大塑料袋装小袋的方法，另外一种就是用大的混凝土预制块。现在也有用水袋的.5.2 支架与拱架施工技术（二）预压期观测及卸载 1、预压常采用等载预压，时间一般7天; 2、沿纵向特征点(跨中、1/4跨、支点)、横向特征点(断面中心、投影线边缘、斜腹板边缘等)布设沉降观测点; 3、荷载加到规定量后，进行沉降观测，制成沉降曲线，待曲线趋于平稳，

6、视为稳定，预压稳定标准为沉降量小于等于lmm/d; 4、卸载后观测回弹标高，做为弹性变形; 5、根据地基与支架的弹性变形，箱梁自重、活载等因素产生的挠度，设置施工预拱度; 6、根据支架的预压变形及预拱度，调整支架高度。 5.2 支架与拱架施工技术四、拱架卸落设备（一）木楔 用途，4m以下石拱桥：61：10施工要点整个木楔以热油浸制，以防木料受潮并在木楔斜面涂以肥皂，松木楔斜面应力 2.5MPa，否则应改用硬木。拆落时敲击小头。 5.2 支架与拱架施工技术（二）木马 用途，49m石拱桥施工要点卸落支架时，锯去及支承面积ab上的应力不能超过木料横纹容许压力。ba5.2 支架与拱架施工技术（三）组合

7、楔 用途，4m以上石拱桥P木制aa5.2 支架与拱架施工技术施工要点卸落支架时只须将拉紧楔子的螺栓放松，拉紧螺栓应力aa混凝土制P式中： 斜面摩擦角（ 时楔子才能滑动）cos)sin(cos2P5.2 支架与拱架施工技术（四）砂筒 用途，大小拱桥均可使用，一般用于10m以上拱桥。施工要点安装时，筒内装入匀净的干砂，后放顶心木，以增减砂子调整高度，砂筒应加预压（可用千斤顶），缝隙用青麻塞紧并灌盖沥青，以防受潮。底顶心木下落量h金属筒710cmP顶心木砂5.2 支架与拱架施工技术（五）千斤顶 手动螺旋千斤顶可用于满布式拱架的卸落，灵活可靠、控制 方便。 大吨位液压千斤顶卸落拱架，常与拱圈内力调整同

8、时进行，多用于大跨度拱桥的建造。其卸落方法是，利用拱顶处的千斤顶，撑开两个半拱，则拱顶上升。当上升高度达到拱在自重下的挠度与拱架的弹性挠度之和时，拱架荷载被解除，拱架即可卸落。控制千斤顶在拱顶处的位置和作用力的大小，便可实现拱圈内力的调整。 5.2 支架与拱架施工技术5.3 混凝土浇筑施工技术一、混凝土的浇筑速度 为了保证混凝土的整体性，防止在浇筑上层混凝土时破坏下层，要求浇筑上层混凝土时须有一定的速度，使其能在先浇筑混凝土初凝之前完成，其最小增长速度可由下式计算。tSh 式中： 浇筑时混凝土面上升速度的最小允许值（m/s）； 浇筑混凝土的扰动深度，在无具体规定值时，可取 =0.250.5m

9、混凝土实际初凝时间（s）hSSt二、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（1）水平分层浇筑（2）斜层浇筑 （3）单元浇筑法 5.3 混凝土浇筑施工技术T梁和箱梁采用斜层浇筑的顺序：采用梁式支架时的浇筑顺序：5.3 混凝土浇筑施工技术2、悬臂梁、连续梁混凝土的浇筑连续梁桥的浇筑顺序坡桥连续梁的分段示意5.3 混凝土浇筑施工技术三、混凝土、钢筋混凝土拱桥就地浇筑施工 在支架上现浇上承式拱桥可分三个

10、阶段进行。第一阶段浇筑拱圈或拱肋混凝土；第二阶段浇筑拱上立柱、联系梁及横梁；第三阶段浇筑桥面系。后一阶段混凝土浇筑应在前一阶段混凝土强度达到设计要求后进行。拱圈或拱肋的拱架，可在拱圈混凝土强度达到设计强度的70%以上时，在第二阶段或第三阶段开始施工前拆除，但应对拆架后的拱圈稳定进行验算。 在浇筑主拱圈混凝土时，立柱的底座应与拱圈或拱肋同时浇筑，钢筋混凝土拱桥应预留与立柱的联系钢筋。主拱圈的浇筑方法主要根据桥梁跨径选定，其浇筑方法有：连续浇筑、分段浇筑和分环、分段浇筑。 5.3 混凝土浇筑施工技术拱圈分段浇筑的施工程序5.3 混凝土浇筑施工技术箱拱主拱圈分环、分段浇筑的程序5.3 混凝土浇筑施工

11、技术5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工1 工程概况 滨州黄河公路大桥北引桥采用642m六孔一联的现浇预应力砼等截面连续箱梁，全桥左右幅相互独立，每幅为单箱单室斜腹板箱梁。设2%单向横坡和纵坡。箱梁高度为2.2m，底部宽5.0m，上部宽(含两侧翼缘板)为13.25m，箱梁跨中顶板厚25cm，底板厚28cm与斜腹板交界截面顶板厚65cm，底板厚45cm，肋板厚55cm，实腹段厚100cm。箱梁底板、腹板均设置了纵向预应力，顶板设置了纵横向预应力，采取现浇法一次成型。其中1#墩与0#台之间为高填土地段，填土高差为9m左右。2 地基处理1） 1#墩与6#墩之间的地基处理 由于1#墩与6#墩之

12、间地基为易液化的粘土和亚粘土，且地下水与自然地平相对高差较小，地基承载力较低。正式施工前必须对地基进行掺灰处理。2） 0#台与1#墩之间高填土段地基处理 由于0#台与1#墩之间填土高差较大，拟采用开挖台阶法进行施工。台阶最小宽度为180cm，台阶高度为60cm，台阶表面采用10cm厚C25的砼进行硬化，台阶外侧采用宽度不小于20cm的C25砼进行补强。5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工地基处理台阶开挖示意图 应用条分法对在外荷载作用下边坡的整体稳定性进行验算 按照瑞典圆弧法确定滑弧圆心，然后绘制通过坡角的滑弧，计算安全系数，其中将外部荷载叠加在土体自重中。计算所得的最小安全系数为1.

13、69，坡体的整体稳定性满足要求。5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工条分法边坡的整体稳定性进行验算示意图直线滑动面法对典型台阶的稳定性进行验算示意图5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工3 支架选用 滨州黄河公路大桥北引桥桥址处地势平坦，梁底距地面高度平均为15m。初步拟订采用造桥机和碗扣式脚手架两种方案。采用造桥机要一次性投入资金650万元，而碗扣式脚手架只需150万元，节省费用500多万元。并且由于北引桥全长只有252m，施工作业面较小，因此选用碗扣式脚手架作为支架施工用材料。4 支架施工1) 碗扣支架构件 碗扣支架用于连续梁施工时，所用的构件为：立杆、横杆、斜杆、可调底座、

14、可调托。使用不同的立杆间距及横杆竖向步距，可使每根立杆的容许轴向荷载从20kN达到40kN。5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工2) 支架的平面布置及受力验算支架荷载组合 根据技术规范和施工过程中各项荷载组合要求，对支架进行强度、刚度和稳定性验算，本文取最长跨(长48m、底宽6.15m)混凝土静荷载来计算。根据碗扣支架的设计荷载，选用纵横向0.9m间距的立杆间距及横杆竖向0.9m的步距，查有关资料，此时每根立杆轴向承载力为30kN。模板及脚手架自重：均布荷载为1.5 kN /m2，支架均布荷载为3 kN /m2。底板和斜腹板范围为25.11 kN /m2。翼缘板范围为10.25 kN

15、/m2。 施工人员、堆放及运输的工具及材料荷载分析取3 kN /m2。 振捣砼时产生的荷载分析取2 kN /m2，那么：支架承受荷载Q支=31.61 kN /m2，地基承受荷载Q地=34.61 kN /m2。5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工支架材料强度验算 每跨半幅箱梁可横向布置8根，纵向布置55根立杆，总计440根。力杆按照1.3倍安全系数考虑。根据上述分析，支架承受荷载为31.61 kN /m2，按均布荷载分布后，立杆承载力满足要求。 地基承载力验算 通过试验测得地基经掺灰处理后，承载力不小于500kPa，考虑到脚手架基础处于地面之上的降低系数，取值为0.4，则地基承载力满足要

16、求。 5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工3) 支架的搭设及纵横坡调整 地基填土处理后洒水养护，待其达到一定的强度后，在地基上放样，下铺50mm厚的1：2水泥砂浆调平层。在砂浆层上纵向间隔90cm铺设废旧枕木，并揉搓，使其与砂浆结合紧密，并洒水养护，等砂浆有一定强度后才可搭设支架。 首先根据支架的高度搭配好每根立杆所需的不同规格杆件数量。然后沿纵横桥向挂线，定出第一层横杆的位置和高度。立杆上、下端设置可调底托和形顶托，支架放置在底托上，纵横向顺直一致。由于支架高度较高，整体的刚度和稳定性较差。通过理论计算分析，考虑到风力、梁体横向坡度等水平力的影响，为增加其整体刚度和稳定性，纵向间隔3.6m、横向间隔4m布设一道剪刀撑，双向水平分层用钢管、扣件将支架连接。 对支架顶层水平杆的横坡可通过U形顶托一次调至设计标高；对纵坡由于每跨高差达到90cm左右，U形顶托无法一次调至设计标高，则在立杆安装至顶层后，利用相同直径的钢管和扣件配合U形顶托进行纵坡调整。标高调整值由设计单位提供的梁体挠度值、试验段测得的支架弹性、非弹性变形值以及地基沉降值综合确定。4) 支架预压及标高调整 为了减少或消除支架系统的非弹性变形及预测弹性变形值，必须对支架系统进行预压。预压时先在底板上设立沉降观察点(以第一浇注跨为例)，用水准仪测高程，观察支架的总变形量。 5.4 滨州黄河公路大桥现浇连续箱梁支架施工