桥梁施工及其常见问题.ppt
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- 桥梁 施工 及其 常见问题
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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
2、筑。为提高强度和整体性,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
3、)、890米的日本多多罗桥 (斜拉桥)、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
4、失,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
5、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
6、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,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
7、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
8、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
9、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,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
10、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
11、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
12、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)
13、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(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
14、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
15、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
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