桥梁施工(概述110903)

桥梁施工概述重庆交通大学向中富施工的重要性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）、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）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（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•钢拱桥：••►超静定体系、拱圈为主要承重结构、简单体系或组合体系（系杆至关重要）•►缆索吊装施工、悬臂施工等•►拱上结构施工顺序等影响拱圈受力•►温度变化、拱脚不均匀沉降等产生附加内力•►焊接缺陷、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•钢拱桥：•南岸北岸步骤二、1、利用塔吊安装第一、二节间钢梁；2、在钢桁梁上拼装2000t.m架梁吊机；3、架梁吊机进行试吊；4、利用塔吊安装平衡钢梁。步骤一、1、利用第一个枯水期施工基础；2、同时进行边跨临时支架、施工栈桥、预拼平台（堆场）的搭设施工，安装1000t.m施工塔吊；3、施工主墩及过渡墩墩身,过渡墩预降一定高程。190005520019000施工水位常年洪水位＋184.32施工水位190005520019000北岸南岸施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•钢拱桥：•运输驳船运输驳船南岸施工水位北岸南岸北岸常年洪水位＋184.32施工水位步骤四、1、将主墩支点设置为临时固定支座（约束水平位移）；2、开始用架梁吊机架设中跨钢桁拱；3、当钢桁达到一定的悬臂长度后，拆除临时墩，解除支座水平约束，调整桁梁纵轴线，然后重新锁定。4、同时安装扣塔塔柱和临时支撑斜腿。步骤三、1、利用架梁吊机借助临时支撑依次架设边跨钢梁的所有构件至主墩；2、在架设过程中根据要求对钢梁后端进行适当压重，保证钢梁的安装过程中倾覆稳定安全系数大于1.3。190005520019000190005520019000施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•钢拱桥：•190005520019000168001680080008000北岸施工水位南岸定位船运输驳船180.00通航水域通航水域180.00运输驳船定位船南岸施工水位北岸8000800014400166001680016800步骤六、1、挂设1＃扣索；2、拆除扣塔支撑斜腿；3、对1＃扣索进行初张拉。步骤五、1、利用架梁吊机架设中跨钢桁拱至168m（构件均从驳船上起吊），同时对边跨进行适当配重；2、继续安装扣塔塔柱上部构件及塔顶锚箱，安装边跨和中跨锚固点锚箱；3、此阶段可保证中跨有180m的航道宽度。1900055200190001＃扣索1＃扣索施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•钢拱桥：•140.00120.00124.00步骤八、1、南侧钢梁停止架设，将南侧定位船向江心移动，将通航孔转换至已安装完毕的南侧中跨桁拱下方，实现第二次航道转换；2、航道转换结束后，北侧定位船重新定位，两侧同时安装；3、在此期间约有两周的时间单侧航道的宽度只有120m宽。南岸施工水位北岸定位船运输船通航水域168.0017.00168.00240.00通航水域127.00定位船运输驳船北岸施工水位南岸步骤七、1、北侧停止架设，拆除定位船，将通航水域调整至127m，实现第一次航道转换；2、利用架梁吊机继续架设南侧中跨钢桁拱至240m，架设过程中挂设南侧2＃扣索并初张拉；3、此阶段历时约一个半月。1＃扣索1＃扣索1＃扣索2＃扣索2＃扣索1＃扣索施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•钢拱桥：•145.00264.00276.00120.00124.00通航水域北岸施工水位南岸步骤十、1、继续架设中跨钢桁拱，南侧至276m，北侧至264m；2、南侧吊机后撤，测量和调整合拢段两侧相对高差和位移，使之达到合拢要求；3、利用北侧吊机进行中跨合拢，解除支座临时固定措施；4、拆除定位船，恢复正常航道。通航水域运输船定位船南岸施工水位北岸步骤九、1、继续架设中跨桁拱，架设过程中始终保持南侧通航；2、安装工程中根据设计要求挂设北侧2＃斜拉扣索，并初张拉。1＃扣索2＃扣索1＃扣索2＃扣索施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•钢拱桥：•南岸常年洪水位＋184.32一般施工水位北岸南岸施工水位北岸步骤十二、1、过渡墩顶浇注，全桥附属结构和主墩景观结构施工；2、全桥完成最后一道面漆的整体涂装；3、车行道和人行道铺装施工；4、成桥动、静载试验。190005520019000步骤十一、1、用船牵引先导索过江，张拉临时系杆；2、拆除扣挂塔架，架梁吊机后退至过渡墩处,拆除配重。3、履带吊机或800t.m桥面吊机（在上层桥面上行走）逐段吊装系梁、横梁和桥面板，构件通过下层桥面运输至安装位置，直至中跨合拢；4、张拉系杆体外预应力束。5、拆除架梁吊机及塔吊。施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•斜拉桥：••►超静定体系、桥塔、索、主梁为主要承重结构•►悬浇、吊装施工等•►施工中索力等影响主梁受力•►温度变化、混凝土收缩徐变等产生附加内力•►钢主梁焊接缺陷、斜拉索锈蚀等危害巨大，稳定性需高度重视施工与设计的关系•桥梁常见体系、施工方法及受力特点•悬索桥：••►索塔、主缆、加劲梁为主要承重结构•►加劲梁吊装施工•►施工中主缆初始状态对成桥状态影响大•►锚碇系心脏、主缆系生命线•►钢主梁焊接缺陷、主缆锈蚀等危害巨大施工与设计的关系•静定结构、一次形成结构：••一种设计可以有多种施工方法，设计与施工可分离，例如：••简支梁桥梁：•设计——按照成桥状态进行，•施工——预制吊装、支架现浇等••一般拱桥：•设计——按照成桥状态进行，•施工——支加现浇