道路与桥梁论文--后张法预应力混凝土桥梁上部施工技术初探

题目：后张法预应力混凝土桥梁上结构施工技术初探专业：道路与桥梁学号：姓名：指导教师：学习中心：西南交通大学西南交通大学2010年10月12日院系西南交通大学专业道路与桥梁年级学号姓名学习中心西南交通大学指导教师题目后张法预应力混凝土桥梁上部施工技术初探指导教师评语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩组组长(签章)年月日毕业设计任务书班级2008—49学生姓名学号开题日期：2010年9月12日完成日期：2010年10月19日题目后张法预应力混凝土桥梁上部结构施工技术初探题目类型：工程设计√技术专题研究理论研究软硬件产品开发一、设计任务及要求1.掌握各种桥梁上部结构的施工工艺。2.结合工程施工要求按照支架、模板、钢筋、混凝土、钢绞线、张拉、压浆机封锚等施工工艺对后张法预应力桥梁施工。3．结合自己现场的施工与学习，掌握预应力混凝土后张法的施工工艺。4.采用预应力混凝土后张法，施工中严格控制管道以及锚具安装位置及尺寸，保证压浆所用混凝土配合比、搅拌及浇筑、振捣质量，张拉工艺得当最终保证施工质量，完成对桥梁上部结构的制作。二、应完成的硬件或软件实验三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）四、指导教师提供的设计资料五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）六、设计进度安排第一部分熟悉设计课题、收集相关资料（1周）第二部分熟悉桥梁上部结构（1周）第三部分熟悉预应力混凝土后张法施工（2周）第四部分详细设计（3周）评阅或答辩（周）指导教师：年月日学院审查意见：审批人：年月日诚信承诺一、本设计是本人独立完成；二、本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）：2010年10月15日目录摘要……………………………………………(I)第一章桥梁上部结构…………………………(1)1.1桥梁上部结构的组成………………(1)1.2桥梁上部结构的类型………………(1)1.3桥梁上部结构的设计………………(4)1.4桥梁上部结构的施工………………(5)第二章预应力后张法…………………………(10)2.1预应力后张法概念……………………(10)2.2预应力张拉材料………………………(11)2.3预应力张拉条件………………………(11)2.4预应力张拉流程………………………(11)第三章预应力后张法施工工艺……………(15)3.1吊装方案的确定………………………(15)3.2模版制作方案确定……………………(15)3.3支架施工…………………………………(16)3.4钢筋制作安装……………………………(16)3.5管道成孔…………………………………(16)3.6混凝土施工………………………………(17)3.7钢绞线施工………………………………(17)3.8预应力混凝土张拉……………………(17)3.9压浆及封锚………………………………(18)致谢……………………………………………(20)参考文献……………………………………………(21)摘要从吊装、模板制作、混凝土浇筑、成孔器选择、张拉、压浆等几方面对后张法预应力混凝土梁桥在当前的桥梁施工中的应用进行了论述，指出正确地掌握施工工艺和施工程序，对于加快施工进度、节约开支起了关键性的作用。人们为了改善结构构件在工作状态下的工作性能、提高其强度而在使用前预先施加的永久性内应力称为预应力。预应力施工工艺有多种,随着技术进步,后张法施工工艺越来越得到人们的信赖,结合工程实际论述了后张法预应力施工质量控制。关键词：后张法；预应力；梁桥；施工西南交通大学毕业设计（论文）第1页第一章桥梁上部结构桥梁跨越空间的结构物，简称桥跨或桥跨结构。桥梁上部结构通过支座支承于桥墩和桥台上，它的结构类型，决定了桥梁的形式。1.1、桥梁上部结构组成桥梁上部结构由桥面、主梁和支座三部分组成。1.1.1.桥面供车辆和行人直接走行的部分。铁路桥面有钢轨和轨枕支承于纵、横梁系统的明桥面；有道碴槽板、道碴、轨枕、钢轨组成的道碴桥面；有钢轨直接联结于桥面板或主梁上的无碴无枕桥面。1.1.2.主梁桥梁主要承重结构，是桥梁上部结构的主体。铁路桥的主梁,一般为两片。小跨度的主梁间距不大,桥面可直接铺在主梁上。也有采用多片主梁的。主梁可做成实腹的板梁,杆件连成的刚架或桁架,主梁与桥面、联结系结合而成的箱梁。1.1.3.支座桥梁上部结构的支承部分。其作用是将上部结构的支承反力（包括竖向力、水平力）传递给桥梁墩台，并保证上部结构在荷载的作用和温度变化的影响下，具有设计要求的静力条件。支座有活动支座和固定支座两种，可用钢、橡胶或一定标号的钢筋混凝土制作。橡胶支座是一种新型支座，具有重量轻、高度低、构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉及安装方便等优点。1.2、桥梁上部结构类型按桥面置于上部结构的位置，桥梁上部结构可分为上承式、下承式（穿式或半穿式）和中承式。上承式、下承式和中承式的桥面分别置于上部结构的顶部、底部和中间。按上西南交通大学毕业设计（论文）第2页部结构主梁的结构形式或主要承重构件特征，桥梁上部结构可划分为板式梁、桁梁、拱桥、刚架（构）和斜腿刚构、斜拉桥、悬索桥等类型。1.2.1.板式梁板式梁截面形式一般为矩形、I形、T形、□形和箱形，适用于中小跨度的简支梁及较大跨度的连续梁。常用的有混凝土板梁、钢板梁、结合梁、箱形梁和槽形梁。①混凝土板梁。包括普通钢筋混凝土梁以及预应力混凝土梁。可采用工业化和机械化施工，砂石骨料一般可就地取材,用钢量小;维修工作简单;行车时噪声小;使用寿命长。对中小跨度的铁路桥梁，各国都基本上采用预应力混凝土梁。并实行标准化、系列化和预制装配施工。②钢板梁。其主要承重结构是两片I字形截面的板梁。上承板梁的构造较简单，钢料较省，可以整孔装运，整孔架设。下承板梁是将桥面布置在两片梁之间，列车在两片梁之间通过。一般将桥面搁置在纵梁上，使建筑高度(自轨底至梁底)大为缩小。下承板梁与上承板梁相比，结构复杂,用料较多,制造和施工都比较费工。但由于具有较小的建筑高度，适用于桥下净空受限制的地区。③结合梁。用钢筋混凝土道碴槽板和钢梁结合起来共同受力的桥跨结构。适用于曲线或陡坡地段的钢梁桥。中国在20世纪50年代首先在京广铁路十字江桥上修建了一座跨度32米的结合梁试验桥。1956年制订出跨度28～44米铆接板梁的结合梁标准设计。④箱形梁。主梁截面为箱形结构。多用于较大跨度的连续梁桥。箱形梁的优点是抗扭刚度大，适用于曲线桥及承受较大偏心荷载的直线桥。箱形梁主要有预应力混凝土箱形连续梁和钢箱形梁。预应力混凝土箱形连续梁由于结构形式简洁，外形美观，抗扭性能好，偏载作用下的横向分布比其他形式的梁好，所以近年来很快得到推广。这种梁截面高度为适应内力的变化，通常沿跨度相应变化的，但也可采用等高度的。采用变高度梁适合用悬臂法施工，采用等高度梁适合用顶推法施工。钢箱形梁是随着高强度钢和焊接技术在桥梁上的应用以及薄壁结构计算理论的发展，于20世纪50年代以来发展起来的。钢箱形梁在一定跨度范围内比其他类型的梁式桥节省钢材可达10％～20％；抗扭刚度和横向刚度较大；安装、制造及养护较简易，因而采用较多。钢箱形梁的截面形式有矩形及梯形两类。箱形梁是闭口的薄壁结构，其应力及应变按西南交通大学毕业设计（论文）第3页薄壁结构理论计算。⑤槽形梁。这种梁的形状与半穿式梁相仿。其最大优点是底板薄，建筑高度低，最适用于立交桥，在满足桥下净空的要求下可以减少两端线路路堤的土方量。槽形梁可做成单线桥或双线桥，有简支梁，也有4～5孔的连续梁。两侧主梁有竖直的，也有斜的；有实心的，也有空心的。1.2.2.桁梁桥梁的主桁架常用的几何图式有四种基本类型,即三角形、斜杆形、K形和双重腹杆形（带辅助竖杆的双重腹杆桁架又称菱形桁架）。选择桁架图式的原则是经济、构造简单和利于标准化。这种桥梁形式发展较早，过去较大跨度的桥梁多采用这种形式。1917年加拿大建成的魁北克桥跨度为548.6米，是目前世界上最长的悬臂桁架桥。中国济南黄河桥也是这类结构。悬臂桁架桥由两边的锚跨和中间的组合跨组成。锚跨梁的一端伸出中间墩一段长度，称为悬臂，组合跨的挂孔两端用铰接与悬臂端相连。悬臂桁架桥为多跨静定梁，墩台基础的沉陷不影响梁的内力。1.2.3.拱桥这种桥在竖直荷载作用下，拱端不仅有竖直反力，还有水平推力，适用于深谷大跨、地基坚实地区的桥梁。拱桥由拱圈、拱上结构、墩台及基础等部分组成。拱圈是桥跨结构的主要承载部分。拱圈以上的桥跨结构部分称为拱上结构，用以支承道碴桥面及活载。设计得合理的拱主要承受压力，而承受的弯矩和剪力较小。这样可利用抗压性能强而抗拉性能弱的材料建造，如石及混凝土等。也可以修建钢拱桥。混凝土拱桥较石拱桥和一般钢筋混凝土梁的跨越能力大，可以做成无铰、两铰或三铰的拱。铰的制造复杂，价格贵，而且拱顶铰使拱的挠度曲线有明显转折，引起活载的附加冲击,因此铁路拱桥一般避免采用三铰拱,多采用无铰拱。混凝土拱桥一般为空腹拱。系杆拱桥是拱与梁的组合结构，拱的推力由系杆承受而不传给墩台，和简支梁一样不受地基不均匀沉陷的影响,适用于地质条件较差的情况。其建筑高度较低,当建筑高度受限制时采用较为有利。系杆拱根据拱肋与系杆的刚度比分三种结构图式。当系杆与拱肋刚度比小于1/80～1/100时，系杆可视为只承受轴向力,不承受弯矩，称之为柔性系杆刚性拱；当系杆与拱肋刚度的比值大于80～100时，拱肋可视为只承受轴向力，不承受弯矩,称之为刚性系杆柔性拱；介于以上两者之间则称之为刚性系杆刚性拱。1.2.4.刚架（构）和斜腿刚构刚架桥是上部结构和墩台（或支柱）整体相连的西南交通大学毕业设计（论文）第4页一种结构形式。这种桥的上部结构同墩台间属刚性连接，能提供较大的桥下净空，因此多用作跨线桥和栈桥。中国从20世纪50年代以来，陆续修建了大量刚架式立交桥。施工用不影响运输的顶进法。1.2.5.斜腿刚构斜腿钢构是刚架桥的两个支腿向梁的两端斜置而成的结构形式。这种结构比同样跨度的桁架或拱桥都省料，外形轻巧，施工方便。其轴线比较接近荷载压力线，而两侧支承于桥台的伸出部分可以使梁的跨中弯矩进一步减小。因此，这种桥的跨度可以作得比较大而仍然经济。这种桥在河岸较高陡、峡谷较深和需建造立交桥的地方采用较多。1.2.6.斜拉桥由梁、斜拉索及索塔三部分组成。其主要特点是利用索塔引出斜拉索悬吊梁跨。这种悬吊作用相当于在梁跨下面设置若干弹性中间支承。这样可以大大减小梁跨的弯矩，提高梁的跨越能力。组成斜拉桥的刚性梁、斜拉索和索塔有各种不同的形式。它们之间的组合方式亦有多种。斜拉索顺桥方向布置，常用的斜拉索形式有辐射形、竖琴形、扇形和星形。索塔的形式应根据拉索布置、主梁跨度以及桥面宽度等因素决定。常用的索塔形式在顺桥方向有柱形和A字形刚架两种。此外,尚有倒V形和倒Y形索塔。1.2.7.悬索桥以缆索跨过索塔顶锚固在河岸上作为承重结构，在缆索上悬挂吊杆吊着桥面系，以供行车、行人的桥，是目前世界上跨度最大的一种桥梁形式。1.3、桥梁上部结构设计上部结构设计包括：总体的布置；结构形式和体系的研究；材料的选择；按确定的方案或比较方案进行结构分析；选定部件的具体尺寸。对新型上部结构，一般尚须经过设计的方案比较、模型试验或局部试验，然后对建成的桥跨进行现场测试和分析。桥梁结构设计曾长期使用容许应力法。这种方法不分构件种类和使用情况，都根据名义强度，取统一的安全系数，常使多数部件设计得过于保守，而使部分部件的安全性不足。后来，开始采用荷载系数法和极限状态法等。但是，这些方法对设计部件参数的选择，仍然是依靠主观判断和设计经验，还不能正确反映结构的安全度。因此，近年来，随着可靠性理论的发展，以及概率理论分析工程结构安全度的应用，桥梁结构设计已有了重大的进展。对于安全度的计算，已在二次矩法和近似概率法的基础上，经过数学上的推演改进，西南交通大学毕业设计（论文）第5页发展成了一种新的计算方法，简称“JCSS”法。1.4、桥梁上部结构施工桥梁上部结构的