8桥梁工程

土木工程施工第8章桥梁结构施工第一节桥梁结构施工方法分类第二节简支梁桥安装一、陆地架设法二、浮吊架设法三、联合架桥机架设法第三节逐孔法施工第四节悬臂法施工一、悬臂浇筑施工二、悬臂拼装施工第五节顶推法施工第六节现浇拱桥施工第七节缆索吊机安装拱桥第八节转体法施工一、有平衡重平面转体施工二、无平衡重平面转体施工土木工程施工第一节桥梁结构施工方法分类基础施工墩台施工上部结构施工简支梁桥逐孔法悬臂法顶推法现浇拱桥缆索吊装法转体法船水中支架自然筑岛\围堰干地施工水域施工就地浇筑拼装预制件桥梁结构施工土木工程施工第二节简支梁桥安装简支梁桥的架设，包括起吊、纵移、横移、落梁等工序。根据架设工作面的不同，简支梁桥施工方法分为陆地架设法、浮吊架设法和高空架设法等。一、陆地架设法陆地架设法又可分为：自行式吊车安装、跨墩龙门式吊车安装、摆动排架架设法和移动支架架设法等。陆地架设法土木工程施工第二节简支梁桥安装二、浮吊架设法此法主要用于在海上或水深河道上架桥。这种架梁方法的优点是吊车的吊装能力较大，施工较安全，工作效率高；缺点是需要大型浮吊。浮吊架设法牵引船浮式吊车装梁船土木工程施工三、联合架桥机架设法联合架桥机架设法是高空架设法的一种。如图所示，联合架桥机的构造主要由三部分组成：钢导梁、门式吊车和托架(又称蝴蝶架)。在架梁前，首先要安装钢导梁，导梁顶面铺设供平车和托架行走的轨道。预制梁由平车运至跨径上，用龙门架吊起将其横移降落就位。当一孔内所有梁架好以后，将龙门架骑在蝴蝶架上，松开蝴蝶架，蝴蝶架挑着龙门架，沿导梁轨道，移至下一墩台上去。如此循环下去，直至全部架完。联合架桥机架梁1-钢导梁；2-门式吊车；3-托架(运送门式吊车用)土木工程施工第三节逐孔法施工逐孔施工法主要适用于建造中等跨径桥梁。逐孔施工法从施工技术方面可以分为用临时支承组拼预制节段逐孔施工、使用移动支架逐孔现浇施工(移动模架法)、整孔吊装或分段吊装的逐孔施工。移动模架法是逐孔施工法中应用较多的一种，主要用于建造孔数多、桥跨较长、桥墩较高及桥下净空受到约束的桥梁。支架分为落地式和梁式，如图所示。使用移动支架逐孔现浇施工(a)落地式支架；(b)梁式支架土木工程施工第四节悬臂法施工悬臂施工法是从桥墩开始，两侧对称现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者为悬臂浇筑施工，后者为悬臂拼装施工。一、悬臂浇筑施工1.施工挂篮挂篮是悬臂浇筑施工的主要工艺设备，它是一个能沿轨道行走的活动脚手架。挂篮的主要组成部分有承重系统、悬吊系统、锚固系统、行走系统、模板与支架系统。挂篮结构简图1-底模板；2,3,4-悬吊系统；5-承重结构；6-行走系统；7-平衡重；8-锚固系统；9-工作平台土木工程施工用挂篮浇筑初始几对梁段时，墩顶工作面窄，两侧挂篮的承重结构应连在一起，如图所示。待梁浇筑到一定长度后再将两侧承重结构分开，如图所示。使用挂篮的两种施工状态土木工程施工2.悬臂施工工艺流程（1）挂篮前移就位；（2）安装箱梁底模；（3）安装底板及肋板钢筋；（4）浇底板混凝土及养生；（5）安装肋模、顶模及肋内预应力管道；（6）安装顶板钢筋及顶板预应力管道；（7）浇筑肋板及顶板混凝土；（8）检查并清洁预应力管道；（9）混凝土养生；（10）拆除模板；（11）穿钢丝束；（12）张拉预应力钢束；（13）管道灌浆。二、悬臂拼装施工1.块件预制块件应在台座上连续啮合预制，一般是在工厂或桥位附近将梁体沿轴线划分成适当长度的块件，然后进行预制。块件预制土木工程施工2.块件的运输与拼装块件的运输方式分为场内运输、块件装船和浮运。块件的拼装根据施工现场的实际情况采用不同的方法。常用的方法有自行式吊车拼装、门式吊车拼装、水上浮吊拼装、高空悬拼等。图(a)是用沿轨道移动的伸臂吊机进行悬拼的示意图。图(b)是用拼拆式活动吊机进行悬拼的示意图。图(c)是用缆索起重机吊运和拼装块件的示意图。高空悬臂拼装土木工程施工悬拼过程中的接缝形式有湿接缝、干接缝、半干接缝和胶接缝等几种。图(a)为湿接缝，图(b)为干接缝，图(c)为半干接缝，图(d)、(e)、(f)为胶接缝。3.穿束与张拉(1)穿束穿束有明槽穿束和暗管穿束两种。明槽穿束难度相对较小。预应力钢丝束锚固在顶板加厚部分，在此部分预留有管道，如图所示。明槽钢丝束一般为等间距布置，穿束前先将钢丝束在明槽内摆平，之后再分别将钢丝束穿入两端管道内。管道两头伸出的钢丝束应等长。暗管穿束一般采用人工推送，实际操作应根据钢丝束的长短进行。块件的接缝形式土木工程施工4.合拢段施工合拢顺序一般为先边跨，后中跨。多跨一次合拢时，必须同时均衡对称地合拢。合拢前应在两端悬臂预加压重，并于浇筑混凝土过程中逐步撤除，使悬臂挠度保持稳定。合拢段的混凝土强度等级可提高一级，以尽早张拉。合拢段混凝土浇筑完后，应加强养护，悬臂端应覆盖，防止日晒。合拢段也可采用挂梁连接，施工方法与简支梁安装相同。明槽钢丝束布置(2)张拉挂篮移动前，顶、腹板纵向钢丝束应按设计要求的张拉顺序张拉，如设计未作规定，可采取分批、分阶段对称张拉。张拉时注意梁体和锚具的变化。张拉要按《公路桥涵施工技术规范》的规定及设计要求执行。土木工程施工第五节顶推法施工顶推法是在桥头逐段浇筑或拼装梁体，在梁前端安装导梁，用千斤顶纵向顶推，使梁体通过各墩顶的临时滑动支座就位的施工方法。此法适用于中等跨径的连续梁桥。一、顶推装置与顶推工艺顶推法施工中采用的主要装置是千斤顶、滑板和滑道。根据传力方式的不同，顶推装置分为推头式和拉杆式两种。推头式顶推装置的顶推方法如图所示。图(a)用于桥台处的顶推。图(b)可用于梁中各点的顶推。拉杆式顶推装置的布置如图所示。顶推法常用的滑道装置如图所示，它包括墩顶处混凝土滑台、铬钢板和滑板三部分。推头式顶推装置土木工程施工滑道构造土木工程施工顶推法的施工方式包括单向顶推和双向顶推以及单点顶推和多点顶推等多种。图（a）为单向单点顶推方式，适用于建造跨度为40～60m的多跨连续梁桥。图(b)为单向多点顶推方式，适用于建造特别长的多联多跨桥梁。图(c)为双向顶推方式，适用于不设临时墩而修建中跨跨径很大的连续梁桥。连续梁顶推法施工示意图(a)单向单点顶推；(b)单向多点顶推；(c)双向顶推l—制梁场；2—梁段；3—导梁；4—千斤顶装置；5—滑道支承；6—临时墩；7—已架完的梁；8—平衡重二、顶推法的施工方式土木工程施工第六节现浇拱桥施工一、拱架的型式和构造拱架按所用材料可分为木拱架，钢拱架，竹拱架、竹木拱架及“土牛拱胎”等型式。目前在修建中、小跨径的拱桥时，木拱架仍应用很多。木拱架构造形式可分为满布式拱架、拱式拱架及混合式拱架等几种。满布式拱架的常用型式有：立柱式和撑架式。立柱式拱架，构造和制作都很简单，但需要立柱较多，一般用于高度和跨度都不大的拱桥。撑架式拱架（图）是将立柱式拱架加以改进，用支架加斜撑来代替较多的立柱，由于它在一定程度上满足了通航的需要，因此实际工程中采用较多。右图是满布式拱架常用节点构造的一种型式。撑架式拱架的型式满布式拱架的节点构造土木工程施工二、拱架的预拱度拱架预拱度是指为抵消拱架在施工荷载作用下产生的位移（挠度），而在拱架施工或制作时预留的与位移方向相反的校正量。拱顶预留的总预拱度，可根据各种下沉量求得。施工时根据计算值，结合实践经验进行适当调整。一般情况下，可根据《桥规》的规定，拱顶预留拱度按l/400～l/800估算（l为拱圈跨径）。当算出拱顶预拱度后，其余各点的预加高度可近似地按二次抛物线分配（图a）。对于无支架或早期脱架施工的悬链线拱（悬链线作拱轴线），应采用降低拱轴系数（拱轴系数为拱脚恒荷载与拱顶恒荷载之比）的方法来设置预拱度，如图b所示。拱架预留拱度的分配形式土木工程施工三、拱圈及拱上建筑的施工1.拱圈的施工拱圈的常用施工方法有：连续浇筑、分段浇筑和分环分段浇筑。跨径小于16m的拱圈或拱肋，应按拱圈全宽，由两端拱脚向拱顶对称连续浇筑，并在拱脚混凝土初凝前全部完成。跨度大于16m的拱圈或拱肋，采用沿拱跨方向分段浇筑。分段时对称施工的顺序一般如图所示。浇筑大跨径拱圈（拱肋）混凝土时，宜采用分环施工，下环合拢后再浇筑上环混凝土。有时也采用分环又分段的浇筑方法。图7.18拱圈分段施工的一般顺序土木工程施工2.拱上建筑的施工在拱圈合拢及混凝土或砂浆达到设计强度的30％后即可进行拱上建筑的施工。对于石拱桥，一般不少于合拢后三昼夜。空腹式拱上建筑一般是砌完腹孔墩后即卸落拱架，然后再对称均衡地砌筑腹拱圈、侧墙。实腹式拱上建筑应由拱脚向拱顶对称地砌筑，砌完侧墙后，再填筑拱腹填料及修建桥面结构等。土木工程施工第七节缆索吊机安装拱桥缆索吊装施工方法是我国大跨度拱无支架施工的主要方法，利用支承在索塔上的缆索运输和安装桥梁构件。拱桥缆索吊装施工包括：拱肋(箱)的预制、移运和吊装，主拱圈的砌筑，拱上建筑的砌筑，桥面结构的施工等主要工序。它除了拱圈吊装和移运之外其它工序与有支架拱桥施工方法相类似。一、吊装设备及其布置型式缆索吊装设备，按其用途和作用可以分为：主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本组成部分。其中主要机具设备包括主索、起重索、牵引索、结索、扣索、浪风索、塔架（包括索鞍）、地锚（地垅）、滑轮、电动卷扬机或手摇绞车等。其布置型式如图所示。二、施工加载程序设计中、小跨径拱桥，拱肋的截面尺寸在一定范围内，可不作施工加载程序设计，按有支架施工方法对拱上结构作对称、均衡的施工。大、中跨径的箱形拱桥或双曲拱桥，一般按分环分段、均衡对称加载的原则进行设计。先在拱的两个半跨上，分成若干段，然后在相应部位同时进行相等数量的施工加载。对于坡拱桥，应使低拱脚半跨的加载量稍大于高拱脚半跨的加载量。多孔拱桥的两个邻孔之间，要求均衡加载。两孔的施工进度不能相差太远，否则桥墩会承受过大的单向推力而产生很大位移，导致施工进度快的一孔的拱顶向下沉，而邻孔的拱顶向上升，严重时会使拱圈开裂。施工加载程序设计比较复杂，可参考桥梁施工设计手册和相关施工技术规范。土木工程施工第八节转体法施工有平衡重平面转体施工使用的转体装置主要有两种：—种是环道平面承重转体，见图(a)；另一种是轴心承重转体，见图(b)。1.转动体系的构造转动体系主要包括底盘、上盘、背墙、桥体上部构造、拉杆(或拉索)等几部分，如图7.20所示。(1)四氟板环道四氟板环道是一种平面承重转体装置，它主要由轴心和环形滑道组成，见图所示，其中图(a)为环形滑道构造，图(b)为轴心构造。(2)球面铰、轨道板和钢滚轮各种球面铰、轨道板和钢滚轮的构造见图所示。一、有平衡重平面转体施工转动体系的一般构造土木工程施工2.有平衡重平面转体拱桥的主要施工工艺有平衡重平面转体拱桥的主要施工顺序为：①制作底盘；②制作上转盘；③布置牵引系统的锚碇及滑轮，试转上转盘到预制轴线位置；④浇筑背墙；⑤浇筑主拱圈上部结构；⑥张拉拉杆（或扣索），使上部结构脱离支架，并且和上转盘、背墙形成一个转动体系，通过配重把结构重心调到轴心；⑦牵引转动体系，使半拱平面转动合拢；⑧封上下盘，夯填桥台背土，封拱顶，松拉杆或索扣，实现体系转换。二、无平衡重转体施工无平衡重转体施工采用锚固体系代替平衡重，其一般构造如图所示，由锚固体系、转动体系和位控体系构成平衡的转体系统。锚固体系由锚碇、尾索、支撑、锚梁(或锚块)及立柱组成。转动体系由拱体、上转轴、下转轴、下转盘、下环道和扣索组成。图为上转轴的一般构造，图为下转盘的一般构造。转动体系施工可按下列程序进行：安装下转轴、浇筑下环道、安装转盘、浇筑转盘混凝土、安装拱脚铰、浇筑铰脚混凝土、拼装拱体、穿扣索、安装上转轴等等。位控体系包括扣点缆风索和转盘牵引系统，用以控制在转动过程中转动体的转动速度和位置，安装时的技术要求应按照规范中的有关规定执行。土木工程施工拱桥无平衡重转体一般构造土木工程施工上转轴的一般构造下转盘的一般构造