预应力溷凝土连续梁桥施工-(2)

第二章预应力混凝土连续梁桥施工《道路桥梁工程施工》本章知识结构简支转连续施工1.悬臂浇筑施工3.就地浇筑施工2.悬臂拼装施工4.顶推法施工5.移动式模架逐孔施工6.预应力混凝土：通过张拉钢筋(索)，使钢筋混凝土结构在承受外荷载之前，受拉区的混凝土预先受到一定压应力的混凝土。为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件受到的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。目的：预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。第一节简支转连续施工随着我国的高等级公路的快速发展，对连接高速公路的桥梁的质量要求也相应提升，桥梁施工技术也极为关键。目前的现状是：对于小跨径的高等级公路桥梁多采用装配式钢筋混凝土板梁的形式，中等跨径的桥梁则采用装配式预应力混凝土T（箱）梁的形式，对于大跨径预应力混凝土连续梁桥，目前的施工方法主要采用平衡悬臂浇筑法或拼装法。但由于现浇连续梁的施工复杂繁琐、费工费时，人们一直希望将简支梁的批量预制生产和连续梁的优越性能结合起来，实现用梁或板批量预制生产的方式来加快连续梁的建设这是我们常说的“先简支后连续施工”方法。一、施工流程通过分片预制简支梁，在桥墩上设置临时支座，中间保留永久支座，将预制梁吊装后，永久支座暂不受力，由临时支座参与结构受力，临时支座每跨之间为简支体系，待一联全部吊装完成后，将各主梁的预留的钢筋连接，并浇筑湿接缝，先使结构连成整体的连续结构体系。再撤去临时支座，使原来布置的连续体系的永久支座参与结构受力，这样就完成了梁体的转换和结构体系的从简支到连续的转换。简支转连续施工方法亦存在体系转换。体系转换方法一般有以下三种：（1）从一端起依次逐孔连续，即先将第一孔与第二孔形成两跨连续梁，然后再与第三孔形成三跨连续梁，依此类推，形成一联连续。（2）从两端起向中间依次逐孔连续（3）从中间孔起向两端依次逐孔连续二、施工特点（1）适合于矮箱梁及T型截面梁集零为整，形成连续梁。（2）适宜跨径为25~50m，且宜等跨径布置桥孔，施工工艺成熟简单，不需大型起吊设备。（3）下部结构和预制梁可安排平行作业施工，桥梁总体施工期短。第二节就地浇筑施工就地浇筑施工是一种古老的施工方法，它是在支架上安装模板、绑扎及安装钢筋骨架、预留孔道、并在现场浇筑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，一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥梁结构型式的发展，出现了一些变宽的异型桥跨、弯桥等复杂的混凝土结构，又由于近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用，在其他施工方法都比较困难或经过比较施工方便、费用较低时，也有在中、大桥梁中采用就地浇筑施工方法。在桥位处搭设支架，作为工作平台，然后在其上制作模板，并在模板中浇注梁体混凝土，待混凝土达到强度后拆除模板、支架。这种方法适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥，或靠岸边水不太深且无通航要求的小跨径桥梁。优点：（1）不需大型的吊装设备和专门的预制场地；（2）结构的整体性能好。缺点：（1）工期长；（2）施工质量不容易控制。（3）支架成本较高一、支架就地浇筑混凝土梁桥的上部结构，首先应在桥孔位置搭设支架，以支承模板、浇筑的钢筋混凝土，以及其他施工荷载的重力。施工过程中支架承受大部分恒重，因此必须具有足够的强度和刚度。支架的分类：1.立柱式支架2.梁式支架3.梁柱式支架图6.6承重梁卸落设备卸落设备排架托架卸落设备纵梁卸落设备立柱混凝土基础混凝土基础卸落设备卸落设备立柱钢梁纵梁卸落设备支架(a)(b)(c)(d)(e)(f)常用支架的主要构造立柱式支架（旱桥、非通航桥及桥墩不高的小桥）梁式支架梁－柱式支架（桥墩较高、跨径较大且需排洪的情况）二、混凝土的浇筑预应力混凝土连续梁桥采用就地浇筑施工，需要在连续梁桥的一联各跨中设支架，按照混凝土的浇筑、养护、拆模等一定的施工顺序完成各联桥的施工。在一联桥施工完成后，卸落支架，将其拆除进行周转使用。第三节悬臂浇筑施工法概念：悬臂施工是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工。采用悬臂施工的方法需在施工中进行体系转换，即在悬臂施工时，结构的受力状态呈T形刚构，悬臂梁，待施工合龙后形成连续梁。因此，在桥梁设计中在考虑施工过程的应力状态；要考虑由于体系转换及其他因素引起结构的次内力。在悬臂施工时，由于墩梁铰接而不能承受弯矩，因此，施工时要采取措施临时将墩、梁固结。待悬臂施工至少一端合龙后恢复原结构状态，这是连续梁采用悬臂施工法的一个特点。悬臂施工法不需大量施工支架和临时设备，不影响桥下通航、通车，施工不受季节、河道水位的影响，并能大跨径桥上采用，因此得到广泛的使用。一、悬臂浇筑施工法特点优点：不需大量施工支架和临时设备，不影响桥下通航、通车，施工不受季节、河道水位的影响，并能在大跨径桥上采用。悬臂浇筑的施工方法是大跨连续梁桥的主要施工方法。1、悬臂浇筑分段悬臂浇筑施工时，梁体一般要分四大部分浇筑。A墩顶梁段（0#段）；B由0#段两侧对称分段悬臂浇筑部分；C边孔在支架上浇筑部分；D主梁在跨中合龙部分。主梁各部分的长度视主梁形式和跨径、挂篮的形式及施工周期而定。二、施工程序2、悬臂浇筑程序(墩梁铰接)①浇筑0号段，实施墩梁临时固结。②安装悬臂挂篮，对称分段浇筑主梁。③支模浇筑现浇梁段。④浇筑主梁合龙段。二、施工程序挂篮是悬臂浇筑施工的重要机具。挂篮悬浇施工方法是以后张法预应力施工技术为基础，并利用悬挑挂篮作为操作平台进行桥梁上部梁体施工的一种工艺技术。三、悬浇挂篮在大跨度桥梁施工中，由于受梁体重量和施工环境条件的限制，对于其上部梁体施工来说，采用预制安装的施工方法或满堂式支架现浇的施工方法往往达不到最经济和最理想的效果，甚至无法进行施工，而挂篮悬浇施工方法则顺利解决了这一难题。挂篮悬浇施工方法仅需对墩顶现浇部分和边跨现浇部分梁体进行支架法或托架法施工，而对其余部分梁体可全部进行挂篮悬浇施工。1、挂篮的类型和结构特点1）挂篮的类型构造形式：平行桁架式、弓弦式、菱形桁架式、三角组合梁式及自承式；抗平衡方式：压重式、锚固式、半重压半锚固式；挂篮行走方式：滚动式、滑动式、组合式。三、悬浇挂篮三、悬浇挂篮2）挂篮结构的主要特点（1）平行桁架式挂篮主梁一般采用平行弦桁架，其结构为简支悬臂结构，受力明确，桁架刚度较大，变形容易控制。在挂篮行走前，将该结构后移，大大减小了挂篮行走时的倾覆力矩，故不需要平衡压重。三、悬浇挂篮（2）弓弦式挂篮弓弦式挂篮桁架为拱形架，具有桁高随弯矩大小变化、受力合理、节省材料的特点。在安装时结构内部预施应力来消除非弹性变形，一般质量小。三、悬浇挂篮（3）菱形桁架式挂篮菱形桁架式挂篮是一种简单的桁架，结构形状为菱形，横梁放置在主桁架上，其菱形桁架后端锚固于箱梁顶板上，无需平衡重，挂篮结构简单、质量小。三、悬浇挂篮（3）三角组合梁式挂篮三角组合梁式挂篮是在简支悬臂梁的上面增加立柱和斜拉杆，成为三角组合梁式结构。由于斜拉杆的拉力作用，大大降低主梁的弯矩，使结构减轻，后端一般采用压重平衡行走时的倾覆力矩。2、挂篮的基本构造挂篮由主桁（梁）结构、悬挂调整系统、行走系统、模板系统、平衡锚固系统、工作平台等组成。三、悬浇挂篮四、主要工艺程序及其特点用挂篮主段悬浇施工的主要工艺程序为：灌注0号段及墩梁临时锚固；拼装挂篮；灌注1号段；张拉预应力钢索；挂篮前移、调整、锚固；灌注下一梁段；依次类推完成悬臂灌注；挂篮拆除；边跨合龙；中跨合龙。(一)0号段的浇筑0号段位于桥墩上方，灌注0号段相当于给挂篮提供一个安装场地。0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇。(一)0号段的浇筑1323.临时支撑4.预应力钢绞线1.临时支座2.永久支座0号块0号块12343.永久支座1.锚固钢筋2.临时支座立0号段底模时，同时安装支座及防倾覆锚固装置。临时锚固方式图(二)拼装挂篮挂篮运至工地后，应在试拼台上试拼，以发现由于制作不精良及运输中变形造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进度。挂篮操作注意事项在0号段上安装梁顶滑道，然后安装支座及三角形组合梁，并将其梁尾部相连并锚固，配置压重。吊挂相应调带(杆)。将底模平台及侧模支架作为整体起吊，与相应吊点相连结，下横梁则用吊杆支撑在箱梁底板上。从2号段开始，两挂篮分开作业，其尾部各安装接长梁,并将主梁后端锚固在箱梁顶面上。挂篮锚固应有专人负责，以保证挂篮在每次变形时规律一致。挂篮加载试验在0号块上安装完成挂篮以后，应首先进行挂篮加载试验，以获取加载与挂篮变形的关系曲线。试验方案应经指挥部、监理和监控小组批准后实施。加载时应注意分级加载，且分级应均匀。条件允许时应逐个进行挂篮加载试验，以便于检测全部挂篮的性能。(三)梁段混凝土的浇筑梁段混凝土的悬臂浇筑一般用泵送，塌落度一般控制在14-18cm，并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。其注意事项如下：1、箱梁各阶段混凝土在灌注前，必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标高；纵、横、竖三向预应力束管道；钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。箱梁各阶段立模标高＝设计标高＋预拱度＋挂篮满载后自身变形。后灌注的梁段应在已施工梁段有关实测结果的基础上作适当调整，以逐渐消除误差，保证结构线性匀顺。(三)梁段混凝土的浇筑2、混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。3、施工时应在挂篮上设风雨蓬，避免混凝土因日晒雨淋而严重影响质量。冬季施工应备保温设施。有条件时，挂篮可以配备能保证全天候作业的设备，以提高作业效率和保证质量。4、箱梁混凝土灌注完毕后，立即用通孔器检查管道，处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。五、合龙段施工1.从一岸顺序悬灌、合龙，如下图所示。这种方法可使施工机具、设备及材料从一岸通过已成结构直接运输到作用面或附近；另外，在施工期间，单T形结构悬灌完成后很快合龙，形成整体，故未成桥前结构的稳定性和刚度较强。当作业面较少，对工期较紧者不适用。(一)合龙程序２.按T形结构－连续梁顺序合龙。此法的具体程序是将所有悬臂施工部分由简单到复杂的连接起来，最后在边跨或次中跨合龙。其优点是对于大跨和多跨连续梁施工，能尽可能多的布置工作面，也可对称的悬灌和合龙，故对工期较紧和长联连续梁施工较为适用，此外，由于可对称的悬灌和合龙，故对结构受力及内力分析较为有利，对收缩徐变的控制尤其如此。应当指出的是，不同的悬灌和合龙程序，引起的结构恒载内力不同，体系转换时有徐变引起的内力重分布也不相同，故采用不同的悬灌和合龙程序将在结构中产生不同的最终恒载内力，对此应在设计和施工中予以充分考虑。(二)合龙技术措施①一般讲，在两侧边跨合龙后，应立即解除墩梁临时固结措施，使梁成简支悬臂体系。②也有另一种情况，可以在中跨合龙后在解除墩梁临时固结措施。采取上述哪一种解除方式，要与设计院沟通后才能确定，切勿自行确定。1.连续梁合龙前的墩、梁临时固结约束措施解除③将中间桥墩活动支座的顶、底板在顺桥向的两侧用钢板临时钢结，形成固结的约束。2.合龙口的临时锁定支撑①内外刚性支撑锁定措施这种锁定是在箱梁顶、底板的顶面预埋钢板，将刚性支撑焊接(或栓结)在上面；并在箱梁顶、底板中央纵向设置内刚性支撑共同锁定合龙口。因内刚性支撑仅能抗压且吸收部分预应力，且用钢量较多，故已不多用。②外(或内)刚性支撑和张拉临时束共同锁定即除用外(或内)刚性支撑锁定外，再利用永久性的部分预应力束临时张拉，以抵抗降温时产生的收缩变形。③仅设刚性外（或内）刚性支撑锁定即根据实际受力要求，仅布置外（或内）刚性支撑即可满足要求时，可仅用一种锁定措施。例如边跨若采用膺架法灌注混凝土时，其合龙口另侧的现浇