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橋樑結構基本組成

下部結構與施工方法

基礎:擴大基礎、樁與管柱基礎、沉井基礎、組合基礎、地下連續牆 墩臺:重力式墩、柱式墩(裝配式墩)、薄壁空心墩、框架式 伸縮縫

橋樑結構型別

簡支梁橋、懸臂樑橋、連續梁橋、懸臂鋼桁梁橋、鋼拱橋、剛構橋、斜拉橋、懸索橋 橋樑施工

基礎施工:擴大基礎、樁和管柱基礎、沉井基礎、地下連續牆基礎、組合基礎 橋墩、臺施工:石砌墩臺式墩臺、就地澆築式墩臺、預製裝配式墩臺, 上部結構施工:

按構件製作地點:

就地澆築法(施工支架多,結構整體性好,工期長,有部分或無通航能力,混凝土的收縮徐變大) 預製安裝法(工廠化製作質量好,平行作業工期短混凝土徐變小,通航,大型起吊裝置) 按結構形成方式:

以橋墩為基準:懸臂施工法(受力效能,臨時固結,構件的製作方法,施工裝置多,通航,施工控制)、

轉體施工法(高空作業——陸地施工,支架多,臨時固結,通航,轉動和驅動裝置)

以橋軸端點為基準:逐孔施工法(等跨等高梁,工廠化製作質量好,混凝土徐變,通航,大型施工裝置)、

頂推施工法(工廠化製作,地面作業,通航,跨徑限制,受力效能)、 提升與浮運法

以橫橋向為基準:橫移施工法

上部結構施工方法:

懸臂施工法、頂推施工法、轉體施工法、逐孔施工法、橫移施工法、提升、浮運施工法(預製)

第2章混凝土梁式橋的施工 現澆施工法特點:

• 1)無需專門的預製場地和大型起重、運輸裝置;

• 2)梁體結構中橫橋向的主筋不中斷,結構的整體性好;

• 3)支架、模板等週轉材料用量大、週期長,施工工期長、費用高; • 4)施工受季節影響大,質量不易控制,施工管理較複雜。 簡支梁就地澆築施工

支架

支架是施工過程中的臨時性結構,用以支撐模板、澆築的混凝土梁體結構以及施工裝置、人員等其它施工荷載。 1)常用的支架形式

按材料分:a)木支架b)鋼支架c)鋼木混合支架d)萬能杆件

按構造分: a)立柱式b)梁式c)梁-柱式

2)支架的基礎

支架的基礎必須堅實可靠,以將其沉陷值控制在容許範圍內 滿堂支架:可將支架基腳設定在枕木上,枕木下設定墊層並夯實

梁式或梁-柱式支架 :設定樁基礎或混凝土擴大基礎,也可直接支承在墩臺身或其永久性基礎上

3)支架的預拱度

1.卸架後上部構造本身及活載一半所產生的豎向撓度

2.支架在荷載作用下的彈性壓縮 3.支架在荷載作用下的非彈性變形 4.支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷 5。 由混凝土收縮及溫度變化而引起的撓度 模板

1)模板的型別

按材料分:木模板、鋼模板、鋼木結合模板、鋼絲網水泥模板、竹木模板、玻璃鋼模板等 按模板的裝拆方法分: 拼裝式、整體式等 2)模板的安裝 模板支架的要求

1。模板、支架必須有足夠的強度、剛度和穩定性

2.在河道中施工的支架,要充分考慮洪水和漂流物以及透過船隻(隊)對其的影響,要有足夠的安全措施 3.支架立柱必須安裝在有足夠承載力的地基上,保證澆築混凝土後不發生超容許的沉降量 4。設定預拱度

5.構造物的模板支架不應與施工用的腳手架和便橋相連線 6.模板的接縫必須密合

7。模板、支架應儘量做成裝配式元件或塊件 2。1。3鋼筋工程

鋼筋工程包括鋼筋整直、切斷、除鏽、彎制、焊接或綁紮成型等工序 1)鋼筋加工的準備工作 抽樣檢驗 ,整直 ,除鏽 2)鋼筋的彎制和接頭

鋼筋可在工作平臺上用手工或鋼筋彎曲機按規定的彎曲半徑彎製成型 鋼筋的接頭:焊接 ,綁紮搭接 3)鋼筋骨架成型和安裝

鋼筋骨架中包括縱向主筋、彎起筋或斜筋、箍筋、架立筋、分佈鋼筋等。 宜預先在工廠或工地製成平面或立體骨架,焊接或綁紮牢固 綁紮或安放鋼筋骨架時,應在鋼筋與模板間設定墊塊 2。1。4混凝土工程

包括混凝土拌制、運輸、澆築、振搗密實、混凝土養護等 1)混凝土拌制

機械攪拌 ,商品混凝土 2)混凝土運輸

迅速從攪拌地點運往澆築位置 可採用泵送 3)混凝土澆築

水平分層法,

斜層法(必須在前一層混凝土開始凝結之前,將次一層混凝土澆築完畢/氣溫30℃以上時,前後兩層澆築間

隔時間不宜超過1h,氣溫30℃以下時,不宜超過1。5h,)

施工縫預留的位置 : 受剪力和彎矩較小且便於施工的部位 施工縫處理 : 將混凝土表面鑿毛,用水洗乾淨

鋪一層厚為10~20mm的1:2的水泥砂漿; 斜面施工縫應鑿成臺階狀再進行澆築

接縫處於重要部位或地震區時,增設錨固鋼筋 4)混凝土振搗 增加混凝土的密實度

分人工振搗和機械振搗兩種

振搗裝置有插入式振搗器、附著式振搗器、平板式振搗和振動臺等 5)混凝土養護

自然養護:在構件上覆蓋草袋、麻袋、稻草或砂子,經常灑水,以保持構件處於溼潤狀態。 2。1。5模板拆除及支架卸落

側模板在強度能保證其表面及稜角不致因拆模而受損壞時可拆除

承重模板、支架,應在混凝土強度能承受其自重力及其他可能的疊加荷載時方可拆除,跨度不大於4m時 達到設計強度的50%後方可拆除;當跨度大於4m時,達到設計強度75%後方可拆除。

11。2預製混凝土簡支梁橋的施工 預製裝配法特點:

可平行施工,加快進度,縮短工期; 批次生產,質量容易控制,成本相對較低 需要預製場地和大型的起重、運輸裝置

構件之間存在拼裝接縫,結構整體性相對較差。 11。2。1預製鋼筋混凝土簡支梁的製作工藝

預製梁的模板常採用鋼模板和鋼木組合模板以及充氣橡膠芯模 預製梁的模板有底模、側模、端模,空心板和箱形梁還需有內模 空心板預製應考慮內模的立模和拆裝方便、不易損壞,可重複利用

內模可採用木模,鋼模,充氣橡膠芯模,不抽拔的芯模,如混凝土管、紙管、鋼絲網管等 2。2。2先張法預應力混凝土簡支梁的製作工藝

先張法制梁工藝是在澆築混凝土之前先進行預應力筋的張拉,並將其臨時錨固在張拉臺座上,然後立模澆築混凝土,待混凝土達到規定強度(不得低於設計強度的70%)時,逐漸將預應力筋放鬆,利用預應力筋的彈性回縮及其與混凝土之間的粘結作用,使構件獲得預應力。一般用於直線布筋的中小型件。 先張法

流水機組法:構件在移動式的鋼模中生產,按流水方式透過張拉、澆築、養護等各個固定機組完成每道工序。流水機組法可加快生產速度,但需要大量鋼模和較高的機械化程度,且需配合蒸汽養護,適用於工廠內預製定型構件 臺座法,構件施工的各道工序全部在固定臺座上進行,因其不需複雜機械裝置,施工適用性強

臺座:是先張法生產中的主要裝置之一,要求有足夠的強度和穩定性。可分為墩式,槽式

(1) 墩式臺座亦稱重力式臺座,是靠自重和土壓力來平衡張拉力所產生的傾覆力矩,並靠土壤的反力和摩擦力抵抗水平位移。臺座由檯面、承力架、橫樑和定位鋼板等組

(2) 槽式臺座當現場地質條件較差,臺座長度不大時,可採用槽式臺座(圖11-9)。槽式臺座由檯面、傳力柱、橫樑、橫系梁等組成。傳力柱和橫系梁一般採用鋼筋混凝土結構,其它部分與墩式臺座相同。 預應力筋的張拉

應力筋可採用鋼絞線、高強鋼絲、精軋螺紋鋼筋等 下料長度應根據預應力筋種類的不同透過計算確定 (1) 張拉前的準備工作

安裝預應力筋的定位鋼板 安裝預應力筋

確定預應力筋的張拉力

將張拉力換算成液壓張拉千斤頂上油壓表的讀數

(2) 張拉工藝

為了減少預應力筋的應力鬆弛損失,通常採用超張拉的方法

張拉時,臺座兩端不得站人,操作人員要站在臺座側面的油泵外側進行工作,以策安全

預應力筋的放鬆

混凝土經養護達到設計規定的強度,設計未明確規定時,應達到設計強度等級值的75%以上,方可放

松預應力筋

先張法預應力簡支板梁

2。2。3後張法預應力混凝土簡支梁的製作工藝

後張法制梁工藝是先製作留有預應力筋孔道的梁體,待其混凝土達到規定強度後,再在孔道內穿入預應力筋,並進行張拉和錨固,最後進行孔道壓漿並澆築梁端封頭混凝土 1)預應力孔道的成型 安放制孔器

埋置式制孔器可採用鐵皮管、鋁合金波紋管等

抽拔式制孔器常用的有橡膠抽拔管、金屬伸縮抽拔管和鋼管等。較少採用 2)預應力筋的穿束

預應力筋可在澆築混凝土之前或之後穿入管道,稱為“穿束”。穿束前,可用空壓機吹風等方法清理孔道內的汙物和積水,以確保孔道暢通 3)預應力筋的張拉

張拉應按順序對稱地進行,以防過大偏心壓力導致梁體 4)孔道壓漿與封錨

孔道壓漿是為了保護預應力筋不致鏽蝕,並使力筋與混凝土粘結成整體,從而減輕錨具的受力,提高梁的承載能力、抗裂效能和耐久性

(1) 準備工作

填塞錨塞周圍的鋼絲間隙 ,用壓力水沖洗孔道 (2) 水泥漿的製備

水泥漿的水灰比應為0。4~0。45。

可摻適量細砂以減少水泥用量、減小水泥漿體積收縮並提高強度 (3) 壓漿程式和操作方法

壓漿工藝有“一次壓注法”和“二次壓注法”兩種,前者用於長度不大的直線形孔道,後者用於較長

的孔道或曲線形孔道。

壓漿壓力以0。5~0。7MPa為宜,如壓力過大,易脹裂孔壁。壓漿順序應先下孔道後上孔道,以免上孔

道漏漿把下孔道堵塞。直線孔道壓漿時,應從構件的一端壓到另一端,曲線孔道壓漿時,應從孔道最低處開始向兩端進行。

二次壓漿時,第一次從甲端壓入直至乙端流出濃漿時將乙端的閥門關閉,待灰漿壓力達到要求且各部

再無漏水現象時再將甲端的閥門關閉。待第一次壓漿後30分鐘,開啟甲、乙端的閥門,自乙端再進行第二次壓漿,重複上述步驟,待第二次壓漿完成經30分鐘後,卸除壓漿管,壓漿工作便告完成。

(4) 封錨

為了避免錨頭鏽蝕,並防止其在運營過程中鬆動,應將錨固端用混凝土封固

孔道壓漿後應立即將梁端水泥漿沖洗乾淨,並將端面混凝土鑿毛。在綁紮端部鋼筋網和安裝封端模板

時,要妥善固定,以免在澆築混凝土時因模板變位而影響梁長。封端混凝土的強度應不低於梁體的強度。混凝土澆築完成後,應進行養護

2。2。4裝配式簡支梁的運輸與安裝 構件的水平運輸和垂直安裝

1)預製構件的運輸

場內運輸 :從工地預製場至橋頭的運輸 。

由預製場的龍門吊車或木扒杆將梁裝上平車後用絞車牽引運抵橋頭

場外運輸 :從構件預製廠至施工現場的運輸

當預製工廠距橋樑工地較遠時,通常可用大型平板拖車、火車或駁船將梁運至工地存放,或直接運至橋

頭或橋孔下進行架設。

運輸過程中,構件的放置要符合受力方向,一般應豎立放置,為了防止構件發生傾側、滑動或跳動等現

象,需要在構件兩側採用斜撐和木楔等臨時固定。

梁在起吊和堆放時,應按設計規定的位置佈置吊點或支承點。 2)預製構件的安裝

預製梁的安裝是裝配式橋樑施工中的關鍵工序。應結合施工現場條件、工程規模、橋樑跨徑、工期條件、

裝置能力等具體情況,以安全、可靠、經濟、適用、快速為原則,合理選擇架樑的方法。

簡支式梁、板構件的安裝,一般包括起吊、縱移、橫移、落梁就位等工序

從架樑的工藝類別來分,有陸地架設、浮吊架設和高空架設等,每一類架設工藝中,按起重、吊裝等機

具的不同,又可分成各種獨具特色的架設方法。隨著土木建築領域工業化和機械化程度的不斷提高,新的架橋工藝、裝置不斷湧現,推動橋樑施工技術的不斷進步。

(1) 自行式吊車架樑

對於中小跨徑橋樑,可採用自行式吊車(汽車吊或履帶式吊車)安裝構件。如果是岸上的引橋或

者橋墩不高時,可以視吊裝質量的不同,用一臺或兩臺(抬吊)吊車直接在橋下進行吊裝[圖11-12a)];如果橋下是河道或橋墩較高時則將吊車直接開到橋上 (2) 跨墩龍門吊架樑

對於橋樑高度不大,孔數較多,沿橋墩兩側鋪設軌道不困難的情況,可以採用跨墩龍門吊車來架

梁。除了吊車行走軌道外,在其內側尚應鋪設運梁軌道,或者設便道用拖車運梁。梁運到後,用龍門吊起吊、橫移,並安裝在預定位置。一孔架設完成後,吊車前移,再架設下一孔。

河灘上如有淺水,可在水中填築臨時路堤,水較深時可修建臨時便橋,在臨時路堤或便橋上鋪設

軌道,供龍門吊行走

本法屬於陸地架設法,其優點是架設安裝速度較快,不需要特別複雜的技術工藝,作業人員較少,

河灘無水時也較經濟。但龍門吊機的裝置費用較高,尤其是橋墩較高的情況 (3) 浮運架樑

浮運架樑法是將預製構件移裝到浮船上,浮運到架設橋孔後用吊裝裝置將梁安裝就位。運用浮運

架樑法的條件:需有適當的水深,一般宜大於2m;水位平穩或漲落有規律;流速及風力不大;河岸能修建適宜的構件裝卸碼頭;具有堅固適用的船隻和起吊裝置

浮運架樑可採用以下幾種方法:

① 預製梁裝船浮運至架設孔,用船載吊機吊裝就位;

② 若裝載預製梁的船本身無起吊裝置,可用另外的浮吊吊裝就位; ③ 用裝設在墩頂的起吊裝置吊裝就位。

本法適用於修建海上和深水大河橋樑,施工比較安全,工效較高,可用一套浮運裝置架設安

裝多跨橋樑

(4) 架橋機架樑

架橋機可分為單導梁式、雙導梁式、斜拉式和懸吊式等型別。

① 一孔架設完成後,前後橫樑移至尾部作平衡重,架橋機整體前移;

② 架橋機整體向前移動了一孔位置,將前支腿支承在墩頂上;待架樑裝載在運梁平車上向前移動;

② 待架樑前端接近吊裝孔時,前橫樑吊機將其吊起,梁的後端仍放在運梁平車上,繼續前移;

③ 後橫樑吊機吊起梁的後端,緩慢前移,縱向對準梁位後,固定前後橫樑,吊機沿橫樑橫移,落梁就位

2。3連續梁橋的施工 2。3。1逐孔施工法

1)支架施工在支架上澆築連續梁時,其支架、模板、鋼筋工程、混凝土工程等與簡支梁橋

的現澆施工法基本相同。所不同的是連續梁在中墩支點處結構連續,為超靜定結構,須重視以下因素的影響:

(1) 不均勻沉降的影響墩、臺的剛度比臨時支架的剛度大得多,支架及其基礎的不均

勻沉降往往導致主樑在支點截面處開裂。

(2) 混凝土收縮的影響混凝土的收縮受到橋墩、支座摩阻力和先澆部分混凝土的約束,

也容易引起主樑開裂。

為消除上述影響,可採用設定工作縫或分段澆築的方法

工作縫應設在主樑彎矩和剪力較小的部位,一般可設在墩臺的頂部。若支架採用了較大跨徑的梁式構件,則在其兩端支點上方也應設定工作縫。

梁段間工作縫寬度一般為0。8~1。0m,用木板與梁體隔開,留出鋼筋透過的孔洞。待梁體

澆築完成,沉降和收縮穩定後,拆除隔板,鑿毛並清洗端面,然後澆築接縫混凝土。

也可以採取不設寬工作縫的分段澆築方法,4、5段須待1、2、3段達到足夠強度後才能

澆築

2)移動模架施工

移動模架施工法是利用機械化支架和裝配式模板逐跨移動,現澆混凝土施工。它像一座設在橋孔

上的活動預製場,隨著模架的不斷移動實現連續澆築施工。

移動模架可分為支承式模架和懸吊式模架兩大類。 由承重梁、導梁、臺車、橋墩托架和模架等構件組成

在橋墩兩側各設定一根承重梁,用來支承模架和承受施工重力。承重梁的長度要大於橋樑跨徑,

澆築混凝土時承重梁支承在橋墩托架上。導梁主要用於運送承重梁和模架,因此,其長度應大於兩倍橋樑跨徑。前端臺車在導樑上行走,後端臺車在已建成的樑上行走

施工流程

①澆築混凝土,混凝土達到規定強度後施加預應力; ②脫模卸架,由臺車將承重梁和模架運送至下一橋孔;

③承重梁就位後,再將導梁向前移動,準備下一迴圈的澆築工作。

動模架移法適用於20~50m跨徑的等截面連續梁橋,也可以用來修建多跨簡支梁橋。特點: ①不需要設定地面支架,施工不受河流、道路、橋下淨空和地基等條件的影響; ②機械化程度高,勞動力少,質量好,施工速度快,安全可靠

③只要下部結構稍提前施工,之後上下部結構可同時平行施工,縮短工期。而且施工從一端推進,梁建成後就可用作運輸便道;

④ 整套裝置投資較大,準備工作較複雜,要求施工人員具有較熟練的操作技術,用於長度較大、孔數較多的橋樑較經濟

3)裝配-整體施工

將整根連續梁按吊裝能力先分段預製,然後用各種安裝方法將預製構件安裝至墩、臺或臨時支架

上,再現澆接頭混凝土,最後透過張拉部分預應力筋,使梁體集整成連續體系。

此法施工可以避免採用滿堂支架,最大限度地減少在橋上現澆混凝土的數量,並能使上部結構的

預製工作和下部結構的施工同時進行,顯著縮短工期。

簡支-連續

①按簡支梁預製梁體構件,並張拉正彎矩預應力筋;預製時應預留頂板負彎矩預應力孔道,並預

設齒板,預留工作人孔

② 根據施工條件用各種方法將梁體安裝就位,支承在墩頂兩側的臨時支座上(硫磺

砂漿)

③ 在墩頂設計位置安放永久支座,佈置模板,按設計要求連線相鄰梁端預留鋼筋,在頂部佈設與相鄰梁體對應的負彎矩預應力筋孔道,澆築接縫混凝土;

④接縫混凝土養護達到規定強度後,拆除模板,穿束張拉承受墩頂負彎矩的預應力筋並錨固,拆

除臨時支座,使結構轉換成連續體系

2。3。2懸臂施工法

懸臂施工法是以橋墩為中心,向兩岸對稱地、逐節懸臂接長的施工方法 分為懸臂澆築法和懸臂拼裝法

1)懸臂澆築法

懸臂澆築是以橋墩為中心,在懸吊模架 (掛籃)上向兩岸對稱平衡地澆築梁端混凝土,待每段混凝土養護並達到規定強度後,張拉預應力筋並錨固,再將掛籃前移

懸臂澆築的每個節段長度一般3~4m,特大橋也不宜超過6m。節段太長,將增加混凝土自重與掛籃結構的重量,同時還要相應增加平衡重或掛籃後錨固設施;節段過短,影響施工進度

掛籃是懸臂澆築的主要施工裝置,它是一個能夠沿軌道行走的活動模架,懸掛在已經張拉錨固的梁段上。在掛籃上可進行下一節段的模板、鋼筋的安裝,預留孔道,混凝土澆築和預應力張拉、壓漿等工作。完成一個迴圈後,掛籃即可前移一個節段,再固定在新的節段位置上,如此迴圈直至懸臂樑澆築完成。

掛籃按其構造形式大致可分為桁架式和斜拉式兩大類 懸臂澆築工藝流程

用掛籃澆築墩側第一對梁段時,由於墩頂位置受限,往往需要將兩側掛籃的承重結構連在一起,如圖11-23a)所示。待澆築到一定長度後再將兩側承重結構分開。如果墩頂位置過小,開始用掛籃澆築有困難時,可以設定區域性支架來澆築頭幾對梁段,然後再安裝掛籃。

懸臂澆築一般採用由快凝水泥配製的C40以上混凝土。在自然條件下,每段施工週期約為6~10天,視節段混凝土數量、裝置、氣溫等條件而異

懸臂澆築法施工的主要優點是:不需要佔地很大的預製場地;逐段澆築,易於調整和控制梁段的位置,整體性好;不需要大型機械裝置;主要作業在設有頂棚、養生裝置等的掛籃內進行,不受氣候條件影響;各段施工屬嚴密的重複作業,需要施工人員少,技術熟練快,工作效率高等。主要缺點是:梁體部分不能與橋墩平行施工,施工週期較長,而且懸臂澆築的混凝土載入齡期短,混凝土收縮和徐變影響較大 2)懸臂拼裝法

懸臂拼裝法施工是在工廠或橋位附近將梁體沿軸線劃分成適當長度的節段進行預製,然後將預製節段運至架設地點,用懸拼吊機起吊後向橋墩兩側對稱均衡地拼裝就位,張拉預應力筋。重複這些工序直至拼裝完全部節段為止。

優點:梁體塊件的預製和下部結構的施工可同時進行,拼裝成橋的速度較現澆的快,可顯著縮短工期;塊件在預製場內集中製作,質量較易保證;混凝土收縮、徐變的影響小,可減少預應力損失;施工不受氣候影響

缺點:需要佔地較大的預製場地;為了移運和安裝需要大型的機械裝置,如不用溼接縫,則塊件安裝的位置不易調整

2。3。3頂推施工法 特點

機具裝置簡便,無需大型起吊裝置

節省施工用地,工廠化製作,能保證構件質量 模板可週轉 不影響通航

節約勞力,施工安全

適應於連續梁,結合梁(橋面板),簡支梁,拱橋(橋面縱梁,斜拉橋(主樑)等結構 不適應多跨變高梁,曲率變化的曲線橋和豎向曲率大的橋樑 受頂推懸臂彎矩的限制,頂推跨徑大於70~80米不經濟

頂推過程中的反覆應力,使梁高取值大,臨時束多,張拉工序繁瑣 隨著橋長的增大,施工進度較慢

分類

單點頂推:一對頂推裝置集中在橋臺上或某一橋墩,其它墩臺僅設滑道。頂推力要求大。

多點頂推:在每個橋墩、臺(不包括臨時墩)上都設有一對頂推裝置。要求千斤頂同步執行。 水平——豎直千斤頂法(推頭式) :由水平千斤頂和豎向千斤頂互動使用而產生頂推力

拉桿千斤頂法——由固定在墩臺上的水平張拉千斤頂,透過張拉錨碇在主樑上的拉桿而使梁體前移

減少頂推施工時內力的措施

主樑前端設導梁

跨中設臨時墩,縮小頂推跨徑(至40~60米) 橋墩順橋向設臨時撐架,縮小頂推跨徑

主樑前端設臨時塔架,以斜纜索繫於樑上錨固

當中孔跨徑較大,又無法設臨時墩,則變單向頂推為雙向頂推

2。4剛構橋的施工

門式剛構 :整體支架現澆法,頂進法

斜腿剛構:纜索吊裝,懸臂拼裝,轉體施工

連續剛構:懸臂施工。由於連續剛構本身的構造特點就是墩梁固結,因此懸臂施工時不需要像連續梁那樣採取臨時錨固措施和進行體系轉換,因而採用懸臂施工方法更為方便

第3章拱橋施工

拱橋的施工方法

3。2 拱橋的有支架施工

3。2。1拱架

1.拱架的主要型式 1)滿布式拱架

滿布式拱架一般採用鋼管腳手架、萬能杆件或木材拼設,模板可以採用組合鋼模、木模等。 滿布式拱架通常由拱架上部(拱盔)、卸架裝置、拱架下部(支架)三個部分組成 (1)立柱式

立柱式滿布拱架的上部一般由斜梁、立柱、斜撐和拉桿組成拱形桁架,又稱拱盔,它的下部是由立柱和橫向聯絡組成支架,上下部之間放置卸架裝置

(2)撐架式拱架

撐架式拱架下部是用少數框架式支架加斜撐來代替眾多數目的立柱,因此支架用量相對較少,如圖所示。這種拱架構造上並不複雜,而且能在橋孔下留出的空間,減少洪水及漂流物的威脅,並在一定程度上滿足通航的要求。

2)三鉸桁式木拱架

三鉸桁式木拱架由兩片對稱弓形桁架在拱頂拼裝而成,兩端直接支承在墩臺所挑出的牛腿上或緊貼的臨時排架上,

跨中不另設支架。三鉸木桁架結構型式很多,按腹杆的型式常用的有N式、V式及有反向斜杆的交叉式等

3)鋼拱架

鋼拱架一般採用桁架式。通常採用六四軍用梁(三角架)、貝雷架拼設。由單片拱形桁架構成。片與片之間距離可為0。4m或1。9m,桁架片數視橋墩寬度及重量來決定,可拼成三鉸、兩鉸或無鉸拱架

4)可移動式鋼拱架

當橋位較平坦或常水位不高且河床平坦時,也可採用著地式的鋼拱架。圖示是河南省義馬市許溝大橋所採用的可移動式鋼拱架構造。該橋主跨跨徑220m,箱形截面主拱圈的箱寬為9m,分上、下兩幅進行現澆混凝土施工。整個拱架由萬能杆件拼裝而成,待上游半幅拱箱合攏後,再透過滑軌平移至下游半幅處重複使用,從而大大節省支架

2.拱架的設計基本要求

1)拱架設計原則

拱架應具有足夠的強度、剛度和整體穩定性,

2)拱架的設計荷載

計算拱架時,應考慮下列荷載:

(1)拱架自重;

(2)新澆築混凝土、鋼筋混凝土或其他圬工結構物重力;

(3)施工人員和施工材料、機具等行走運輸或堆放的荷載;

(4)振搗混凝土時產生的荷載;

(5)傾倒混凝土時產生的水平荷載;

(6)其他可能產生的荷載,如雪荷載,風荷

3)預拱度的設定

1。拱圈自重產生的拱頂彈性下沉;

2.拱圈由於溫度降低與混凝土收縮產生的拱頂彈性下沉;

3.墩臺水平位移產生的拱頂下沉;

4.拱架在承重後的彈性及非彈性變形;

5。 拱架基礎受載後的非彈性變形;

6。 梁式及拱式拱架的跨中撓度

4)拱架的基礎

拱架的基礎必須穩固,承重後應能保持均勻沉降且沉降值不得超過預計範圍

3。2。2 拱圈或拱肋混凝土的澆築程式

1)跨徑小於16m,應按拱圈的全寬度從兩端拱腳同時對稱地向拱頂砌築,並在拱腳混凝土初凝前全部完成。如不能在限定時間內完成,則在拱腳預留一個隔縫並最後澆築隔縫混凝土。

2)跨徑大於或等於16m,應沿拱跨方向分段澆築。分段能使拱架受力對稱、均勻,拱式拱架設定在拱架受力反彎點、拱腳節點、拱頂及拱腳處;滿布式拱架宜設定在拱頂、1/4部位、拱腳及拱架節點等處。各段的接縫面應與拱軸線垂直,各分段點應預留間隔槽,其寬度一般為0。5~1。0m,有鋼筋接頭時,其寬度尚應滿足鋼筋接頭的需要。如預計拱架變形較小,可不設間隔槽,而採取分段間隔澆築

3)分段澆築程式應符合設計要求,可對稱於拱頂進行,使拱架變形保持均勻和儘可能的最小,並預先做出設計,分段時對稱施工的順序如圖所示。分段澆築時,各分段內的混凝土應一次連續澆築完畢,因故中斷時,應澆築成垂直於拱軸線的施工縫;如已澆築成斜面,應鑿成垂直於拱軸線的平面或臺階式接面。

4)間隔槽混凝土,應待拱圈分段澆築完成,其後其強度達到75%設計強度和接合面按施工縫處理後,由拱腳向拱頂對稱進行澆築。拱頂及兩拱腳間隔槽混凝土應在最後封拱時澆築。封拱合攏溫度符合設計要求,

5)澆築大跨徑鋼筋混凝土拱圈(拱肋)時,縱向鋼筋接頭應安排在設計規定的最後澆築的幾個間隔槽內,並應在這些間隔槽澆築時再連線

6)澆築大跨徑拱圈(拱肋)混凝土時,宜採用分環(層)分段法澆築,也可沿縱向分成為若干條幅,中間條幅先行澆築合攏,達到設計要求後,再按橫向對稱、分次澆築合攏其它條幅

7)大跨徑鋼筋混凝土箱形拱圈(拱肋)可採取在拱架上組裝並現澆的施工方法

3。2。3拱上建築的施工

拱上建築的施工,應在拱圈合攏、混凝土強度達到要求強度後進行。

對於實腹式拱上建築,應由拱腳向拱頂對稱地澆築。當側牆澆築好以後,再填築拱腹填料。對空腹式拱橋,一般是在腹拱墩澆築完後就卸落主拱圈的拱架,然後再對稱均勻地砌築腹拱圈,以免由於主拱圈不均勻下沉導致腹拱圈開裂

3。2。4 拱架的卸落

1。 卸落的程式設計

卸架必須待拱圈混凝土達到設計強度的75%後才能進行。為了保證拱圈逐漸均勻降落,以便使拱架所支承重量逐漸轉移給拱圈自身來承擔,因此拱架不能突然卸除。應按照一定的卸架程式進行

對滿布式拱架的中小跨徑拱橋,可從拱頂開始,逐漸向拱腳對稱卸落;對於拱式拱架可在兩支座處同時均勻卸落;對於多孔拱橋卸架時,若橋墩允許承受單孔施工荷載,可單孔卸落,否則應多孔同時卸落,或各連續孔分階段卸落;對於大跨徑拱圈,為了避免拱圈發生“M”形的變形,也有從兩邊L/4處逐次對稱地向拱腳和拱頂均勻地卸落

2。卸架裝置

卸架裝置,一般採用木楔、沙筒或千斤頂

3。3 拱橋纜索吊裝施工

纜索吊裝施工是拱橋無支架施工方法之一。其施工工序大致包括:拱箱(肋)的預製、拱箱(肋)的移運和吊裝、主拱圈的安裝、橋面結構的施工等。

優點 :跨越能力大、水平和垂直運輸機動靈活、適應性廣、施工也比較穩妥方便

3。3。1 纜索吊裝裝置

纜索吊機一般由承重纜索(又稱主纜)、工作索、起重跑車索、扣索、塔架、風纜、錨錠、捲揚機等部件組成

1.承重纜索(主索、天線、主纜)

常用鋼芯或纖維芯鋼絲組成 一般直徑為25-50mm,常用47。5mm鋼芯或纖維芯鋼繩,一組主索一般由1—4根組成,起重量特大則由6—8根組成

架設主索一般是在索架塔頂先行架好工作索,在利用工作索(其上設有跑車、牽引索、起重索等裝置)逐根牽引過江;也可以先在索塔下面拖拉過江,然後再往塔頂起吊安裝

2.起重索

起重索系套繞於主索跑車下聯的起重滑車組,作起吊重物之用,跑車(又稱天線滑車、騎馬滑車)和聯在下面的起重滑車組,一般自行設計製作,跑車由縱向夾板將滑輪分為數排,排數與主索根數相同,跑車輪縱向一般2—4個滑輪。跑輪直徑200—300mm,起重滑車組視起吊重量來確定所需輪數。

起重索的穿線方法一般採用套繞法,即起重索透過起重滑車組後的一端(死頭)固定在塔架或錨錠上,另一端穿入捲揚機(活頭),其特點是起重與牽引可以同時進行

3.牽引索

牽引索沿跑車前進、後退方向佈置。一般由單線牽引,如是採用兩點吊,則兩跑車之間用鋼繩連線(其間距等於兩點距相同);牽引索在兩岸各自由捲揚機牽引,當向一岸牽引時,這岸就要收緊,另一端則要放鬆牽引索。 當吊點距索架很近時,牽引力很大,可採用雙線牽引,即跑車的前面設一單輪向滑車或另設輔助索引。

4.塔架(又稱索塔)

索塔由塔身、塔頂、索鞍、抗風繩五部分組成。

索塔按所用材料可分為木質索塔和鋼索塔;按所構成的結構型別可分為門式索塔、人字式、桅杆式,利用山坡地形可不用或少用一個索塔;按塔腳型別分為固接索塔和鉸接索塔

塔身一般採用萬能杆件、六四式軍用梁、貝雷架組拼。

塔頂部應設定索鞍及橫移索鞍的裝置,索鞍用以放置主索的裝置,一般都採用單滑輪式索鞍,要求所用滑輪直徑宜大於15倍主索直徑,滑輪的輪槽的寬與深均應大於主索直徑。

索塔在組拼過程中,隨索塔的升高需敷設臨時抗風索以確保施工安全。

索塔組拼完成後敷設正式抗風索,正式抗風索設於塔頂,角度佈置與所需根數要透過計算來確定。

塔腳為固結的鋼結構塔頂位移的限制值為:H/400;對於塔腳為鉸結的鋼結構為H/100—H/150;H為索塔高。

5.錨碇(又稱地錨、地壠)

錨碇是一種與地層有效受力聯絡的臨時構造,它承受主索、壓塔索、工作索、抗風索、轉向滑車等傳來的力,再將力傳至地層,因此地錨可以是橋樑的墩、臺、大型建築、岩層、大孤石等,作為人工製作的錨碇則有樁錨、坑錨、鋼環錨、壓錨、重力錨。

採用哪種型別錨碇應根據錨碇受力的大小和所處的地形及地質條件透過設計計算確定。

在大型吊裝施工中,錨碇多采用重力式錨碇、埋置式洞錨、嵌固式錨樁等

6.纜風索

7.捲揚機

3。3。2 拱圈(肋)的預製

板拱、肋拱、箱拱和雙曲拱橋,預製、運輸、吊裝等工序要求和方法大致相同。

箱形拱橋的箱肋製作工藝。

為減輕安裝重量,箱形主拱圈從橫方向上劃分成若干根箱肋,縱方向上劃分為數段,待拱肋拼裝成拱後,在箱壁間用現澆混凝土把各箱肋節段連線,

1)按設計圖的尺寸,對每一個吊裝節段進行座標放樣。

2)在拱箱節段的底模上,將側板(箱壁)和橫隔板安放就位,並綁紮好接頭鋼筋,然後澆底板混凝土及接縫混凝土,組成開口箱。

3)若採用閉口箱時,便在開口箱內立頂板的底模,綁紮底板的鋼筋,澆築頂板混凝土,組成閉口箱。待節段箱肋混凝土達到設計強度後即可移運拱箱,以便進行下一節段拱箱的預製。

3。3。3 拱肋的吊裝

為了保證拱肋吊裝的穩定和安全,必須遵循以下規定:

1)纜索吊機在吊裝前必須按規定進行試拉和試吊;

2)拱肋吊裝時,除拱頂段以外,各段應設一組扣索懸掛;

3)扣索位置必須與所吊掛的拱肋在同一豎直面內,且扣索上索鞍頂面高程應高於拱肋釦環高程;

4)對於中小跨徑的箱形拱橋,可採用單肋合攏,嵌緊拱腳後,松索成拱,如圖 a所示。

5)拱肋分3段或5段拼裝時,至少應保持2根基肋設定固定風纜,拱肋接頭處應設橫向聯結,

6)當拱肋跨徑在80m以上,應採用雙基肋合攏松索成拱的方式,即當第一根拱肋合攏,楔緊拱肋接頭縫後稍鬆釦索和起重索,壓緊接頭縫,但不卸掉扣索和起重索,待第二根拱肋合攏,兩根拱肋橫向聯結固定好並接好纜風后,再同時松卸兩根拱肋的扣索和起重索。

7)拱肋合攏溫度應符合設計規定

8)各段拱肋松索應按一定程式進行

(1)松索應按拱腳段扣索、次拱肋段扣索、起重索,三者先後順序,並按比例定長、對稱、均勻松卸;

(2)每次松索量宜小,各接頭高程變化不宜超過10mm;

(3)大跨徑箱形拱橋分3段或5段吊裝合攏後,根據拱肋接頭密合情況及拱肋的穩定度,可保留起重索和扣索部分受力,等拱肋接頭的連線工序基本完成後再依序松索

3。3。4 拱腳臨時鉸的設定

臨時鉸是在施工過程中,為消除或減小主拱的部分附加內力,以及對主拱內力作適當調整時在拱腳或拱頂設的鉸

3。3。5 施工載入程式設計

1.施工載入程式設計的目的和意義

在採用無支架或早脫架施工方法建成的拱肋(拱箱)上,繼續進行以後各工序的施工時,如澆築拱圈和拱上建築等,如何合理安排這些工序,對保證工程質量和施工安全都有重大影響。如果採用的施工步驟不當。都會引起拱軸線變形不均勻,而導致拱圈開裂,嚴重的甚至造成倒塌事故。因此,對施工步驟必須做出合理的設計。

施工載入設計程式的目的,就是要在裸肋(或裸拱圈)上載入時,使拱肋各個截面在整個施工過程中,都能滿足應力強度和穩定的要求。並在保證施工安全和工程質量的前提下,儘量減少施工工序,便於操作,以加快橋樑建設速度

2.施工載入程式設計的一般原則

1)對於中、小跨徑拱橋、當拱肋的截面尺寸滿足一定的要求時,可不作施工載入程式設計。但應按有支架施工方法對拱上建築進行對稱、均勻地施工;

2)對於大、中跨徑的箱形拱橋或雙曲拱橋,一般應按分環、分段、均勻對稱載入的總原則進行設計。即在拱的兩個半跨上,按需要分成若干段,並在相應部位同時進行相等數量的施工載入。但對於坡拱橋,一般應使低拱橋半跨的載入量稍大於高拱腳半跨的載入量;

3)在多孔拱橋的兩個相鄰孔之間,也須均衡載入。兩孔間的施工進度不能相差太遠,以免橋墩承受過大的單向推力而產生過大的位移,造成施工快的一孔的拱頂下沉,鄰孔的拱頂上冒,從而導致拱圈開裂。

3。4 桁架拱橋的施工

桁架拱橋是拱和桁架兩種結構的組合體系,是一種具有水平推力的拱形桁架橋

特點:

整體剛度大,上部結構自重較輕,材料較省,對地基的適應性較強,

通常採用預製安裝法施工,裝配化程度高,施工工序少,工期短。

相比其他圬工拱橋,桁架拱橋更適用於軟土地基,但它無論如何還是一種有推力結構,隨著跨徑的增大,拱腳推力的增大仍會影響其適用性

構造:

施工主要內容:構件預製、構件安裝

桁架拱橋的建造程式

安裝預製的桁架拱片,與此同時隨時安裝桁架拱片之間的橫線聯結系構件,使各片桁架拱片聯成整體。

在合攏成拱的桁架拱片上鋪裝預製的橋面板,安裝人行道懸臂樑和人行道板,鋪設橋面鋼筋網,澆築橋面混凝土; 安裝人行道欄杆和鋪設橋面磨耗層

3。5 轉體施工法

轉體施工是將拱肋先在橋位處岸邊(或路邊及適當位置)進行預製,待混凝土達到設計強度後旋轉構件就位的施工方法。其主要特點是:

1)可利用地形,方便預製構件;

2)施工期間不斷航,不影響橋下交通;

3)施工裝置少、裝置簡單、容易製作並便於掌握;

4)減少高空作業,施工工序簡單,施工迅速;

5)節省支架。

1.平面轉體施工

將拱圈分為兩個轉跨,分別在兩岸利用地形作簡單支架(或土牛拱胎),現澆或預製拼裝拱肋,再安裝拱肋間橫向聯絡

把扣索的一端錨固在拱肋的端部(靠拱頂)附近,經引橋橋墩延伸至埋入巖體內的錨錠中,最後用液壓千斤頂收緊扣索,使拱肋脫模,藉助環形滑道和捲揚機牽引,慢速地將拱肋轉體180°(或小於180°),最後再進行主拱圈合攏段和拱上建築的施工。

轉動裝置是利用摩阻係數特別小的聚四氟乙烯材料和不鏽鋼板製造,以利於轉動;

有平衡重平面轉體拱橋的主要施工程式:1、作底盤;2、作上轉盤;3、轉上轉盤到預製軸線位置;4、澆築背牆;

5、築主拱圈上部結構;6、張拉拉桿,使上部結構脫離支架,並且和上轉盤、背牆形成一個轉動體系,透過配重基本把重心調到軸心(磨心)處;7、引轉動體系,使半拱平面轉動合攏;8、封上下盤,夯填橋臺背土,封拱項,松拉桿,實現體系轉換。

無平衡重轉體

錨固體系:錨碇、尾索、平撐、錨梁(或錨塊)及立柱

轉動體系:上轉動構造、下轉動構造。拱箱及扣索組成。

位控體系:在拱箱頂端扣點的纜風索與無級調速自控捲揚機、光電測角裝置.控制檯

2.豎向轉體施工

該方法是在豎直位置澆築拱肋混凝土。當橋位處無水或水很淺時,可以將拱肋分為兩個半跨放在橋孔下面預製;如果橋位處水較深時,可以在橋位附近預製,然後浮運至橋軸線處,再用起吊裝置和旋轉裝置進行豎向轉體施工。這種方法是最適宜於鋼管混凝土拱橋的施工。因為鋼管混凝土拱橋的主拱圈必須先讓空心鋼管成拱以後再灌注混凝土,故在旋轉起吊時,不但鋼管自重相對較輕而且鋼管本身強度也高,易於操作

• 主要施工過程是,將主拱圈從拱頂分成兩個半拱在地面胎架上完成,經過對焊接質量、幾何尺寸、拱軸線

形等驗收合格後,由豎立在兩個主墩頂部的兩套扒杆分別將其旋轉拉起,在空中對接合攏。

3.平—豎相結合的轉體施工法

這種施工方法是在我國廣州丫髻沙大橋上首次採用,該橋為三孔連續自錨中承式鋼管混凝土系杆拱橋。它綜合吸收了上述兩種轉體施工方法的優點,具體體現在:

1.利用豎向轉體法優點,變高空作業為地上作業,避免了長、大、重安裝單元的運輸和起吊;

2.利用豎向平面轉體法的優點,將全橋三孔分為兩段,放在主河道的兩岸進行預製和拼裝,將橋跨結構的施工對主航道航運的影響減少到最小程度;

3.利用邊孔作為中孔半拱的平衡重,使整個轉體施工形成自平衡體系,免除了在岸邊設定錨錠構造

4。1 石砌橋墩的施工

按設計放樣,掛線砌築

基底鋪砂漿或生漿

石料分層分塊放樣編號

砌築方法:同一層石料及水平灰縫的的厚度均勻一致,丁順相間,砌築灰縫相互垂直,順序先角,再鑲石後填腹 立模板澆築墩頂混凝土

裝配柱式橋墩拼裝接頭型別:承插式、鋼筋錨固、焊接、釦環式、法蘭式

4。3 高墩施工

1)滑模施工

在我國滑動模板首先應用於高煙囪施工,後逐步推廣應用於空心橋墩。經過不斷實踐改進,已能適用於各類橋墩的施工

滑動模板施工的主要優點:施工進度快,在一般氣溫下,每晝夜平均進度能達到5~6m;混凝土質量好,採用半乾硬性混凝土,機械振搗,連續作業,可提高墩臺質量;節省木材和勞力,以鋼模代替木模。滑動模板本身附帶有內外吊欄,平臺、欄杆等,隨模移動,安全可靠。

(1)滑模組裝

在墩位上就地進行組裝時,安裝步驟為:1、在基礎頂面搭枕木垛,定出橋墩中心線;2、在枕木垛上安裝圍圈,並準確定位,然後安裝頂杆、頂架、千斤頂、內外模板等3、提升整個裝置,撤去枕木垛,再將模板落下就位,安裝餘下的設施。內外吊架待模板滑升至一定高度,及時安裝。模板在安裝前,表面需塗潤滑劑,以減少滑升時的摩阻力。

(2) 混凝土澆築

滑模宜澆築低流動度或半乾硬性混凝土,澆築時應分層、分段對稱地進行採用插入式振搗器搗固,振搗時避免觸及鋼筋及模板,脫模時混凝土強度應為0。2~0。5Mpa,以防在其自重壓力下變形坍塌。

(3) 滑模提升

整個橋墩澆築過程可分為初次滑升、正常滑升和末次滑升三個階段。從開始澆灌注混凝土到模板首次試升為初次滑升階段:初灌混凝土的高度一般為60~70cm,分三次澆築

(4) 接長頂杆、綁紮鋼筋

模板每提升至一定高度後,就需要進行接長頂杆、綁紮鋼筋等工作。為不影響提升的時間,鋼筋接頭均應事先配好,並注意將接頭錯開。對預埋件及預埋的接頭鋼筋,滑模滑升後,要及時清理,使之外露。

(5) 混凝土停工後的處理

每隔半小時左右稍為提升模板一次,以免粘結;停工時在混凝土表面要插入短鋼筋,以加強新老混凝土的粘結;復工時還需將混凝土表面鑿毛,並用水沖走殘渣,溼潤混凝土表面,澆築一層厚度為2~3cm的1:1水泥砂漿,然後再澆築原配合比的混凝土,繼續滑模施工。

2)爬模施工

爬升模板施工與滑模施工相似,不同的是支架支承在預埋於墩壁中的預埋件上,待澆築好的墩身混凝土達到要求強度後,將模板鬆開,透過提升裝置將支架連同模板升到新的位置,就位後再繼續澆築墩身混凝土,如此往復迴圈,逐節爬升。模板爬升可採用液壓式千斤頂自升的方式,可也藉助塔吊等裝置。由於爬升裝置的不同,爬模體系的構造也有所不同,圖為一種液壓自升爬模體系的示意圖,主要包括模板、預埋件、爬架、液壓系統等四個部分。

(1) 模板:模板的作用是控制混凝土的造型,限制新澆混凝土的變形,必須具有足夠的強度、剛度和穩定性,表面光滑平整、不漏漿,同時應便於脫模、移動,儘可能減輕重量。

(2) 預埋件:用於固定爬升導軌並支承整個爬模系統及其施工荷載,必須具有足夠的強度和抗拔力。為確保施工安全,必須在混凝土強度達10 MPa 以上具有足夠的錨固力後方可安裝導軌、提升模架。

(3) 爬架:爬架是模板的依託和施工的操作平臺及爬升的液壓操作檯,必須具有足夠的強度、剛度和整體穩定性並移動靈活,結構應儘量輕巧以便於拆裝和爬升。它包括附牆座、導軌、主平臺、模板後移裝置和懸吊平臺等。

(4) 液壓系統:液壓系統是整個爬模的提升動力系統,主要由主控制檯、液壓千斤頂、油路管閥等組成,必須具有足夠的提升能力,安全可靠。

作為一名土建技術員,還不知道橋樑怎樣施工?收藏受益終生

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