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1、1 混凝土拱桥的施工方法简介 3 第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介 第一节混凝土拱桥施工方法简介 混凝土拱桥的施工按其主拱圈成型的方法可以分为以下三大类 就地浇筑法预制安装法转体施工法 4 1 就地浇筑法 就地浇筑法就是把拱桥主拱圈混凝土的基本施工工艺流程 立模 扎筋 浇筑混凝土 养护及拆模等 直接在桥孔位置来完成 按所使用的设备分为以下两种 a 支架施工法 b 悬臂浇筑法 支架施工法 第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介 5 砂担沟大桥拱架 支架施工法 6 支架施工法 7 拱桥支架类型 8 悬臂浇筑施工 9 拱桥浇筑施工 10 2 预制安装法 预制安装法按所采用的材料可以
2、分以下两种 1 整体安装法 2 阶段悬拼法整体安装法中拱片需进行三点验算 a 拱肋从平卧到竖立的翻转过程中 应将此两个起吊点视为作用于其上的垂直集中力 来验算此曲梁的强度和刚度 b 在竖向吊运过程中 需验算吊点截面的强度 c 当两吊点间距较近时 需验算系杆是否出现轴向压力及其面外的稳定性 第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介 11 整体安装 12 节段悬拼法节段悬拼法对钢筋混凝土或钢管混凝土主拱圈的施工都适用 根据所采用的起重设备 常用的有 1 缆索吊装设备 2 伸臂式起重机 阶段悬臂拼装示意图 第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介 13 阶段悬拼法中预制安装 缆索吊装设备 1
3、4 缆索吊装施工 15 3 转体施工法 转体施工是将主拱圈从拱顶截面分开 把主拱圈混凝土高空浇筑作业改为桥孔下面或两岸进行 并预先设置好旋转装置 待主拱圈混凝土达到设计强度后 再将它就地旋转就位成拱 按照旋转的几何平面可分为三种 1 平面转体施工法 2 竖向转体施工法 3 平 竖相结合的转体施工法 16 1 平面转体施工法 平面转体施工示意图 将主拱圈分为两个半跨 分别在两岸利用地形作简单支架 现浇或者拼装拱肋 再安装拱肋间横向联系 把扣索的一端锚固在拱肋的端部附近 用千斤顶收紧扣索 使拱肋脱模 借助环形滑道和手摇卷扬机牵引 慢速地将拱肋转体180 最后再进行主拱圈合龙段和拱上建筑的施工 如下
4、 17 平面转体施工 18 平面转体施工 19 2 竖向转体施工法 当桥位处无水或水很浅时 可以将拱肋分成两个半跨放在桥孔下面预制 如果桥位处水较深时 可以在桥位附近预制 然后浮运至桥轴线处 再用起吊设备和旋转装置进行竖向转体施工 这种方法最适宜于钢管混凝土拱桥的施工 竖向转体施工示意图 第四章拱桥的施工第一节混凝土拱桥施工方法简介 20 竖向转体施工 21 竖向转体施工 22 3 平一竖相结合的转体施工法 这种施工方法是在我国广州市丫髻沙大桥上 三孔连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥 首先采用 它综合吸收了上述两种转体施工方法的优点 具体体现在 a 利用竖向转体法的优点 变高空作业为地上作业
5、避免了长 大 重安装单元的运输和起吊 b 利用平面转体法的优点 将全桥三孔分为两段 放在主河道的两岸进行预制和拼装 将桥跨结构的施工对主航道航运的影响减少到最小程度 c 利用边孔作为中孔半拱的平衡重 使整个转体施工形成自平衡体系 免除了在岸边设置锚碇构造 23 平 竖相结合转体施工 24 平 竖相结合转体施工 25 二 混凝土拱桥的施工的基本流程及易出现的问题上承式拱桥的有支架施工的基本流程及易出现的问题 上承式拱桥缆索吊装施工的基本流程及易出现的问题 中 下承式拱桥的施工的基本流程及易出现的问题 第四章拱桥的施工 26 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 27 第一上承式拱桥的有支架施工
6、a 拱架施工及拱架的类型拱架是有支架施工建造拱桥必不可少的辅助结构 用以支承全部或部分拱圈和拱上建筑的重量 并保证拱圈的形状符合设计要求 因此 要求拱架具有足够的强度 刚度和稳定性 1 满布立柱式拱架 2 撑架式拱架 第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工 3 三铰桁式木拱架 4 钢拱架 28 b 拱圈混凝土的浇筑 图3 4 14拱圈灌筑顺序 为保证在整个施工过程中拱架受力均匀和变形最小 必须选择合适的浇筑方法和顺序 跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土 按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑 并在拱脚混凝土的初凝前全部完成 跨度大于或等于16m的拱圈或拱肋 应沿拱跨方向分段浇筑 分段位置
7、应能使拱架受力对称 均匀和变形小为原则 第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工 29 间隔槽混凝土 应待拱圈分段浇筑完成后且其强度达到75 以上设计强度 并且接缝按施工缝经过处理后 再由拱脚向拱顶对称进行浇筑 浇筑大跨径拱圈时 纵向钢筋接头应安排在设计规定的最后浇筑的几个间隔槽内 并应在浇筑这些间隔槽时再连接 浇筑大跨径拱圈 拱肋 混凝土时 宜采用分环 层 分段法浇筑 也可沿纵向分成若干条幅 中间条幅先行浇筑合龙 达到设计要求后 再按横向对称 分层浇筑合龙其它条幅 大跨径钢筋混凝土箱形拱圈 拱肋 可采取在拱架上组装并现浇的施工方法 第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工 30 c
8、拱上建筑的施工拱上建筑的施工 应在拱圈合龙 混凝土强度达到要求强度后进行 如设计无规定 可按达到设计强度的30 以上控制 一般不少于合龙后的三昼夜 对于实腹式拱上建筑 应由拱脚向拱顶对称地浇筑 当侧墙浇筑好以后 再填筑拱腹填料 对空腹式拱桥 在腹拱墩浇筑完后就卸落主拱圈的拱架 然后再对称均匀地砌筑腹拱圈 以免由于主拱圈不均匀下沉导致腹拱圈开裂 第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工 31 d 拱架的卸落1 卸架程序设计如下 卸架时间必须待拱圈混凝土达到一定强度后才能进行 并按照一定的卸架程序 满布式拱架的中小跨径拱桥 可从拱顶开始 逐渐向拱脚对称卸落 大跨径拱圈 为了避免拱圈发生 M 形
9、的变形 也有从两边1 4L处逐次对称地向拱脚和拱顶均匀地卸落 卸架时宜在白天气温较高时进行 第四章拱桥的施工第二节上承式拱桥的有支架施工 32 第二上承式拱桥缆索吊装施工 图3 4 16缆索吊装布置示意 缆索吊装施工工序 在预制场预制拱肋 或拱箱 节段和拱上结构 移运到缆索吊装设备下的合适位置 吊运至待拼桥孔处安装就位 用扣索将它们临时固定 吊合龙段的拱肋 或拱箱 节段 调整轴线 进行接头固结处理 安装拱肋 或拱箱 处理横系梁或纵向接缝 安装拱上结构 第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工 33 a 拱圈节段的预制 将箱形截面主拱圈从横方向上划分成若干根箱肋 再从纵方向上划分为数段 待拱
10、肋拼装成拱后 再在箱壁间用现浇混凝土把各箱肋连成整体 形成主拱圈截面 1 在样台上按设计图的尺寸对每个节段进行坐标放样 然后分别预制箱肋的侧板 箱壁 和横隔板 2 在拱箱节段的底模上 将侧板 箱壁 和横隔板安放就位 并绑扎好接头钢筋 然后浇底板混凝土及接缝混凝土 组成开口箱 3 若采用闭口箱时 便在开口箱内立顶板的底模 绑扎底板的钢筋 浇筑顶板混凝土 组成闭口箱 第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工 34 b 拱肋的吊装 为了保证拱肋吊装的稳定和安全 必须遵循以下规定 拱肋的吊装 除拱顶节段外 其余节段均应设置一组扣索悬挂 拱肋分3段或5段拼装时 至少应保持2根基肋设置固定风缆 拱肋接
11、头处应横向联接 对于中小跨径的箱形拱桥 当其拱肋高度大于0 009 0 012跨径 拱肋底面宽度为肋高的0 6 1 0倍 且横向稳定安全系数大于或等于4时 可采用单肋合龙 嵌紧拱脚后 松索成拱 大 中跨径的箱形拱 其单肋合龙横向稳定安全系数小于4时 可先悬扣多段拱脚段或次拱脚拱肋 然后用横夹木临时将相邻两肋联结后 安装拱顶单根肋合龙 松索成拱 当拱肋跨径在80m以上或横向稳定安全系数小于4时 应采用双基肋合龙松索成拱的方式 第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工 35 当拱肋分3段吊装 采用阶梯形搭接头 先准确扣挂两拱脚段 再安装拱顶段 采用对接接头 先悬扣拱脚段初步定位 然后准确悬扣拱
12、顶段 最后放松两拱脚段扣索使其两端均匀下降与拱顶段合龙 当拱肋分5段吊装时 宜先从拱脚开始 依次向拱顶分段吊装就位 每段的上端头不得扭斜 采用7段和7段以上拱肋吊装 应采用施工控制 准确计算每段吊装后各扣索的索力 各接头的标高位置 并对风缆系统进行专门设计 确保拱肋横向稳定安全系数不小于4 拱肋在各阶段承受的应力也应包含在控制计算中 拱肋合龙温度应符合设计规定 如设计无规定 可在气温接近当地的年平均温度 一般在5 15 时进行 天气炎热时可在夜间洒水降温条件下进行 大跨径箱形拱桥分3段或5段吊装合龙后 根据拱肋接头密合情况及拱肋的稳定度 可重索和扣索部分受力 等拱肋接头的连接工序基本完成后再依
13、序松索 第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工 36 c 施工加载程序设计施工加载程序设计目的施工加载程序设计的目的 是要在裸拱上加载时 使拱肋各个截面都能满足应力 强度和稳定的要求 并尽量减少施工工序 便于操作 加快施工进度 2 施工加载程序设计一般原则 1 中 小跨径拱桥 拱肋的截面尺寸满足一定的要求 可不作施工加载程序设计 但应按有支架施工方法对称 均匀地施工 2 大 中跨径的箱形拱桥或双曲拱桥 按分环 分段 均匀对称加载的总原则进行设计 3 多孔拱桥的两个相邻孔之间 须均衡加载 第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工 37 图3 4 19加载程序 1 先将各片拱箱逐一吊装合
14、龙 形成一孔裸拱圈 然后处理全部纵横接头 浇筑接头混凝土 2 浇筑拱箱间的纵缝混凝土 图中 各步骤为纵缝浇筑 3 拱上各横墙加载 工作按左 右两半拱对称 均匀同时进行 见图中 步骤 4 安砌腹拱圈及主拱圈拱顶实腹段侧墙 5 拱顶填料 腹拱填料 形成桥面系 第四章拱桥的施工第三节上承式拱桥缆索吊装施工 38 39 第三中 下承式拱桥的施工 a 一般施工程序中承式拱桥与下承式拱桥在构造上的唯一差别是前者在两端的桥面系以下是用门架代替吊杆 它们的施工程序基本上是相同的 即其中拱肋施工是整个过程的关键 拱肋施工 横向风撑 吊杆 及门架 横梁 纵向桥面板 桥面构造 第四章拱桥的施工第四节中 下承式拱桥的
15、施工 40 第四章拱桥的施工第四节中 下承式拱桥的施工 41 采用泵送顶升压注施工 从两拱脚向拱顶对称均衡地一次压注完成 除拱顶外不宜在其余部位设置横隔 钢管混凝土具有低泡 大流动性 收缩补偿 延后初凝和早强的工作性能 钢管混凝土压注前应清洗管内污物 润湿管壁 泵入适当水泥浆后再压注混凝土 直到钢管顶端排气孔排出合格的混凝土时停止 完成以后应关闭设于压注口的倒流截止阀 钢管混凝土的质量检测以超声波检测为主 人工敲击为辅 钢管混凝土的泵送顺序是先钢管后腹箱 第四章拱桥的施工第四节中 下承式拱桥的施工 42 d 劲性骨架钢管混凝土拱肋的施工 一般设计成箱形截面的形式 以钢管混凝土骨架代替钢筋骨架
16、将钢管混凝土骨架当成浇筑混凝土的钢支架 直接在它的外面包上一定厚度的混凝土 这种形式提高了截面的承载能力 又省掉了施工中的卸架工序 它的钢管拱本身的安装和向钢管中压注混凝土的方法及要求完全与钢管混凝土拱肋相同 但是在浇筑外包混凝土的过程中特别要注意以下问题 准确地设置预拱度保证拱肋在施工过程中的侧向稳定 第四章拱桥的施工第四节中 下承式拱桥的施工 43 三 混凝土拱桥施工的特点 板拱桥施工的特点 混凝土肋拱桥施工的特点 双曲拱桥施工的特点 箱型拱桥施工的特点 钢管混凝土拱桥施工的特点 劲性骨架拱桥施工的特点 44 1 板拱桥 板拱又可分为石板拱 混凝土板拱和钢筋混凝土板拱等 主拱圈采用矩形实体截面的拱桥称为板拱桥 构造简单 施工方便 使用广泛 自重较大 不经济 通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中采用 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 45 2 混凝土肋拱 它是将板拱划分成两条或多条分离的 高度较大的拱肋 肋与肋间用横系梁相联 这样就可以用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩 从而节省材料 减轻拱桥的自重 因此多用于大 中跨径的拱桥 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 46 3 双曲
