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1、 兰州交通大学博文学院兰州交通大学博文学院兰州交通大学博文学院铁路工程施工课程设计预应力混凝土连续梁桥施工预应力混凝土连续梁桥施工专专 业：业： 土土 木木 工工 程程 姓姓 名：名： 董波涛董波涛 学学 号：号： 班班 级：级： 2010 级土木级土木 15 班班 指导教师：指导教师： 张张 敏敏 日日 期：期： 2013-06-25 1预应力混凝土连续梁桥施工预应力混凝土连续梁桥施工摘要摘要连续梁桥是工程上广泛使用的一种桥型,它不但具有可靠的强度,刚度及抗裂性,而且具有行车舒适平稳,养护工作量小,设计及施工经验成熟的特点。设计一座梁桥必须从桥跨布设,尺寸拟定,钢束布置以及施工方法等方面综合
2、考虑,还要充分考虑设计参数和环境影响。大跨度预应力混凝土连续梁桥 T 构悬臂施工时由于个体差异大，在相同的设计条件下，由于混凝土的非匀质性、施工人员配备、施工材料的特异性以及外界环境条件的不同，其线形控制、应力控制、稳定性控制等都不尽相同。本文主要对连续梁悬臂施工对大跨度连续梁桥的施工控制作及施工过程中的常见问题进行简要分析。关键词关键词：预应力、连续梁桥、设计、施工控制、箱梁。2一、施工概述一、施工概述预应力混凝土连续梁桥在施工过程中常常会出现体系转换，因此施工阶段的应力与变形必须在结构设计中予以考虑。不同的施工方法，在施工各阶段的内力也不同，有时结构的控制设计出现在施工阶段。所以，对连续梁
3、桥，设计与施工是不能也无法截然分开的，、结构设计必组考虑施工的方法、施工内力与变形，而施工方法的选择应符合设计的要求，形成设计与施工互相制约、相互配合、不断发展的关系。回顾混凝土连续染桥的发展，可以浦楚地着到:施工技术的发展对桥架的跨径、桥梁的线型、截面型式等方面起粉皿要的作用。初期的混凝土连续梁桥采用搭设支架就地浇筑的施工方法，桥梁的跨径多为 30-40m，由于施工工期长，并耗用大蚤木材，因而建造连续梁桥数量很少。六十年代初期，蔽竹施工方法从钢桥引入预应力混凝土桥后，使预应力混经土连续梁桥得到了迅速发展。它可以不用或少用支架，不影响河道通航，将桥梁逐段惫价施工，其跨越能力已进展到 200M
4、以上，因而扩大了混凝土连续梁桥的适用范围。连续梁桥因具有跨径大、造型协调、行车条件优越等特点，使预应力混凝土连续粱桥在近 20 年来在桥梁方案的竞争中常常取胜。每一种施工方法都有优点，也存在不足之处，如悬竹施工法的施工设备是由桥敬开始向两侧对称移动施工，当某一墩悬臂施工完成后，它的施工设备需要从悬竹端部拆除，移运到另一桥墩上安装，之后继续悬臂施工。渐进施工法是从惫臂施工中引伸出的一种施工法。渐进施工采用一套设备，从桥的一端开始，非对称惫竹施工到桥墩，为了解决单边受力，施工中需要有临时结构负担施工街载和旅份自龙，通常采用料缆式吊索完成，悯索的泣力可由钢塔下的竖向千斤顶佣整，也可用俗设临时排架的方
5、法安装。施工时，施工的用具、材料或顶制构件均由已完成的粱上纵向运到施工现场，甚至桥墩也可在桥梁悬粉状态进行施工，待桥墩完成后，移动支承体系，继续惫碑施工。渐进法是一种几乎不占施工场地，不藉拆装惫价施工设备的连续施工法。但这一施方法使施工设备与施工技术复杂化了，工期也较长。因此实际应用较少，除非是有关部门限定 7 施工现场。例如美国位于北卡罗来纳(North Carolina)州老爷山附近的林库夫(LinnCove)高架桥，地处风景游览区，无施工现场可以利用，就是采用渐进法施工的。3为了改进悬臂施工法中施工设备的拆装、移坛工作，后来又发展了应用导梁的惫胃施工方法。随粉桥梁结构的发展，对抢工方法提
6、出了各种不同的要求，促进了施工方法的发展来满足各种结构的禽要。当桥梁的跨径主要考虑经济分孔，一般为 30-50m 时，常采用等成面，在施工上铃要连续多跨施工，则要求施工快速、简便，使用一套机器设备连续作业。因此，出现了逐孔架设法、移动模架法等施工方法。同时就一种施工方法面亩，也有多种情况适应不同的要求。如逐孔架设法，既有分节段拼装的逐孔施工，又有整孔预制吊装的逐孔施工，既可使用大型起重机具，又可仅需简易起重设备的方法，可以根据不同要求选择。移动模架法是采用大型施工设备，就地逐跨完成桥梁施工。在桥位上完成模板、钢筋、混凝土浇筑、张拉工艺、养生等一系列工作后纵移施工设备连续施工。它相当于将桥梁的预
7、制厂移到桥位，在高空中施工。因此，移动摸架法有“活动预制厂”之称。它对于大型桥梁工程的施工走向工厂化、机械化、自动化和标准化，而不需移运、吊装工序，是一种有益的尝试。顶推法施工用于建造预应力混凝土连续粱桥，使这种桥梁获得了更大的生命力。顶推法仅采用少呈锚具的施工设备，来完成大桥的施工，而且能保证预制质盆，易于旅工管理，对周围环境没有嗓声。近年来，采用顶推法施工的预应力混投土连续梁桥也有一定教量，并在不断提高其适用性。随着科学技术的发展和对施工的不同要求，还会出现更多的、适应各种不同条件的施工方法。预应力混凝土连续梁析的施工方法很多，不同的施工方法所需机具设备、劳力不同，施工的组织、安排和工期也
8、不一样，为了便于阐述，对比较相近的方法傲适当的归井。至于施工方法的选择，应根据桥梁的设计、施工的现场、环境、设备、经脸等因素决定。可以说，绝对相同的施工方法与施工组织是不存在的。因此必须结合具体实际，切忌生搬硬套。施工方法的选择是否合理将影响整个工程的造价，涉及施工质最和完成工期。当今的桥梁工程建设，施工必将会起着更加重要的作用。二、连续梁桥梁施工技术二、连续梁桥梁施工技术（1）在我国中小跨径的预应力混凝土连续梁桥施工中，除了最古老的支架现浇方法外，还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。（2）平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的
9、采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。根据连续梁桥的特点，采用4逐段平衡悬臂浇筑，先形成 T 构，再逐跨合龙，逐跨释放临时固定支座，完成体系转换，最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。常用的挂篮形式有偏架式和斜拉式。随着施工技术的进步，挂篮结构向着轻型化的方向发展，尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便，具有良好技术经济指标的挂篮。例如，上海黄浦江奉浦大桥等工程采用的菱型挂篮就是其中之一，该挂篮总重仅 50t，利用系数为 4.03 高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位
10、预应力锚固体系的研制开发和应用，促进了大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展。在 80 年代后期，国内开始生产 18edMPa 的低松弛预应力钢绞线，加上与其配套的大吨位预应力钱具和张拉设备的研制成功C50 与 C60 混凝土的应用，使得预应力连续梁桥结构轻型化，跨越能力得到很大提高。在这以前，我国大量采用 16000MPa5 的高强度碳素钢丝和与其配套的钢质锥形锚（即 F 式锚具）这种锚具的张拉吨位小使用时的控制张拉力仅 565kN，每张拉 10kN 预应力需要的布柬面积约为 0.255cm2kN;若采用 j15.212 型锚具张拉 10kN 预应力所需的布 束面积约为 0.096 cm2kN；采
11、用 j15.222 型的锚具时，张拉 10kN 预应力所需的布柬面积约为 0.067cm2kN。三者的比例为 1：0.38：0.26，由此可以看到，采用大吨位预应锚具体系后，使得预应力箱梁布柬范围内的顶板、腹板和底板尺寸，设计时由原来的布柬控制改为受力控制和按构造要求控制，这样，大大减小百箱梁断面的尺寸，减轻了上部结构的自重。箱梁混凝土及钢绞线的用量能够大大减少，从而使得预应力结构设计更趋合理、经济。若采用以往的钢质锥形锚具，预应力混凝土连续梁的跨越能力大多在 100m 左右。随着 1860MPa 钢绞线和大吨位预应力锚固体系的应用，建桥施工技术的发展，目前，我国连续梁桥的最大跨径已达 165
12、。连续剧构桥的最大跨径达到 270。，从而使得我国预应力混凝土梁桥的设计、施工技术进入世界先进行列。三、方案设计三、方案设计跨径布置跨径布置（1）标准跨径.的设计起讫桩号为：k784+274.323k784+424.323，实际桥长 172m。按照设计任务书中的要求，本联设计要求采用变截面连续箱梁结构形式，布置时，通过计算调整，最终确定本联的跨径布置如下：526m+40m3+26 m =172m标准跨径(相邻墩身轴线距离)布置图示如图。235640.0040.0040.00261426图 1-1 标准跨径布置(单位：m)由上图可知本联为五跨连续梁，由参考文献1第二章第一节(P69)可知，五跨连
13、续梁合理的跨径布置为：边跨与中跨之比为 0.65:10.7:1，且对称布置。该桥中选择的边跨与中跨之比为 0.65:1。（2）计算跨径上面的跨径布置为标准跨径，计算跨径还要考虑到两边跨伸缩缝及支座尺寸的折减。为了减小伸缩缝的宽度，把固定支座放在 4#墩上，让梁体向两边伸缩。由设计任务书可知本桥的设计年平均温差为20，混凝土材料的温度膨胀系数为 1.010-5/，则可计算得左右两边的伸缩缝宽度至少分别为：4cm，4cm；再考虑到支座尺寸的影响，计算跨径布置如下图：0.56m+25.4m+40m3+25.4m+0.56m235640.0040.0040.0025.401425.400.560.56
14、计算跨径布置(单位：m)由上图可知连续梁两端分别有 0.56m 和 0.56m 的悬臂段，但由于其长度很小，并且位于支座顶部，对内力影响很小，故在内力计算中忽略不计。故计算跨径为：25.4m+40m3+25.4m顺桥向设计顺桥向设计（1）纵坡设计为了满足桥梁纵向排水的需要，根据设计任务书要求，本设计桥梁纵坡取为1.5%。但由于纵坡坡度很小，对桥梁跨径和梁高基本没有影响，故在具体计算中，计算模型按平坡设计。（2） 梁高设计2#、3#、4#、5# (墩位编号，见图 1)支座处梁高：根据参考文献1第二章第一节(P69)，梁高为 1/16-1/20L，取 L/16，即 2.5m。61#、2#支座处梁高
15、：端部剪力效应很大，单靠增加腹板厚度来抵抗剪力，腹板会变得很厚，所以一方面增加腹板厚度，另一方面增大梁高。同时考虑到前后联梁高的衔接，梁高定为 1.5m。跨中梁高：根据文献1第二章第一节(P73)，梁高按经验为(1/301/50)L，取L/40，即 1m。（3）梁底曲线设计梁底曲线采用二次抛物线，本联中共有 3 种抛物线L1 左半跨、L5 右半跨(以跨中梁底为原点)： y1=-0.00310x2 (1-1) L2、L3、L4、：y2=-0.00375x2 (1-2)L1 右半跨、L5 左半跨：y3=-0.00930x2 (1-3)上面抛物线的计算考虑了支座处水平段长度(由于安放支座的需要，支座顶部的梁体 结构底面要有一定的水平宽度，这一宽度一般要大于支座顶板顺桥向长度)的影响。1#、6#处分别设置 0.56m 和 0.56m 的水平段；其它支座处分别设置 1.20m 的水平段。但在计算中忽略边支座计算中心以外的直梁段，
