斜拉橋施工—梁部

1、1p斜拉橋主梁作為斜拉橋主要的承力構(gòu)件，與其它梁式橋相比，具有梁體高跨比小、梁體纖細(xì)、抗彎能力較差等特點(diǎn)。除少數(shù)人行橋采用諸如玻璃鋼之類的復(fù)合材料外，一般有鋼和混凝土兩種，這兩種材料又可組合成鋼主梁、混凝土主梁、鋼-混凝土疊合梁、鋼混凝土混合梁等幾種類型。常采用的截面形式有板式、箱形、形肋板式等。按照索、塔、梁三者不同的結(jié)合方式，主梁可分為漂浮體系、支承體系、塔梁固結(jié)體系及剛構(gòu)體系等四種結(jié)構(gòu)體系。 p斜拉橋主梁施工方法與梁式橋大致相同，一般可分為頂推法、平轉(zhuǎn)法、支架法和懸臂法等四種。 2p頂推法：特點(diǎn)是施工需在跨間設(shè)置若干臨時(shí)支墩，頂推過程中主梁要反復(fù)承受正、負(fù)彎矩。該法較適用于橋下凈空小、修

2、建臨時(shí)支墩造價(jià)較低、支墩不影響橋下通航、能反復(fù)承受正、負(fù)彎矩的鋼斜拉橋主梁的施工。對混凝土斜拉橋而言，一般是在拉索張拉前頂推主梁，臨時(shí)支墩間距如不能滿足主梁負(fù)擔(dān)自重彎矩能力時(shí)，為滿足施工需要，要在主梁內(nèi)設(shè)置臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束，這在經(jīng)濟(jì)上并不合算。 p平轉(zhuǎn)法：分別在兩岸或一岸順河流方向的矮支架上現(xiàn)澆主梁，并在岸上完成所有的安裝工序，即包括落架、張拉、調(diào)索，然后以塔墩為圓心，整體旋轉(zhuǎn)到橋位合龍。該法適用于橋址地形平坦、塔身較低和適合整體轉(zhuǎn)動(dòng)的中小跨徑斜拉橋。 3 支架法澆筑主梁具有施工簡單方便，能確保結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)線形的優(yōu)點(diǎn)，但它僅適用于橋下凈空小、架搭設(shè)支架不影響橋下交通的情況。混凝土斜拉橋主梁在塔柱附

3、近的0號、1號梁段一般需采用支架法現(xiàn)澆施工，其施工工序與一般梁式橋相同。本圖為活動(dòng)門式支架施工主梁沈陽富民橋4蘇州京杭運(yùn)河斜拉橋岸上跨采用現(xiàn)澆支架法施工鋼筋混凝土主梁5p懸臂施工法分懸臂澆筑法和懸臂拼裝法。p懸臂澆筑法是在塔柱兩側(cè)用掛籃對稱逐段澆筑主梁混凝土。p懸臂拼裝法是先在塔柱區(qū)現(xiàn)澆(對采用鋼梁的斜拉橋?yàn)榘惭b)一段放置起吊設(shè)備的起始梁段，然后用起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)依次對稱拼裝梁體節(jié)段。p上述的幾種施工方法中，懸臂法因適用范圍較廣而成為目前斜拉橋主梁施工最常用的方法，其余幾種很少被采用。 678p 在斜拉橋主梁懸臂施工過程中，索塔兩側(cè)的梁體因自重荷載的不平衡會產(chǎn)生一定的傾覆力矩，且因兩側(cè)斜拉索

4、張拉索力的不對稱性將會產(chǎn)生一定的水平推力。當(dāng)飄浮體系的斜拉橋采用懸臂法進(jìn)行主梁施工時(shí)，為確保結(jié)構(gòu)在施工階段的安全，一般在施工中都需采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行塔梁臨時(shí)固結(jié)，待施工完畢后再進(jìn)行拆除。對于塔梁墩固結(jié)的斜拉橋則不需臨時(shí)固結(jié)。斜拉橋主梁施工臨時(shí)固結(jié)的措施主要有以下兩種。 ( (一一) )加臨時(shí)支座并錨固主梁加臨時(shí)支座并錨固主梁 ( (二二) )設(shè)臨時(shí)支承設(shè)臨時(shí)支承9p ( (一一) )加臨時(shí)支座并錨固主梁加臨時(shí)支座并錨固主梁p 這種方法構(gòu)造簡單，制作和裝拆方便，安全可靠。即在下橫梁上設(shè)置四個(gè)混凝土臨時(shí)支座，將粗螺紋鋼的下端預(yù)埋在主塔下橫梁中，鋼筋中段穿過支座和梁體并錨在0號梁段頂部；鋼筋的數(shù)量由

5、施工反力計(jì)算確定。為便于拆除，在每個(gè)支座中間可設(shè)20mm厚的硫磺砂漿夾層。p ( (二二) )設(shè)臨時(shí)支承設(shè)臨時(shí)支承p 在塔墩兩旁設(shè)立臨時(shí)支承與臨時(shí)支座共同承擔(dān)施工反力，臨時(shí)支承常用鋼管樁或鋼護(hù)筒。在下塔柱上設(shè)置預(yù)埋件作為臨時(shí)支承的錨座。如果塔兩側(cè)的主梁不對稱，拆除這些支承時(shí)飄浮體系會引起體系轉(zhuǎn)換，梁向一端(通常是向岸端)水平移動(dòng)，索力重新分布，如該水平位移甚大，而且是突然發(fā)生時(shí)，會引起事故，因此拆除支承時(shí)應(yīng)特別注意。當(dāng)0號塊尚在支架上即已安裝1號塊和1號索時(shí)，經(jīng)過計(jì)算，也可不設(shè)臨時(shí)支承，僅設(shè)置一些簡單約束即可。 10墩頂臨時(shí)固結(jié)及墩旁托架11a)支架現(xiàn)澆0號及1號塊并掛索；b)拼裝牽索掛籃，對

6、稱懸澆梁段；c)掛籃前移，依次懸澆梁段1.索塔；2-現(xiàn)澆梁段；3.現(xiàn)澆支架；4.前支點(diǎn)掛籃；5.斜拉索；6.前支點(diǎn)斜拉索；7-懸澆梁段12p 斜拉橋與一般梁橋相比，主梁高跨比較小，梁體十分纖細(xì)，抗彎能力差，當(dāng)進(jìn)行懸臂澆筑施工時(shí)，如果仍采用傳統(tǒng)的掛籃，就會因掛籃自重大而導(dǎo)致梁塔和拉索截面設(shè)計(jì)由施工內(nèi)力控制，顯得很不經(jīng)濟(jì)。所以施工中可利用斜拉橋結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)，充分發(fā)揮斜拉索的效用，盡量減輕施工荷載。在各種施工方法中，主梁懸臂施工采用的掛籃形式很多，各有特色，歸納起來可分為普通掛籃、勁性骨架掛籃、前支點(diǎn)掛籃三種。p 后錨點(diǎn)掛籃：在澆筑一個(gè)節(jié)段混凝土過程中，掛籃結(jié)構(gòu)和索塔結(jié)構(gòu)無直接關(guān)系，掛籃的定位和一個(gè)

7、節(jié)段的混凝土澆筑過程中一個(gè)節(jié)段的混凝土澆筑過程不需調(diào)索，施工工藝簡單。但掛籃需承受全部施工荷載，節(jié)段長度受限，要求掛籃有較大的剛度。p 勁性骨架掛籃：利用斜拉索吊拉主梁中的勁性骨架，減少掛籃所受荷載，施工安全可靠，但鋼材用量大，很少使用。p 前支點(diǎn)掛籃：結(jié)構(gòu)合理，能充分發(fā)揮斜拉索的效用而使用最為普遍。其不足之處是在澆筑一個(gè)節(jié)段混凝土過程中要分階段調(diào)索，工藝復(fù)雜，掛籃與斜拉索之間的套管定位難度較大。13p前支點(diǎn)掛籃也稱牽索式掛籃，利用待澆梁段斜拉索作為掛籃前支點(diǎn)支承力，施工過程中將掛籃后端錨固在已澆梁段上，它能充分發(fā)揮斜拉索的效用，由斜拉索和已澆梁段來共同承擔(dān)待澆節(jié)段的混凝土梁段的重量。待主梁混

8、凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除斜拉索與掛籃的連接，使節(jié)段重力轉(zhuǎn)換到斜拉索上，再前移掛籃。前支點(diǎn)掛籃的優(yōu)越性在于它使普通掛籃中的懸臂梁受力變成為簡支梁受力，使節(jié)段懸澆長度及承重能力均大為提高，加快了施工進(jìn)度。其不足之處是在澆筑一個(gè)節(jié)段混凝土過程中要分階段調(diào)索，工藝復(fù)雜，掛籃與斜拉索之間的套管定位難度較大。 14p前支點(diǎn)掛籃主要由承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、牽索系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及行走系統(tǒng)五大部分組成。牽索系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)作為前支點(diǎn)掛籃的關(guān)鍵部位，在施工過程中應(yīng)作經(jīng)常性檢查。同時(shí)牽索系統(tǒng)也是前支點(diǎn)掛籃區(qū)別于普通懸臂式掛籃的核心所在。在澆筑主梁混凝土之前，前支點(diǎn)掛籃通過牽索系統(tǒng)與斜拉索臨時(shí)聯(lián)結(jié)在一起，使掛籃和節(jié)段混凝土

9、的自重由斜拉索承擔(dān)一部分，以減小掛籃作用在主梁上的垂直荷載，它的另一作用是完成體系轉(zhuǎn)換，即將澆筑節(jié)段混凝土之前臨時(shí)錨固在掛籃上的斜拉索在澆筑后錨固到斜拉橋主梁上。151-已澆梁段斜拉索；2-待澆梁段前支點(diǎn)斜拉索；3-索管；4-拉索錨具；5-接長拉桿；6-千斤頂；7-水平力平衡桿；8-掛籃上橫粱；9-掛籃桁架；10-懸掛升降系統(tǒng)；11-下底模；12-頂板底模 16江津地維長江大橋17 江津地維長江大橋18鋼箱式前支點(diǎn)掛籃示意圖1-縱梁；2-C型掛粱；3-水平止推座；4-水平止推桿；5-轉(zhuǎn)動(dòng)錨座；6-后錨座系統(tǒng)；7-斜拉索；8-前支點(diǎn)斜拉索；9-待澆梁段 19四川宜賓中壩大橋施工掛籃 20p我國于

10、20世紀(jì)70年代至90年代初修建的斜拉橋，主梁采用普通掛籃懸臂澆筑施工的較多，其掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)造與受力特性同連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)主梁施工中使用的相似。p因?yàn)閽旎@是施工梁段的承重結(jié)構(gòu)，又是施工梁段的作業(yè)現(xiàn)場，隨著施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，掛籃已由過去的壓重平衡式發(fā)展成現(xiàn)在的通用的后錨點(diǎn)掛籃。后錨點(diǎn)施工掛籃結(jié)構(gòu)的形式主要桁架式、斜拉式兩類。p桁架式掛籃按其構(gòu)成部件的不同，可分為萬能桿件掛籃、貝雷梁（或裝配式公路鋼桁梁組合式）掛籃、型鋼組合式掛籃、桁組合式掛籃等。按桁架構(gòu)成形狀的不同，又可分為平行桁架式、平弦無平衡重式、弓弦式、菱形式等多種。p斜拉式掛籃主要有三角斜拉、預(yù)應(yīng)力筋斜拉、體內(nèi)斜拉等多種。21p預(yù)應(yīng)力混

11、凝土斜拉橋懸臂拼裝法是先在塔柱區(qū)現(xiàn)澆一段放置起吊設(shè)備的起始梁段，然后用適宜的起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)依次對稱安裝預(yù)制節(jié)段，使懸臂不斷伸長直到合龍。非塔、梁、墩固結(jié)的斜拉橋采用懸臂拼裝法施工時(shí)，需采取臨時(shí)固結(jié)措施，方法與懸臂澆筑法相同。此法對預(yù)制場地和起重設(shè)備要求較高，一般沒有懸臂澆筑法使用廣泛 。22p( (一一) )特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)及適用條件p懸臂拼裝法由于主梁是預(yù)制的，墩塔與梁可平行施工，因此可以縮短施工周期，加快施工進(jìn)度，減少高空作業(yè)。主梁預(yù)制混凝土齡期較長，收縮和徐變影響小，梁段的斷面尺寸和澆筑質(zhì)量容易得到保證。但該法需配備一定的吊裝設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，要有適當(dāng)?shù)念A(yù)制場地和運(yùn)輸方式，安裝精度要

12、求較高。23p( (二二) )梁段的預(yù)制、移運(yùn)及整修梁段的預(yù)制、移運(yùn)及整修p主梁在預(yù)制場的預(yù)制應(yīng)考慮安裝順序，以便于運(yùn)輸。預(yù)制臺座按設(shè)計(jì)要求設(shè)置預(yù)拱度，各梁段依次串聯(lián)預(yù)制，以保證各梁段相對位置及斜拉索與預(yù)應(yīng)力管道的相對尺寸。預(yù)制塊件的長度劃分以梁上水平索距為標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)起吊能力決定，采用一個(gè)索距或?qū)⒁粋€(gè)索距梁段分為有索塊和無索塊兩個(gè)節(jié)段預(yù)制安裝。塊件的預(yù)制工序、移運(yùn)和整修均與一般預(yù)制構(gòu)件相同。24p鋼桁架和鋼箱是鋼斜拉橋及鋼-混凝土疊合梁斜拉橋的主要受力構(gòu)件。鋼桁架和鋼箱一般先在工廠加工制作，再運(yùn)至現(xiàn)場吊裝就位，鋼梁在出廠前需按設(shè)計(jì)精度進(jìn)行預(yù)拼裝。鋼梁預(yù)制節(jié)段長度從方便架設(shè)考慮，以布置12根斜拉索和24根橫梁為