施工方法與恒載內(nèi)力

施工方法與恒載內(nèi)力第1頁(yè)/共53頁(yè)本章的主要內(nèi)容3.1概述3.2滿堂支架施工3.3簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工3.4逐跨施工法3.5頂推施工法3.6懸臂施工法第2頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述橋梁施工過(guò)程的內(nèi)力，成橋狀態(tài)的內(nèi)力及最終設(shè)計(jì)內(nèi)力與施工方法密切相關(guān)，從而影響到其配筋設(shè)計(jì)，包括預(yù)應(yīng)力筋的布置方式和數(shù)量。施工方法包括滿堂支架施工法、頂推施工法、逐跨施工法、簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法、懸臂施工法以及轉(zhuǎn)體施工法等。第3頁(yè)/共53頁(yè)對(duì)比分析不同施工方法對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力的影響例：三跨連續(xù)梁，結(jié)構(gòu)自重集度取100kN/m，分別采用滿堂支架施工法、逐跨澆注施工法、懸臂澆注施工法A（先邊跨合龍，后中跨合龍）、懸臂澆注施工法B（先中跨合龍，后邊跨合龍）等四種施工方法，試對(duì)各施工方法的恒載內(nèi)力進(jìn)行對(duì)比分析?！?.1概述第4頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述施工方法一：滿堂支架施工法第5頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述施工方法二：逐跨澆注施工法第6頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述施工方法三：懸臂澆注施工法A（先邊跨、后中跨合龍）第7頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述施工方法四：懸臂澆注施工法B（先中跨、后邊跨合龍）第8頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述經(jīng)過(guò)計(jì)算，四種施工方法對(duì)應(yīng)的橋梁恒載內(nèi)力。第9頁(yè)/共53頁(yè)§3.1概述結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力計(jì)算特點(diǎn)簡(jiǎn)支梁，恒載內(nèi)力一般可按照成橋后的結(jié)構(gòu)圖式進(jìn)行計(jì)算。超靜定橋梁結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算存在如下特點(diǎn)：（1）需按施工過(guò)程建立每一個(gè)施工階段的結(jié)構(gòu)受力計(jì)算圖式，分析每階段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形。（2）分別將全部施工階段的內(nèi)力與變形疊加，得最終的結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力與變形。（3）采用不同的施工方法，結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力不同。第10頁(yè)/共53頁(yè)§3.2滿堂支架施工法整體澆注時(shí)也叫一次落架法、支架就地澆注法。工序：搭設(shè)支架、安裝模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、卸落支架。特點(diǎn)：最古老最簡(jiǎn)單，需要大量支架、工期長(zhǎng)、臨時(shí)材料用量大，不太經(jīng)濟(jì)。施工過(guò)程受力體系不發(fā)生改變。3.2.1施工方法第11頁(yè)/共53頁(yè)§3.2滿堂支架施工法支架是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，由于支架要承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的大部分質(zhì)量，因此，支架必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以保證就地澆注的順利進(jìn)行。支架的基礎(chǔ)要進(jìn)行處理，保證基礎(chǔ)可靠，構(gòu)件連接要緊密，并要加入縱橫向連接斜撐，使支架連為一體。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，以檢驗(yàn)支架可靠性。3.2.1施工方法第12頁(yè)/共53頁(yè)§3.2支架就地澆注施工第13頁(yè)/共53頁(yè)支架現(xiàn)澆§3.2滿堂支架施工法3.2.1施工方法第14頁(yè)/共53頁(yè)支架現(xiàn)澆法§3.2滿堂支架施工法第15頁(yè)/共53頁(yè)鋼管支架§3.2滿堂支架施工法第16頁(yè)/共53頁(yè)§3.2滿堂支架施工法結(jié)構(gòu)一次形成，無(wú)體系轉(zhuǎn)換，恒載內(nèi)力按照最終結(jié)構(gòu)體系計(jì)算。3.2.2恒載內(nèi)力計(jì)算第17頁(yè)/共53頁(yè)先現(xiàn)澆或預(yù)制簡(jiǎn)支梁，并在簡(jiǎn)支梁的端部預(yù)留接縫位置，待簡(jiǎn)支梁達(dá)到強(qiáng)度、安裝就位后，再澆筑接縫混凝土及張拉連接預(yù)應(yīng)力筋，成為連續(xù)梁。結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化，由簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁?！?.3簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工3.3.1施工方法第18頁(yè)/共53頁(yè)§3.3簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工3.3.1施工方法第19頁(yè)/共53頁(yè)恒載內(nèi)力分兩步完成：

第一階段簡(jiǎn)支梁受力狀態(tài)，自重效應(yīng)按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。3.3.2恒載內(nèi)力計(jì)算§3.3簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工第20頁(yè)/共53頁(yè)3.3.2恒載內(nèi)力計(jì)算§3.3簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)施工

第二階段濕接縫完成，結(jié)構(gòu)變連續(xù)梁，二期恒載作用在連續(xù)梁上。第21頁(yè)/共53頁(yè)是逐孔現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆或逐跨裝配、連續(xù)施工的一種方法。施工支架少，速度快，適合跨數(shù)較多的橋梁施工。施工過(guò)程結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化，由懸臂梁或簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁?！?.4逐跨施工法3.4.1施工方法——支架現(xiàn)澆法第22頁(yè)/共53頁(yè)§3.4逐跨施工法3.4.1施工方法——移動(dòng)模架法第23頁(yè)/共53頁(yè)§3.4逐跨施工法3.4.2恒載內(nèi)力計(jì)算第24頁(yè)/共53頁(yè)§3.4逐跨施工法3.4.2恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)不斷變化，存在多次體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)自重作用分階段施加。階段1：在支架上澆注邊跨混凝土，形成懸臂梁狀態(tài)。懸臂梁體系。第25頁(yè)/共53頁(yè)§3.4逐跨施工法3.4.2恒載內(nèi)力計(jì)算階段2：支架前移，澆注第二跨混凝土，拆模后形成帶懸臂的二跨連續(xù)梁，計(jì)算新增加的梁段重量產(chǎn)生的恒載內(nèi)力。以此類推，形成帶懸臂的三跨連續(xù)梁。帶懸臂的連續(xù)梁橋計(jì)算模式。第26頁(yè)/共53頁(yè)§3.4逐跨施工法3.4.2恒載內(nèi)力計(jì)算階段3：在支架上澆注第四跨混凝土，最終形成連續(xù)梁體系。加的梁段重量產(chǎn)生的恒載內(nèi)力。連續(xù)梁橋體系。將各階段計(jì)算得到的恒載內(nèi)力進(jìn)行疊加，則得到恒載內(nèi)力。第27頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.1施工方法1）預(yù)先在岸上預(yù)制部分梁段，采用頂推設(shè)備將其逐步向河對(duì)岸方向頂推，邊頂推邊預(yù)制后面的梁段，直到完成為止。2）為減小頂推過(guò)程中懸臂梁的負(fù)彎矩，設(shè)置長(zhǎng)度為0.6-0.7倍橋梁跨徑的鋼導(dǎo)梁，鋼導(dǎo)梁自重輕、剛度大，有時(shí)還需要設(shè)置臨時(shí)墩。3）頂推法施工的連續(xù)梁橋一般采用等高度等跨徑設(shè)計(jì)。第28頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算頂推法施工連續(xù)梁的受力特點(diǎn)：施工過(guò)程中，梁是移動(dòng)的，受力圖式不斷變化。1）頂推過(guò)程中，梁的每一個(gè)截面位置都在不斷變化，結(jié)構(gòu)受力計(jì)算圖式也不斷變化，故截面的內(nèi)力也不斷變化，正負(fù)彎矩交替。2）當(dāng)整個(gè)梁頂推就位后，其恒載內(nèi)力與整體支架施工法的連續(xù)梁相同。第29頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算例題：兩跨等截面連續(xù)梁，鋼導(dǎo)梁長(zhǎng)度為l/2，橋梁跨徑為l，導(dǎo)梁自重為q/5，混凝土梁自重為q。選擇4個(gè)典型階段考察截面1和截面2的自重彎矩。第30頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算階段1：第一跨懸臂階段鋼導(dǎo)梁即將到達(dá)1號(hào)墩之前的最大懸臂階段。荷載：M1=-ql2/40M2=-ql2/5第31頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算階段2：?jiǎn)慰绾?jiǎn)支梁階段鋼導(dǎo)梁到達(dá)1號(hào)墩后，按簡(jiǎn)支梁受力分析。荷載：M1=3ql2/40M2=0第32頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算階段3：第二跨懸臂階段荷載：M1=-ql2/10M2=3ql2/40第33頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算階段4：頂推完成階段頂推完成后，拆除導(dǎo)梁，為兩跨連續(xù)梁，自重為q。荷載：M1=0M2=ql2/16第34頁(yè)/共53頁(yè)§3.5頂推施工法3.5.2施工內(nèi)力計(jì)算對(duì)頂推法施工的橋梁，需按頂推過(guò)程計(jì)算出各截面最不利內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。第35頁(yè)/共53頁(yè)包括懸臂澆筑法和懸臂拼裝法?！?.6懸臂施工法3.6.1施工方法第36頁(yè)/共53頁(yè)施工過(guò)程中：墩梁臨時(shí)固結(jié)，主梁從墩頂向兩邊同時(shí)對(duì)稱分段澆筑或拼裝，直至合龍。合龍之前，結(jié)構(gòu)受力呈T構(gòu)狀態(tài)，屬靜定結(jié)構(gòu)，梁的受力與懸臂梁相同?！?.6懸臂施工法3.6.1施工方法第37頁(yè)/共53頁(yè)合龍后拆除臨時(shí)固結(jié)，轉(zhuǎn)換為連續(xù)體系。僅需掛籃等少量施工設(shè)備，避免大量的支架，特別適合建造跨越深谷、河流的大跨連續(xù)梁橋?！?.6懸臂施工法3.6.1施工方法第38頁(yè)/共53頁(yè)懸臂澆筑法§3.6懸臂施工法3.6.1施工方法第39頁(yè)/共53頁(yè)懸臂澆筑法幾種常用掛藍(lán)示意平行桁架掛藍(lán)三角組合兩式掛藍(lán)菱形掛藍(lán)弓弦式掛藍(lán)§3.6懸臂施工法第40頁(yè)/共53頁(yè)懸臂澆筑法掛藍(lán)桁架式掛藍(lán)第41頁(yè)/共53頁(yè)懸臂澆筑法掛藍(lán)三角（斜拉式）掛藍(lán)第42頁(yè)/共53頁(yè)懸臂澆筑法掛藍(lán)菱形掛藍(lán)施工第43頁(yè)/共53頁(yè)懸臂澆筑法掛藍(lán)弓弦式掛藍(lán)第44頁(yè)/共53頁(yè)懸臂施工法懸臂拼裝§3.6懸臂施工法第45頁(yè)/共53頁(yè)3.6.2懸臂澆筑法施工時(shí)連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計(jì)算例題：三跨等截面連續(xù)梁，上部結(jié)構(gòu)采用掛藍(lán)對(duì)稱懸臂澆筑法施工，整體分為5個(gè)階段。§3.6懸臂施工法第46頁(yè)/共53頁(yè)階段1：在主墩上懸臂澆筑箱梁先澆筑0#塊件，并用粗鋼筋將梁與墩身臨時(shí)固結(jié)；采用掛藍(lán)向橋墩兩側(cè)分節(jié)段對(duì)稱平衡施工；邊跨不對(duì)稱部分采用支架施工。邊墩支座暫不受力，T構(gòu)狀態(tài)。荷載：自重q和掛藍(lán)重力P掛。3.6.2懸臂澆筑法施工時(shí)連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計(jì)算§3.6懸臂施工法第47頁(yè)/共53頁(yè)階段2：邊跨合龍澆筑合龍段混凝土；張拉合龍索（暫不考慮預(yù)應(yīng)力計(jì)算）拆除臨時(shí)固結(jié)，體系轉(zhuǎn)換；拆除支架和邊跨掛藍(lán)。結(jié)構(gòu)體系為懸臂梁，荷載：邊跨部分梁體自重q和拆除掛藍(lán)重力-P掛。3.6.2懸臂澆筑法施工時(shí)連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計(jì)算§3.6懸臂施工法第48頁(yè)/共53頁(yè)階段3：中跨合龍澆筑完中跨合龍段混凝土?xí)r，當(dāng)混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前，結(jié)構(gòu)體系仍為懸臂梁。合龍段混凝土自重q和掛藍(lán)重力P掛的合力按集中力R0作用在兩端。3.6.2懸臂澆筑法施工時(shí)連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計(jì)算§3.6懸臂施工法第49頁(yè)/共53頁(yè)階段4：拆除中跨合龍段的掛藍(lán)全橋已形成整體結(jié)構(gòu)。原先由掛藍(lán)承擔(dān)的合龍段自重作用到整體結(jié)構(gòu)上。荷載：合龍段自重q和拆除荷載-R0。3.6.2懸臂澆筑法施工時(shí)連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計(jì)算§3.6懸臂施工法第50頁(yè)/共53頁(yè)階段5：施工橋面（二期恒載）荷載：二