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講義剛構(gòu)橋施工技術(shù)和拱橋施工技術(shù)1B413071剛構(gòu)橋施工一、平衡懸臂施工平衡懸臂施工可分為:懸臂澆筑法與懸臂拼裝法施工,前者是當(dāng)橋墩澆筑到頂以后,在墩頂安裝腳手鋼桁架,并向兩側(cè)伸出懸臂以供垂吊掛籃,實施懸臂澆筑(掛籃是主要施工設(shè)備);后者是將梁逐段分成預(yù)制塊件進(jìn)行拼裝,穿束張拉,自成懸臂。二、懸臂梁起步段施工為拼裝掛籃或吊機(jī),需在墩柱兩側(cè)先采用支撐托架澆筑一定長度的梁段。其施工托架可根據(jù)墩身高度、承臺形式和地形情況,分別支承在墩身、承臺或經(jīng)過加固的地面上。掛籃由主桁架、懸吊系統(tǒng)、錨固系與平衡重、行走系統(tǒng)以及工作平臺底模架等所組成。掛籃設(shè)置除應(yīng)保證強(qiáng)度安全可靠外,還應(yīng)滿足變形小、行走方便、錨固、裝拆容易以及各項施工作業(yè)的操作要求,并注意安全防護(hù)設(shè)施。三、箱梁混凝土的澆筑(懸臂澆筑)可視箱梁截面高度情況采用一次或兩次澆筑法。澆筑肋板混凝土?xí)r,兩側(cè)肋板應(yīng)同時分層進(jìn)行。澆筑頂板及翼板混凝土?xí)r,應(yīng)從外側(cè)向內(nèi)側(cè)一次完成,以防發(fā)生裂縫。當(dāng)箱梁截面較大(或靠近懸臂根部梁段),節(jié)段混凝土數(shù)量較多,每個節(jié)段可分兩次澆筑,先澆底板到肋板的倒角以上,再澆筑肋板上段和頂板,其接縫按施工縫要求處理。四、懸臂拼裝懸臂拼裝的主要工序包括:塊件預(yù)制、移運(yùn)、整修、吊裝定位、預(yù)應(yīng)力張拉、施工接縫處理等,各道工序均有其不同的要求,并對整個拼裝質(zhì)量具有密切影響。五、塊件拼裝接縫塊件拼裝接縫一般為濕接縫與膠接縫兩種。濕接縫用高強(qiáng)細(xì)石混凝土,膠接縫則采用環(huán)氧樹膠為接縫料。由于1號塊的安裝對控制該跨節(jié)段的拼裝方向和標(biāo)高非常關(guān)鍵,故1號塊與0號塊之間的接縫多以采用濕接縫以利調(diào)整1號塊位置。1B413072拱橋施工一、現(xiàn)澆混凝土拱圈跨徑較小的拱圈或拱肋,應(yīng)按拱圈的全寬從兩端拱腳向拱頂對稱地連續(xù)澆筑混凝土,并應(yīng)在拱腳混凝土初凝前全部完成??鐝捷^大的拱圈或拱肋,應(yīng)沿拱跨方向分段對稱澆筑,分段的位置應(yīng)以拱架受力對稱、均勻和變形小為原則,且宜設(shè)置在拱頂、£/4部位、拱腳及拱架節(jié)點等處;各段的接縫面應(yīng)與拱軸線垂直,各分段點應(yīng)預(yù)留間隔槽,其寬度宜為0.5~1.0m,槽內(nèi)有鋼筋接頭時,其寬度尚應(yīng)滿足鋼筋接頭的需要。澆筑拱圈混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格按照預(yù)先制訂的澆筑程序?qū)ΨQ于拱頂進(jìn)行,并應(yīng)控制兩端的澆筑速度,避免產(chǎn)生過大的偏差。分段澆筑時,各分段內(nèi)的混凝土宜一次連續(xù)澆筑完成,因故中斷時,應(yīng)澆筑成垂直于拱軸線的施工縫;如已澆筑成斜面,成鑿成垂直于拱軸線的平面或臺階式結(jié)合面。大跨徑鋼筋混凝土箱形拱圈采用在拱架上組裝部分預(yù)制部件然后現(xiàn)澆混凝土的方法進(jìn)行施工時,組裝和現(xiàn)澆均應(yīng)從兩拱腳向拱頂對稱進(jìn)行。箱形拱圈的底板施工時,應(yīng)按拱架的變形情況設(shè)置間隔縫,縫內(nèi)的混凝土應(yīng)在底板合龍時澆筑;拱圈的底、腹板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%后方可安裝蓋板,鋪設(shè)鋼筋,現(xiàn)澆頂板混凝土。二、勁性骨架澆筑拱圈勁性骨架混凝土拱橋施工程序包括勁性骨架安裝、灌注管內(nèi)混凝土、灌注鋼管管外包混凝土,從而形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中,先期形成的鋼管和鋼管混凝土是作為施工的勁性骨架而起作用的,在成橋后,勁性骨架也參與結(jié)構(gòu)受力,但鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)布置和截面大小一般是由施工受力控制的。勁性骨架混凝土拱橋的外包拱圈以鋼管混凝土勁性骨架為依托,利用吊掛模板澆筑,并按照橫向分塊、縱向分環(huán)和分段的原則外包混凝土。勁性骨架單獨承擔(dān)拱圈第一環(huán)的混凝土重力,隨后各環(huán)混凝土的重力由先期澆筑的混凝土環(huán)與勁性骨架形成的組合結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)。大跨徑勁性拱圈混凝土拱圈(拱肋)的澆筑,可釆用分環(huán)多工作面均衡澆筑法、水箱壓載分環(huán)澆筑法和斜拉扣掛分環(huán)連接澆筑法。澆筑前應(yīng)進(jìn)行加載程序設(shè)計,正確計算和分析鋼骨架以及鋼骨架與先期混凝土層聯(lián)合結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力和穩(wěn)定安全度,并在施工過程中進(jìn)行監(jiān)控。三、裝配式混凝土、鋼筋混凝土拱圈裝配式混凝土、鋼筋混凝土拱圈適用于箱形拱、肋拱及箱肋組合拱(以下均稱箱形拱)的少支架或無支架施工。(一)無支架安裝拱圈1.構(gòu)件拼裝應(yīng)結(jié)合橋梁規(guī)模、河流、地形及設(shè)備等條件釆用適宜的吊裝機(jī)具,各項機(jī)具設(shè)備和輔助結(jié)構(gòu)的規(guī)格、型號、數(shù)量等均應(yīng)按有關(guān)規(guī)定經(jīng)過設(shè)計計算確定。纜索吊機(jī)在吊裝前必須按規(guī)定進(jìn)行試?yán)驮嚨酢?.拱肋吊裝時,除拱頂段以外,各段應(yīng)設(shè)一組扣索懸掛。3.扣架的布置應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)
扣架一般設(shè)在墩、臺頂上,扣架底部應(yīng)固定,架頂應(yīng)設(shè)置風(fēng)纜。(2)各扣索位置必須與所吊掛的拱肋在同一豎直面內(nèi)。(3)扣架上索鞍頂面的高程應(yīng)高于拱肋扣環(huán)高程。(4)扣架應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算。(二)轉(zhuǎn)體施工安裝方法1.
平轉(zhuǎn)施工主要適用于剛構(gòu)梁式橋、斜拉橋、鋼筋混凝土拱橋及鋼管拱橋。豎轉(zhuǎn)施工主要適用于轉(zhuǎn)體重量不大的拱橋或某些橋梁預(yù)制部件(塔、斜腿、勁性骨架)。2.對混凝土拱肋、剛架拱、鋼管混凝土拱,當(dāng)?shù)匦?、施工條件適合時,可選擇豎轉(zhuǎn)法施工。其轉(zhuǎn)動系統(tǒng)由轉(zhuǎn)動鉸、提升體系(動、定滑輪組,牽引繩等)、錨固體系(錨索、錨碇項)等組成。3.平、豎轉(zhuǎn)結(jié)合。(三)纜索吊裝施工纜索吊裝法是在架設(shè)好的纜索吊裝設(shè)備上設(shè)置兩個跑車,下面連接起吊滑車組,跑車上安裝前后牽引鋼絲繩,牽吊預(yù)制構(gòu)件到架設(shè)安裝孔上空,下落、橫移、就位、安裝。在峽谷或水深流急的河段上,或在通航的河流上需要滿足船只的順利通行,纜索吊裝由于具有跨越能力大、水平和垂直運(yùn)輸機(jī)動靈活、適應(yīng)性廣、施工比較穩(wěn)妥方便等優(yōu)點,在拱橋施工中被廣泛采用。纜索吊裝施工工序見1B413066相關(guān)內(nèi)容。預(yù)制的拱肋(箱),一般均有起吊、安裝等過程,因此必須對吊裝、擱置、懸掛、安裝等狀況下的拱肋進(jìn)行強(qiáng)度驗算,以保證拱肋(箱)的安全施工。拱肋如采用臥式預(yù)制,還需驗算平臥運(yùn)輸或平臥起吊時截面的側(cè)向應(yīng)力。(四)鋼管混凝土拱1.鋼管拱肋安裝(1)安裝方法鋼管混凝土拱肋施工中最重要的工序之一就是拱肋安裝,安裝的方法有:無支架纜索吊裝;少支架纜索吊裝;整片拱肋或少支架浮吊安裝;吊橋式纜索吊裝;轉(zhuǎn)體施工;支架上組裝;千斤頂斜拉扣掛懸拼等。(2)拱圈形成鋼管拱肋成拱過程中,應(yīng)同時安裝橫向聯(lián)接系,未安裝聯(lián)接系的不得多于一個節(jié)段,否則應(yīng)采取臨時橫向穩(wěn)定措施。節(jié)段間環(huán)焊縫的施焊應(yīng)對稱進(jìn)行,施焊前需保證節(jié)段間有可靠的臨時連接并用定位板控制焊縫間隙,不得采用堆焊。合龍口的焊接或栓接作業(yè)應(yīng)選擇在結(jié)構(gòu)溫度相對穩(wěn)定的時間內(nèi)盡快完成。采用斜拉扣索懸臂拼法施工時,扣索與鋼管拱肋的連接件應(yīng)進(jìn)行設(shè)計計算??鬯鞲鶕?jù)扣力計算采用多根鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲束,’其安全系數(shù)應(yīng)大于2。鋼管混凝土拱橋的拱圈形成主要分兩步,一是鋼管拱圈形成,二是在管內(nèi)灌注混凝土形成最終拱圈,鋼管拱既是結(jié)構(gòu)的一部分,又兼作澆筑管內(nèi)混凝土的支架與模板。2.鋼管內(nèi)混凝土澆筑管內(nèi)混凝土澆筑可釆用人工澆筑和泵送頂升壓注兩種方法,一般應(yīng)采用泵送頂升壓注施工,由兩拱腳至拱頂對稱均衡地一次壓注完成。由于分段澆筑對密封的鋼管來講較為困難,且由此而產(chǎn)生的若干混凝土接縫對鋼管混凝土拱肋質(zhì)量不利,所以,一般采用自拱腳一次對稱澆(壓)筑至拱頂?shù)姆桨?。有腹箱的斷面?yīng)先管后腹,除拱頂外不宜在拱肋內(nèi)的其他部位設(shè)置橫隔板。壓注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,不得中斷,直至拱頂端的溢流管排出正?;炷?xí)r方可停止,溢流管的高度應(yīng)為1.5~2.0m。壓注時尚應(yīng)考慮上、下游拱肋的對稱性和均衡性,并應(yīng)將施工時間控制在6~8h內(nèi)。鋼管混凝土壓注工藝流程為:堵塞鋼管法蘭間隙一>清洗管內(nèi)污物、濕潤內(nèi)壁-安設(shè)壓注頭和閘閥-壓注管內(nèi)混凝土一從拱頂排漿孔振搗混凝土t關(guān)閉壓注口處閘閥穩(wěn)壓t拆除閘閥完成壓注。鋼管混凝土的質(zhì)量檢測辦法應(yīng)以超聲波檢測為主,人工敲擊為輔。為保證混凝土泵送工藝的順利進(jìn)行,對大跨徑鋼管混凝土拱橋,需按實際泵送距離和高度進(jìn)行模擬混凝土壓注試驗。四、鋼拱橋鋼拱橋可單構(gòu)件安裝或預(yù)拼成節(jié)段進(jìn)行安裝。當(dāng)預(yù)拼成節(jié)段安裝時,應(yīng)防止節(jié)段在施工過程中產(chǎn)生過大的變形,必要時應(yīng)釆取臨時加固措施增加其剛度。拱肋節(jié)段間的安裝應(yīng)對稱進(jìn)行。拱肋的端頭應(yīng)設(shè)臨時連接裝置,安裝時應(yīng)先臨時連接后再進(jìn)行正式連接,并應(yīng)對稱施焊或栓接。鋼拱橋合龍時,合龍段的安裝應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定,并應(yīng)按設(shè)計要求采取相應(yīng)的輔助措施;設(shè)計未規(guī)定時,對鋼桁拱宜采用單構(gòu)件安裝合龍;對鋼箱拱應(yīng)提前設(shè)置臨時剛性連接再進(jìn)行合龍桿件的焊接或栓接連接。五、石拱橋拱圈及拱上結(jié)構(gòu)施工時應(yīng)
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