大跨度橋梁施工方法與恒載內(nèi)力計算（詳細(xì)）

1、,大跨度橋梁施工方法與恒載內(nèi)力計算,本章的主要內(nèi)容,3.1 概述 3.2 滿堂支架施工 3.3 簡支轉(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,3.1 概述,橋梁施工過程的內(nèi)力,成橋狀態(tài)的內(nèi)力及最終設(shè)計內(nèi)力與施工方法密切相關(guān),從而影響到其配筋設(shè)計,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、簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法、懸臂施工法以及轉(zhuǎn)體施工法等.,對比分析不同施工方法對橋梁結(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

2、（先中跨合龍,后邊跨合龍）等四種施工方法,試對各施工方法的恒載內(nèi)力進(jìn)行對比分析.,3.1 概述,3.1 概述,施工方法一：滿堂支架施工法,3.1 概述,施工方法二：逐跨澆注施工法,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）,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）,3.1 概述,經(jīng)過計算,四種施工方法對應(yīng)的橋梁恒載內(nèi)力., 3.1 概述,結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力計算特點(diǎn),簡支梁,恒載內(nèi)力一般可按照成橋后的結(jié)構(gòu)圖式進(jìn)行計算.,超靜定橋梁結(jié)構(gòu)恒載計算存在如下特點(diǎn)： （1）需按施工過程建立每一個施工階段的結(jié)構(gòu)受力計算圖式,分析每階段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形. （2）分別將全

3、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.,3.2 滿堂支架施工法,整體澆注時也叫一次落架法、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)：最古老最簡單,需要大量支架、工期長、臨 時材料用量大,不太經(jīng)濟(jì). 施工過程受力體系不發(fā)生改變.,3.2.1 施工方法,3.2 滿堂支架施工法,支架是臨時結(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.

4、根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載對支架進(jìn)行預(yù)壓,以檢驗(yàn)支架可靠性.,3.2.1 施工方法,3.2 支架就地澆注施工,支架現(xiàn)澆,3.2 滿堂支架施工法,3.2.1 施工方法,支架現(xiàn)澆法,3.2 滿堂支架施工法,鋼管支架,3.2 滿堂支架施工法,3.2 滿堂支架施工法,結(jié)構(gòu)一次形成,無體系轉(zhuǎn)換,恒載內(nèi)力按照最終結(jié)構(gòu)體系計算.,3.2.2 恒載內(nèi)力計算,先現(xiàn)澆或預(yù)制簡支梁,并在簡支梁的端部預(yù)留接縫位置,待簡支梁達(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,由簡支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁.,3.3 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工,3.3.1 施工方法,3.3 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工,3.3.1 施工方法,恒

5、載內(nèi)力分兩步完成： 第一階段簡支梁受力狀態(tài),自重效應(yīng)按簡支梁計算.,3.3.2 恒載內(nèi)力計算,3.3 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工,3.3.2 恒載內(nèi)力計算,3.3 簡支轉(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.,是逐孔現(xiàn)場現(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. 施工過程結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化,由懸臂梁或簡支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁.,3.4 逐跨施工法,3.4.1 施工方法支架現(xiàn)澆法,3.4 逐跨施工法,3.4.1 施工方法移動模架法,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒載內(nèi)力計算,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒載內(nèi)力計算,結(jié)構(gòu)不斷變化,存在多次體

6、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.,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒載內(nèi)力計算,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)梁橋計算模式.,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒載內(nèi)力計算,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. 將各階段計算得到的恒載內(nèi)力進(jìn)行疊加,則得到恒載內(nèi)力.,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

7、對岸方向頂推,邊頂推邊預(yù)制后面的梁段,直到完成為止. 2）為減小頂推過程中懸臂梁的負(fù)彎矩,設(shè)置長度為0.6-0.7倍橋梁跨徑的鋼導(dǎo)梁,鋼導(dǎo)梁自重輕、剛度大,有時還需要設(shè)置臨時墩. 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.,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算,頂推法施工連續(xù)梁的受力特點(diǎn)： 施工過程中,梁是移動的,受力圖式不斷變化. 1）頂推過程中,梁的每一個截面位置都在不斷變化,結(jié)構(gòu)受力計算圖式也不斷變化,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.,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算,例題：兩跨等截面連續(xù)

8、梁,鋼導(dǎo)梁長度為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個典型階段考察截面1和截面2的自重彎矩.,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算,階段1：第一跨懸臂階段,鋼導(dǎo)梁即將到達(dá)1號墩之前的最大懸臂階段.,荷載： M1=-ql2/40 M2=-ql2/5,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算,階段2：單跨簡支梁階段,鋼導(dǎo)梁到達(dá)1號墩后,按簡支梁受力分析.,荷載： M1=3ql2/40 M2=0,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算,階段3：第二跨懸臂階段,荷載： M1=-ql2/10 M2=3ql2/40,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算

9、,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=0 M2=ql2/16,3.5 頂推施工法,3.5.2 施工內(nèi)力計算,對頂推法施工的橋梁,需按頂推過程計算出各截面最不利內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行配筋設(shè)計.,包括懸臂澆筑法和懸臂拼裝法.,3.6 懸臂施工法,3.6.1 施工方法,施工過程中：墩梁臨時固結(jié),主梁從墩頂向兩邊同時對稱分段澆筑或拼裝,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.,3.6 懸臂施工法,3.6.1 施工方法,合龍后拆除臨時固結(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

10、連續(xù)梁橋.,3.6 懸臂施工法,3.6.1 施工方法,懸臂澆筑法,3.6 懸臂施工法,3.6.1 施工方法,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,懸臂澆筑法掛藍(lán),桁架式掛藍(lán),懸臂澆筑法掛藍(lán),三角（斜拉式）掛藍(lán),懸臂澆筑法掛藍(lán),菱形掛藍(lán)施工,懸臂澆筑法掛藍(lán),弓弦式掛藍(lán),懸臂施工法,懸臂拼裝,3.6 懸臂施工法,3.6.2 懸臂澆筑法施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算,例題：三跨等截面連續(xù)梁,上部結(jié)構(gòu)采用掛藍(lán)對稱懸臂澆筑法施工,整體分為5個階段.,3.6 懸臂施工法,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固結(jié)

11、； 采用掛藍(lán)向橋墩兩側(cè)分節(jié)段對稱平衡施工； 邊跨不對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 懸臂澆筑法施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算,3.6 懸臂施工法,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)力計算） 拆除臨時固結(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 懸臂澆筑法施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算,3.6 懸臂施工法,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 懸臂澆筑法施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算,3.6 懸臂施工法,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 懸臂澆筑法施工時連續(xù)梁的恒載內(nèi)力計算