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文檔簡介
1、橋梁工程及施工橋梁工程及施工技術(shù)技術(shù)第一章 橋梁工程概論 橋梁工程是有關(guān)橋梁勘測、設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)、維修和檢定及與橋梁相關(guān)的科學(xué)研究和工程技術(shù)的總稱。它是土木工程的一個重要組成部分。橋梁的特點橋梁的特點 1.各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點 里程不長、難度大、造價高、工期長 2.城市立體交通的主要構(gòu)成 立體交叉 高架道路橋梁在交通和交通發(fā)展中的作用橋梁在交通和交通發(fā)展中的作用v橋梁是最重要的交通設(shè)施之一。它在交通和交通發(fā)展中起著非常重要的作用,隨著陸路交通的發(fā)展,它的這種作用變得越來越明顯。v由于自然地理環(huán)境的原因,構(gòu)成交通網(wǎng)的道路常常會遇到各種障礙,如河流、山谷或其它交通線路等,通常跨越這些障礙必須建
2、設(shè)各種類型的橋梁。v橋梁是交通網(wǎng)上十分重要的環(huán)節(jié),直接影響到當(dāng)?shù)氐纳鐣M(jìn)步、經(jīng)濟發(fā)展和文化交流。良好的交通設(shè)施、完善的交通網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志之一。v從古至今交通的發(fā)展與橋梁工程的發(fā)展相互促進(jìn)密不可分。v交通的發(fā)展與不同歷史時期社會發(fā)展對交通的需求有十分密切的關(guān)系,與當(dāng)時社會生產(chǎn)力的發(fā)展水平、工業(yè)制造水平以及道路與橋梁的設(shè)計和施工水平也有密不可分的關(guān)系。橋梁工程發(fā)展簡史1.我國古代橋梁工程的成就 中國是有著悠久歷史和燦爛文化的文明古國,造橋的歷史同樣相當(dāng)久遠(yuǎn)。古代的橋梁主要以木材、石料和鐵鏈以及用粘土燒制的磚作為建筑材料。 三、我國三、我國古代橋梁建設(shè)的成就古代橋梁建設(shè)的成就 1.距今約三
3、千年周文王時代,我國已在渭河上架設(shè)距今約三千年周文王時代,我國已在渭河上架設(shè)浮橋浮橋; 2.公元前公元前332年春秋戰(zhàn)國時期,現(xiàn)代年春秋戰(zhàn)國時期,現(xiàn)代樁柱式橋梁樁柱式橋梁已出現(xiàn);已出現(xiàn); 3.我國的我國的鐵鏈吊橋鐵鏈吊橋比西方早千年,中國的藤、竹吊橋有三千比西方早千年,中國的藤、竹吊橋有三千年的歷史;四川大渡河鐵索橋年的歷史;四川大渡河鐵索橋,1706年建造,長約年建造,長約100米,寬米,寬2.8米;米; 4.秦漢時期,開始建造秦漢時期,開始建造石梁橋石梁橋。 1053-1059年建造福建泉州萬安橋,長達(dá)年建造福建泉州萬安橋,長達(dá)1106米;米; 福建漳州福建漳州虎渡橋,虎渡橋,1240年建
4、造,梁式石橋,橋長年建造,梁式石橋,橋長335米,石梁長達(dá)米,石梁長達(dá)23.7米,重達(dá)米,重達(dá)200噸;宋代建成的泉州安平橋噸;宋代建成的泉州安平橋長達(dá)長達(dá)5華里。華里。 5.拱橋拱橋東漢中期出現(xiàn)。東漢中期出現(xiàn)。 河北趙縣河北趙縣趙州橋趙州橋,公元,公元595-605年建造,空腹式圓弧形石拱年建造,空腹式圓弧形石拱橋,凈跨橋,凈跨37.02米,寬米,寬9米,矢高米,矢高7.23米米;歐洲比中國晚了歐洲比中國晚了1200年。年。我國歷史上記載最早的橋梁有渭河上的浮橋渭河上的木柱木梁橋古代拱橋古代拱橋趙州橋趙州橋 又稱安濟橋,位于河北省趙縣境內(nèi),建于隋開皇年間(公元595605年),由隋匠李春建造
5、,距今已有近1400年歷史,它是世界上現(xiàn)存最早,保存最完整的石拱橋之一,特別是拱上加拱的“敞肩拱”的運用,更為世界橋梁史上的首創(chuàng)。趙州橋全長64.4米,拱頂寬9米,拱腳寬9.6米,跨徑37.02米,拱矢7.23米。不僅有高度的科學(xué)性,而且具有我國獨特的民族藝術(shù)風(fēng)格,是我國古代建筑的偉大作品。古代拱橋古代拱橋趙州橋趙州橋古代拱橋古代拱橋趙州橋趙州橋古代拱橋古代拱橋蘇州寶帶橋蘇州寶帶橋 又名小長橋,始建于唐元和十一至十四年(816819年)。全橋有53孔,總長近316米,其中橋孔長249.8m,橋頂寬4.1m,橋端寬6.1m。寶帶橋為薄墩聯(lián)拱橋,墩厚僅0.6m,與最大一孔跨徑6.95m相比,接近1
6、/12,使全橋顯得輕盈秀麗,還可增大泄水面積減少洪水對橋身的沖擊。寶帶橋的泄水面積達(dá)85%,居古橋之首。古代拱橋古代拱橋蘇州寶帶橋蘇州寶帶橋古代拱橋古代拱橋蘇州寶帶橋蘇州寶帶橋古代拱橋古代拱橋盧溝橋盧溝橋 盧溝橋在北京廣安門外30公里,跨永定河。橋始建于金大定二十八年(公元1188年),完工于金明昌三年(公元1192年)。橋全長212.2m,共11孔,凈跨不等,自11.4m至13.45m,橋?qū)?.3m,墩寬6.5m至7.9m米。拱圈接近半圓形。橋墩迎水面有尖端鑲有三角鐵柱的分水尖,背水面為削角方形。橋面上石攔桿共269間,各望柱頭上,雕刻有石獅485個。 古代拱橋古代拱橋盧溝橋盧溝橋古代拱橋古
7、代拱橋盧溝橋盧溝橋古代拱橋古代拱橋玉帶橋玉帶橋 玉帶橋位于北京頤和園昆明湖長堤上,建于清乾隆年間(公元17361795年)。該橋單孔凈跨11.38m,矢高約7.5m,全部用玉石琢成,橋面是雙反向曲線,組成波形線橋型,配有精制白石欄板。蛋尖形橋拱,特別高聳,好似玉帶。玉帶橋的造型具有我國長江三角洲地區(qū)石拱橋的風(fēng)格,以纖秀挺拔,輕巧為其之特色。并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),是湖光山水增色。古代拱橋古代拱橋玉帶橋玉帶橋古代拱橋古代拱橋玉帶橋玉帶橋古代拱橋古代拱橋十七孔橋十七孔橋 十七孔橋位于北京市頤和園東堤上。清乾隆年間(公元17361795)建。是一座式樣美觀的連拱大石橋,橋面呈拱狀隆起,形如初月,橋欄柱上
8、雕鏤小獅,形態(tài)各異。橋中各孔跨徑以中孔最大,約8m,向邊孔逐漸變小,最小約4.14m。古代拱橋古代拱橋十七孔橋十七孔橋古代拱橋古代拱橋十七孔橋十七孔橋古代梁橋古代梁橋萬安橋萬安橋 泉州萬安橋,俗稱洛陽橋,建于洛陽江入海口。 橋始建于宋皇佑五年,完成于宋嘉裕四年。橋總長約834米,石墩、石梁共有孔,每孔約1117米,橋?qū)?.7米。采用磐石遍鋪橋位江底為橋基,在其上養(yǎng)殖海生牡蠣,使江底磐石膠固成整體,然后在磐石橋基之上壘縱橫石條成橋墩,再架設(shè)石梁。每孔花崗巖石梁有7根,每根梁高約0.5m,寬0.6m,長約12m。 萬安橋開現(xiàn)代筏形基礎(chǔ)之先河,創(chuàng)世界絕無僅有之造橋方法,成就驚人。古代梁橋古代梁橋萬安
9、橋萬安橋古代梁橋古代梁橋萬安橋萬安橋古代梁橋古代梁橋虎渡橋虎渡橋 又名江東橋,位于福建省漳州市城東16公里處,跨越九龍江的北溪下游。宋紹熙年間(公元1190-1194年)始建浮橋,明嘉靖四十四年(公元1565年)建石梁橋,是我國十大古名橋之一。橋全長335m,共25孔,橋?qū)?.6m,跨徑長短不一,最大跨徑為23.7m,用根寬1.7m,高1.9m,重達(dá)207噸的石梁并鋪成橋面。 據(jù)史料記載,如此重的巨大石梁是利用潮水漲落浮運架設(shè),足見我國古代工匠的聰明和智慧。古代梁橋古代梁橋虎渡橋虎渡橋古代梁橋古代梁橋霽玉橋霽玉橋 又名金堂橋。相傳建于三國時期,石平橋,共6孔,跨徑3m。墩寬1.5m,橋長28m
10、,為抗山洪,橋墩迎水面分水尖銳突。雖橋已建數(shù)百年,橋面石板也多次更迭,然橋墩依故。古代梁橋古代梁橋霽玉橋霽玉橋古代索吊橋古代索吊橋 我國西南地區(qū)山高林密,坡陡谷深,早就建有懸索吊橋,迄今至少有三千年左右的歷史。早期以竹、藤為懸索和吊索,稱為竹索橋或藤索橋。 春秋戰(zhàn)國時期擁有冶鐵、鍛鐵技術(shù)之后,逐漸以鐵鏈作為懸索和吊索,稱為鐵鏈橋。這類橋是現(xiàn)代斜索橋和斜拉橋的原始橋型。古代吊橋古代吊橋霽虹橋霽虹橋 霽虹橋是我國現(xiàn)存最早的鐵鏈橋之一。位于云南永平的“瀾滄古渡”,橫跨瀾滄江。自漢朝就建有竹索橋,14651487年改建為鐵鏈橋。橋全長為113.4m,橋?qū)?.7m,凈跨徑為57.3m,全橋共14條鐵鏈,
11、2條扶欄鐵鏈,每側(cè)各一條,12條承重底鐵鏈,錨固于兩岸的橋臺上,底鐵鏈上鋪設(shè)縱橫木板,此橋至今仍在使用。古代吊橋古代吊橋霽虹橋霽虹橋古代鐵索橋古代鐵索橋滬定鐵索橋滬定鐵索橋 四川滬定鐵索橋,跨越大渡河,位于川、藏要道,是鐵索橋中現(xiàn)存制作最精良的一座。橋始建于清康熙四十四年(公元1705年),次年完成。橋凈跨100m,橋?qū)?.8m,上鋪木板,底索9根,每根索長約128m,兩側(cè)各有兩根欄桿索,由四川善于制作鐵索橋的全天州修建。兩岸石砌橋臺,用臺身自重來平衡鐵索的拉力。古代索橋古代索橋滬定鐵索橋滬定鐵索橋古代索橋古代索橋滬定鐵索橋滬定鐵索橋國外古代橋梁國外古代橋梁加爾德輸水橋加爾德輸水橋 國外保留至
12、今的古代橋梁大多為石拱橋。最為著名的一座是位于法國南部尼姆(Nimes)附近,建于公元前6313年古羅馬時代的加爾德(Pont du Gard)輸水橋。全橋由三層圓弧拱組成,底層和二層各有6孔和11孔大拱,頂層為36孔小拱,拱上支承帶有蓋板的輸水槽。國外古代橋梁國外古代橋梁加爾德輸水橋加爾德輸水橋國外古代橋梁國外古代橋梁天使橋天使橋 意大利羅馬臺伯河(Tiber)上的天使橋建于公元136年,也是古羅馬時代留下的、至今仍在使用的多孔圓弧拱橋。古羅馬時代的石拱橋至今尚有許多遺存,其建筑技術(shù)和結(jié)構(gòu)造型對拱橋的歷史發(fā)展有著極為深遠(yuǎn)的影響。國外古代橋梁國外古代橋梁天使橋天使橋近代橋梁工程的成就近代橋梁工
13、程的成就 始于意大利的歐洲文藝復(fù)興運動推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,建立和完善了近代科學(xué)體系。 十九世紀(jì)初發(fā)明了水泥,隨后又發(fā)明了鋼材和鋼筋混凝土,使橋梁及橋梁工程的發(fā)展出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。 新的運輸工具火車和汽車的出現(xiàn)對這一發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。 近代有代表性的橋梁有近代有代表性的橋梁有: 1855年起法國建造了第一批應(yīng)用水泥砂漿砌筑的石拱橋。 1870年德國建造了第一批采用硅酸鹽水泥的混凝土拱橋。 美國在1874年建成了主跨徑為158m的鋼桁架拱橋。 1883年建成了主跨為487m的布魯克林懸索橋 1890年英國建成主跨度為512m的福斯灣懸臂鋼桁架梁橋 v加拿大1917年建成主跨為549m,世界上跨徑最
14、大的鋼懸臂桁架梁橋(第二魁北克橋)v澳大利亞1932年建成主跨為503m的鋼桁架拱橋(悉尼海港大橋)v美國1917年建成主跨為219m,當(dāng)時世界上跨徑最大的簡支鋼桁架梁橋(Metropolis)。v美國1931年建成主跨為504m,當(dāng)時為世界上跨徑最大的Bayonne鋼桁架拱橋v美國1937年建成主跨為1280m,當(dāng)時為世界上跨徑最大的懸索橋金門大橋v法國在1930年建成三孔跨徑為186m的Plougastel鋼筋混凝土拱橋,并用28只液壓千斤頂在拱頂處對拱圈內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整。v瑞典在1943年建成主跨為264m,當(dāng)時為世界上跨徑最大的鋼筋混凝土拱橋(Sandoe)我國近代橋梁建設(shè)的成就我國近代橋
15、梁建設(shè)的成就 我國近代修建的幾座典型的橋梁介紹錢塘江橋錢塘江橋 位于浙江杭州浙贛鐵路上,為中國工程師自己設(shè)計并建造的公位于浙江杭州浙贛鐵路上,為中國工程師自己設(shè)計并建造的公路鐵路兩用簡支鋼桁梁橋,是中國建橋史上的一個里程碑。該橋全路鐵路兩用簡支鋼桁梁橋,是中國建橋史上的一個里程碑。該橋全長長1453米,上層設(shè)雙車道公路,寬米,上層設(shè)雙車道公路,寬6.1米,下層為單線鐵路。正橋米,下層為單線鐵路。正橋18孔,由孔,由2x14.63m簡支上承式鋼板梁簡支上承式鋼板梁16x65.84m簡支鋼桁梁組成。簡支鋼桁梁組成。 武漢長江大橋武漢長江大橋 1957年,長江第一橋年,長江第一橋武漢長江大橋武漢長江
16、大橋建成,建成,3x128米連續(xù)鋼桁米連續(xù)鋼桁梁橋,公鐵兩用,橋面寬梁橋,公鐵兩用,橋面寬18米;全長米;全長1690米。米。南京長江大橋南京長江大橋 南京長江大橋南京長江大橋建成于建成于1969年,年,3x160米鋼桁梁橋。米鋼桁梁橋。五五、我我 國國 現(xiàn)現(xiàn) 代代 橋橋 梁梁 建建 設(shè)設(shè) 成成 就就 各種橋型的跨徑在世界排行榜上都已處于領(lǐng)先地位,例如:各種橋型的跨徑在世界排行榜上都已處于領(lǐng)先地位,例如: 橋橋 名名 橋橋 型型 跨徑(米)跨徑(米) 世界同類橋梁排名世界同類橋梁排名 潤揚長江公路大橋潤揚長江公路大橋 懸索橋懸索橋 1490 3 江陰長江大橋江陰長江大橋 懸索橋懸索橋 1385
17、 5 香港青馬大橋香港青馬大橋 懸索橋懸索橋 1377 6 南京長江二橋南京長江二橋 斜拉橋斜拉橋 628 3 萬縣長江大橋萬縣長江大橋 混凝土拱橋混凝土拱橋 420 1 上海盧浦大橋上海盧浦大橋 鋼拱橋鋼拱橋 550米米 1我國現(xiàn)代橋梁建設(shè)規(guī)模橋型橋型最大跨徑最大跨徑橋名橋名梁橋梁橋270虎門輔航道橋虎門輔航道橋拱橋拱橋550上海盧浦大橋上海盧浦大橋斜拉橋斜拉橋628南京長江二橋南京長江二橋懸索橋懸索橋1490潤揚長江大橋潤揚長江大橋潤揚長江大橋潤揚長江大橋江陰長江大橋江陰長江大橋香港青馬大橋香港青馬大橋南京長江二橋南京長江二橋南京長江二橋南京長江二橋萬縣長江大橋萬縣長江大橋上海盧浦大橋上海
18、盧浦大橋萬縣長江大橋(上承式拱橋)萬縣長江大橋(上承式拱橋)我國現(xiàn)代橋梁建設(shè)規(guī)模橋型橋型最大跨徑最大跨徑橋名橋名梁橋梁橋270虎門輔航道橋虎門輔航道橋拱橋拱橋550上海盧浦大橋上海盧浦大橋斜拉橋斜拉橋628南京長江二橋南京長江二橋懸索橋懸索橋1490潤揚長江大橋潤揚長江大橋虎門輔航道橋(虎門輔航道橋(T剛構(gòu)橋)剛構(gòu)橋)上海盧浦大橋(中承式拱橋)上海盧浦大橋(中承式拱橋)潤揚長江大橋(懸索橋)潤揚長江大橋(懸索橋)世界著名橋梁介紹世界著名橋梁介紹 世界幾座著名橋梁欣賞日本明石海峽大橋(懸索橋)日本明石海峽大橋(懸索橋)1998年建成,主跨為1991m。丹麥大貝爾特橋丹麥大貝爾特橋1998年建成,
19、主跨為1624m。日本多多羅大橋日本多多羅大橋(斜拉橋)斜拉橋)1999年建成,主跨達(dá)890m。法國諾曼底大橋(斜拉橋)法國諾曼底大橋(斜拉橋)法國諾曼底大橋(斜拉橋法國諾曼底大橋(斜拉橋1999年建成,其主跨徑為856m。 排序排序 橋橋 名名主跨主跨(m m) 橋橋 址址建成年份建成年份 1 1 明石海峽大橋明石海峽大橋 19911991 日本本州四國聯(lián)絡(luò)線日本本州四國聯(lián)絡(luò)線 19981998 2 2 大貝爾特東橋大貝爾特東橋 16241624 丹麥丹麥 19971997 3 3 潤揚長江公路大橋潤揚長江公路大橋 1490 中國中國 20032003 4 4 恒比爾大橋恒比爾大橋 1410
20、1410 英國英國 19811981 5 5 江陰長江公路大橋江陰長江公路大橋 13851385 中國中國 19991999 6 6 青馬大橋青馬大橋 13771377 中國香港中國香港 19981998 7 7 費拉贊諾大橋費拉贊諾大橋 12981298 美國紐約美國紐約 19641964 8 8 金門大橋金門大橋 12801280 美國舊金山美國舊金山 19371937 9 9 霍加大橋霍加大橋 12101210 瑞典瑞典 19971997 1010 麥金內(nèi)克大橋麥金內(nèi)克大橋 11581158 美國美國 19571957世界十大懸索橋世界十大懸索橋世界十大斜拉橋世界十大斜拉橋現(xiàn)代橋梁工程的
21、發(fā)展現(xiàn)代橋梁工程的發(fā)展 1.社會發(fā)展的需要、計算機的發(fā)明和應(yīng)用、預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的成熟和廣泛使用以及新的大跨度橋梁施工方法的發(fā)明和施工機械的進(jìn)步,使橋梁和橋梁工程進(jìn)入了現(xiàn)代化高速發(fā)展時期。 2.在橋梁設(shè)計理論方面,大多數(shù)國家普遍采用極限狀態(tài)設(shè)計法代替了以彈性理論為基礎(chǔ)的允許應(yīng)力法。由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),使結(jié)構(gòu)振動、穩(wěn)定、疲勞和結(jié)構(gòu)的非線性理論在橋梁設(shè)計中得到廣泛運用。 3.在橋梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方面,德國最早利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)把懸臂施工技術(shù)成功地用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工,克服了大跨度橋梁施工的難題。創(chuàng)立了現(xiàn)代大跨度橋梁懸臂施工技術(shù)。 4.懸臂施工技術(shù)使剛架橋和大跨徑拱橋及其它組合結(jié)構(gòu)橋得到迅速的
22、發(fā)展。 橋梁橋梁工程的的發(fā)展趨勢工程的的發(fā)展趨勢 1.中小跨度的橋梁主要向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方向發(fā)展。中小跨度的橋梁主要向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方向發(fā)展。 2.大跨度橋梁向更長、更大、更寬、更柔的方向發(fā)展大跨度橋梁向更長、更大、更寬、更柔的方向發(fā)展 3.新材料的開發(fā)和應(yīng)用新材料的開發(fā)和應(yīng)用 4.大型深水基礎(chǔ)工程大型深水基礎(chǔ)工程 5.橋梁的計算機化監(jiān)控和管理橋梁的計算機化監(jiān)控和管理 6.重視橋梁美學(xué)及環(huán)境保護(hù)重視橋梁美學(xué)及環(huán)境保護(hù) 7.在橋梁設(shè)計的概念和理論方面,不僅要考慮橋梁結(jié)構(gòu)的靜力特性,還需從橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性、穩(wěn)定性、耐久性和橋梁振動產(chǎn)生的噪音等多方面給予考慮。 8.在設(shè)計方法和計算手段方面,將會以計算機應(yīng)
23、用為主,并且朝著設(shè)計、計算、繪圖一體化的方向發(fā)展。 9.在橋梁施工方面,對中小跨度橋梁主要向標(biāo)準(zhǔn)化工廠預(yù)制、現(xiàn)場安裝方向發(fā)展,對大跨度橋梁則向無支架施工方法發(fā)展?;A(chǔ)施工將普遍采用鉆孔灌注樁施工方法。橋梁的基本組成及分類橋梁的基本組成及分類 橋梁的組成橋梁的組成 通常來講,橋梁由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和附屬結(jié)構(gòu)四部分組成。下圖表示一座公路橋梁的全貌。從圖中可見橋梁的基本組成部分及各部位名稱。 (1)上部結(jié)構(gòu) 是指橋梁結(jié)構(gòu)中直接承受車輛和其它荷載,并跨越各種障礙物的結(jié)構(gòu)部分。它直接承擔(dān)使用荷載。 一般包括橋面構(gòu)造、橋梁跨越部分的承載結(jié)構(gòu)和橋梁支座。 (2)下部結(jié)構(gòu) 橋梁的橋墩和橋臺統(tǒng)稱為下部結(jié)
24、構(gòu)。它是支承橋跨結(jié)構(gòu)并將恒載和車輛活載等荷載傳遞至基礎(chǔ)的建筑物。 通常把設(shè)在橋梁兩端的稱為橋臺,它除了上述作用外,還與路堤銜接,以抵御路堤土壓力,防止路堤填土的滑坡和坍落。 (3)基礎(chǔ) 設(shè)置在墩臺下部、將全部荷載傳遞至地基的結(jié)構(gòu)部分稱為基礎(chǔ)?;A(chǔ)是確保橋梁安全使用的關(guān)鍵。由于基礎(chǔ)往往深埋于土層之中,并且很多情況下需要進(jìn)行水下施工,故也是橋梁建筑中比較困難的一部分。 (4)附屬結(jié)構(gòu) 設(shè)在橋梁主體結(jié)構(gòu)以外,保證橋梁正常、安全使用的建筑物稱為附屬結(jié)構(gòu),主要包括錐形護(hù)坡、護(hù)岸及導(dǎo)流工程等。橋梁組成示意圖橋梁組成示意圖橋梁的分類橋梁的分類 橋梁有許多分類方式,人們通常根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形橋梁有許多分類方式,
25、人們通常根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式、所用材料、所跨越的障礙以及其用途、跨徑大小等式、所用材料、所跨越的障礙以及其用途、跨徑大小等對橋梁進(jìn)行分類:對橋梁進(jìn)行分類: 1.根據(jù)橋梁主跨結(jié)構(gòu)所用材料分類根據(jù)橋梁主跨結(jié)構(gòu)所用材料分類 (1)木橋;()木橋;(2)圬工橋()圬工橋(包括磚、石、混凝土橋); (3)鋼筋混凝土橋;鋼筋混凝土橋;(4)預(yù)應(yīng)力混凝土橋預(yù)應(yīng)力混凝土橋;(5)鋼橋。)鋼橋。 2.根據(jù)橋梁所跨越的障礙物分類根據(jù)橋梁所跨越的障礙物分類 (1)跨河橋;()跨河橋;(2)跨海峽橋;()跨海峽橋;(3)立交橋)立交橋; (4)高架橋。)高架橋。 跨海橋立交橋立交橋高架橋高架橋 3.根據(jù)橋梁的用途分類根
26、據(jù)橋梁的用途分類 (1)公路橋;()公路橋;(2)鐵路橋;()鐵路橋;(3)公鐵兩用橋;)公鐵兩用橋; (4)人行橋;()人行橋;(5)運水橋(渡槽);()運水橋(渡槽);(6)農(nóng)用)農(nóng)用橋;(橋;(7)管道橋。)管道橋。 4.根據(jù)橋面在橋跨結(jié)構(gòu)中的位置分類根據(jù)橋面在橋跨結(jié)構(gòu)中的位置分類 (1)上承式橋;()上承式橋;(2)中承式橋;()中承式橋;(3)下承式橋。)下承式橋。上承式上承式上海盧浦大橋(中承式拱橋)上海盧浦大橋(中承式拱橋)中承式中承式下承式下承式 5.按跨徑大小分類按跨徑大小分類橋涵分類橋涵分類 多孔跨徑總長多孔跨徑總長L L(m m) 單孔跨徑單孔跨徑L LK K(m m)
27、特大橋特大橋 L L10001000 L LK K150150 大橋大橋 100L1000100L1000 40L40LK K150150 中橋中橋 30L30L100100 20L20LK K4040 小橋小橋 8L308L30 5L5LK K2020 涵洞涵洞 - L LK K5 5 6.按跨越方式按跨越方式 1)固定式的橋梁固定式的橋梁 2)開啟橋)開啟橋 3)浮橋)浮橋 4)漫水橋)漫水橋開啟橋開啟橋 7.按施工方法按施工方法 1)整體施工橋梁)整體施工橋梁上部結(jié)構(gòu)一次上部結(jié)構(gòu)一次節(jié)段施工橋梁節(jié)段施工橋梁上部結(jié)構(gòu)分節(jié)上部結(jié)構(gòu)分節(jié)整體施工梁橋整體施工梁橋節(jié)段施工橋梁節(jié)段施工橋梁節(jié)段施工橋
28、梁節(jié)段施工橋梁節(jié)段施工橋梁節(jié)段施工橋梁 8.根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式劃分類根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式劃分類 在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,一般按橋梁的結(jié)構(gòu)形式(也稱結(jié)構(gòu)體系)將其分為四個基本類型以及這些基本類型的組合形式。其組合形式有多種多樣,如斜拉橋,系桿拱橋等。各種結(jié)構(gòu)形式其受力特點、適應(yīng)范圍都有很大差異。 按照結(jié)構(gòu)形式劃分的橋梁類型為:按照結(jié)構(gòu)形式劃分的橋梁類型為: (1)梁式橋;)梁式橋; (2)拱式橋;)拱式橋; (3)剛架(構(gòu))橋;)剛架(構(gòu))橋; (4)懸索(吊)橋;)懸索(吊)橋; (5)組合形式組合形式橋,橋, 如系桿拱橋,斜拉橋等如系桿拱橋,斜拉橋等(1)梁式橋)梁式橋 梁式橋的特點是其橋跨的承載結(jié)
29、構(gòu)由梁組成。在豎向荷載作用下梁的支承處僅產(chǎn)生豎向反力,而無水平反力(推力)。 梁式橋的內(nèi)力以彎矩和剪力為主,水平軸力和扭矩相對很小。 荷載作用方向通常與梁的軸線相垂直,梁主要通過抗彎來承受荷載,并通過支座將其傳遞至下部結(jié)構(gòu)。 梁式橋可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。 (1)梁式橋)梁式橋 梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu),見下圖1a)和b)。 由于外力(恒載和活載)的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直,故梁式橋與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系橋相比,梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大,通常需要抗彎能力強的材料(鋼材和鋼筋混凝土等)來建造。 為了節(jié)省鋼材,目前在公路橋梁上應(yīng)用最廣泛的是鋼筋混凝土簡支梁橋。
30、這種橋的結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,對地基承載力的要求也不高,但其跨徑常在30m以下。當(dāng)跨度較大時,可根據(jù)地質(zhì)條件修建懸臂式或連續(xù)式的梁橋,見下圖 c)和d)。 對于很大的跨徑,以及對于承受很大荷載的特大橋梁,可考慮建造鋼橋,見下圖e),也可考慮使用高強度材料的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。 梁式橋的特點是其橋跨的承載結(jié)構(gòu)由梁組成。在豎向荷載作用下梁的支承處僅產(chǎn)生豎向反力,而無水平反力(推力)。 梁式橋的內(nèi)力以彎矩和剪力為主,水平軸力和扭矩相對很小。 荷載作用方向通常與梁的軸線相垂直,梁主要通過抗彎來承受荷載,并通過支座將其傳遞至下部結(jié)構(gòu)。 梁式橋可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。 梁式橋梁式橋梁式橋梁式橋
31、(2)拱式橋)拱式橋 拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋,見下圖。這種結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,橋墩和橋臺將承受水平推力,同時,這種水平推力將顯著抵消荷載所引起的在拱圈(或拱肋)內(nèi)的彎矩作用。因此,與相同跨徑的梁橋相比,拱的彎矩和變形要小得多。 鑒于拱式橋的承重結(jié)構(gòu)以受彎為主,通常就可用抗壓強度大的圬工材料(磚、石、混凝土)和鋼筋混凝土建造。 拱橋的跨越能力很大,外形也較美觀,在條件許可的情況下,修建圬工拱橋往往是經(jīng)濟合理的。 拱式橋是橋梁工程中廣泛采用的橋型之一。 拱式橋的特點是其橋跨的承載結(jié)構(gòu)以拱圈或拱肋為主。在豎向荷載作用下,兩拱腳處不僅產(chǎn)生豎向反力,還產(chǎn)生水平反力(推力)。 拱式橋是鋼筋混凝
32、土橋和圬工橋最合理的結(jié)構(gòu)形式之一。 拱式橋的基本結(jié)構(gòu)體系可分為有鉸拱和無鉸拱。 拱式橋適建于地質(zhì)和地基條件良好的橋址。拱式橋拱式橋拱拱 橋橋(3) 剛架橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁或板與立柱或墻體整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu),梁和柱之間連接處有很大的剛性下圖a)。在豎向荷載作用下,梁主要受彎,而柱腳處也具有水平反力見圖下b),其受力狀態(tài)介于梁和拱之間。因此,對于同樣跨徑的橋梁,在相同荷載作用下,剛架橋的跨中彎矩要比一般梁橋小。根據(jù)這一特點,剛架橋跨中的建筑高度可以做得較小,在城市中當(dāng)遇到線路立體交叉或需要通航江河時,采用這種橋型可以降低線路高程和減少路堤填土數(shù)量。其缺點是梁柱連接處易開裂。 剛架橋是由橋跨
33、結(jié)構(gòu)(主梁)與墩臺(支柱、板墻)整體相連而形成的結(jié)構(gòu)體系,其梁柱結(jié)點為剛結(jié)。 在荷載作用下,其結(jié)構(gòu)中梁和柱(支柱、板墻)的截面均作用有彎矩、剪力和軸力。 剛架橋的外形尺寸較小,橋下凈空較大,視野開闊,適用于建筑高度受限、需要較大橋下凈空的情況。 剛架橋設(shè)計必須考慮附加內(nèi)力。大跨度預(yù)應(yīng)力剛架橋近年來發(fā)展迅速。 剛架橋要求橋址有較好的地基條件或采用深基礎(chǔ)。 下圖所示的T形剛構(gòu)是目前修建較大跨徑鋼筋混凝土橋梁常采用的形式。對于普通鋼筋混凝土T形剛構(gòu)橋采用預(yù)制裝配方法施工時,往往將跨徑很大的梁體分成三段安裝,從而顯著降低了安裝重量。其缺點是懸臂根部的負(fù)彎矩過大,鋼材用量大 剛架橋剛架橋剛構(gòu)橋剛構(gòu)橋T形
34、剛構(gòu)橋形剛構(gòu)橋連續(xù)剛構(gòu)橋(4)懸索橋(吊橋)懸索橋(吊橋) 傳統(tǒng)的吊橋均使用懸掛在兩岸塔架上的強大纜索作為主要承重結(jié)構(gòu)(見下圖)。在豎向荷載作用下,通過吊桿使纜索承受很大的拉力,通常在兩岸橋臺的后方修建體積非常巨大的錨碇結(jié)構(gòu)。吊橋也具有水平反力。現(xiàn)代的吊橋廣泛采用高強度鋼絲編制的鋼纜,以充分發(fā)揮其優(yōu)異的抗拉性能,因此,結(jié)構(gòu)自重較輕,就能以較小的建筑高度跨越其他任何橋型無法比擬的特大跨度。吊橋的另一特點是成卷的鋼纜易于運輸,結(jié)構(gòu)的各組成構(gòu)件較輕,便于采用無支架懸吊拼裝。 懸索橋的特點是主要承載結(jié)構(gòu)由橋塔和懸掛在塔上的高強度柔性纜索及吊索、加勁梁和錨錠結(jié)構(gòu)組成。 主纜索是主要承重結(jié)構(gòu),僅承受拉力。
35、這種橋型跨度大。 懸索橋在設(shè)計計算時,除需考慮其結(jié)構(gòu)的靜力特性外,還必須考慮其結(jié)構(gòu)的動力特性,尤其它的抗風(fēng)穩(wěn)定性。計算通常采用有限變形理論。懸索橋(吊橋)懸索橋(吊橋)潤揚長江大橋(懸索橋)潤揚長江大橋(懸索橋)懸索橋懸索橋(5)組合式橋)組合式橋 根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點,由幾個不同體系的結(jié)構(gòu)組合而成的橋梁稱為組合體系橋。 各種各樣的組合式橋根據(jù)其所組合的基本類型結(jié)構(gòu)不同,其受力特點也不同,往往是所組合的基本類型結(jié)構(gòu)的受力特點的綜合表現(xiàn)。 常見的這類橋型有梁與拱組合式橋,如系桿拱、桁架拱及多跨拱梁結(jié)構(gòu)等;懸索結(jié)構(gòu)與梁式結(jié)構(gòu)的組合式橋,如斜拉橋等。 下圖所示的為一種梁和拱的組合體系,其中梁和拱都是主
36、要承重結(jié)構(gòu),兩者互相配合,共同受力。 下圖為拱置于梁的下方、通過立柱對梁起輔助支撐作用的組合體系橋。 斜拉橋也是一種梁橋與吊橋組成的組合體系橋,見下圖。 斜拉橋由主梁、拉索和索塔組成 懸掛在索塔上的斜拉索將主梁吊住,使主梁像多點彈性支承的連續(xù)梁一樣工作,這樣既發(fā)揮了高強材料的作用,又顯著減小了主梁的截面,使得結(jié)構(gòu)自重減輕而跨越能力很大。 斜拉橋有獨塔斜拉橋、雙塔斜拉橋、多塔斜拉橋等。與懸索橋相比,抗風(fēng)穩(wěn)定性明顯改善,不需要巨大的錨錠結(jié)構(gòu)。與梁式橋相比,主梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布更均勻合理。 斜拉橋組合體系橋梁組合體系橋梁 梁橋示例梁橋示例 開封黃河大橋:主跨:開封黃河大橋:主跨:50米;橋梁類型:簡支
37、梁橋。米;橋梁類型:簡支梁橋。全長:全長:4475.09米。建成時間:米。建成時間:1989年。年。拱橋示例拱橋示例1 1四川豐都九溪溝橋:主跨四川豐都九溪溝橋:主跨116116米,圬工拱橋。建成時間:米,圬工拱橋。建成時間:19721972年年建成時是世界上跨徑最大的石拱橋,保持紀(jì)錄年之久。建成時是世界上跨徑最大的石拱橋,保持紀(jì)錄年之久。 拱橋示例拱橋示例2 美國新河峽谷橋:公路鋼拱橋,主跨美國新河峽谷橋:公路鋼拱橋,主跨518.2米,米,1977年建成,年建成,在上海盧浦大橋建成前為世界第一、現(xiàn)為世界第在上海盧浦大橋建成前為世界第一、現(xiàn)為世界第2大跨的鋼拱橋。大跨的鋼拱橋。拱橋示例拱橋示例
38、3 3 南斯拉夫克爾克橋:鋼筋砼公路拱橋,主跨南斯拉夫克爾克橋:鋼筋砼公路拱橋,主跨390米,米,1980年建年建成。建成時世界第一,現(xiàn)被中國萬縣長江大橋取代。成。建成時世界第一,現(xiàn)被中國萬縣長江大橋取代。剛架橋示例剛架橋示例1 1 德國本多夫橋:預(yù)應(yīng)力砼單鉸連續(xù)德國本多夫橋:預(yù)應(yīng)力砼單鉸連續(xù)T構(gòu)公路橋,主跨構(gòu)公路橋,主跨208米米。1964建成。建成。剛架橋示例剛架橋示例2 2 安康漢江大橋:鋼斜腿剛架鐵路橋,腳鉸跨度安康漢江大橋:鋼斜腿剛架鐵路橋,腳鉸跨度176m,1982年建成。年建成。懸索橋示例懸索橋示例 英國英國恒比爾(恒比爾(亨伯)橋:亨伯)橋:懸索橋,主跨懸索橋,主跨1410.8
39、米,米,1981建成。建建成。建成時世界第一,現(xiàn)列世界第四。成時世界第一,現(xiàn)列世界第四。斜拉橋示例斜拉橋示例 廣東南海西江九江橋:主跨廣東南海西江九江橋:主跨160160米;橋梁類型:混凝土斜拉米;橋梁類型:混凝土斜拉橋;主橋全長橋;主橋全長13701370米;建成時間:米;建成時間:19881988年。年。 組合體系橋示意組合體系橋示意 甘肅新城黃河橋:預(yù)應(yīng)力砼剛梁柔拱組合體系公路橋,甘肅新城黃河橋:預(yù)應(yīng)力砼剛梁柔拱組合體系公路橋,主跨主跨62.4m,1959年建成。年建成。澳大利亞悉尼港大橋澳大利亞悉尼港大橋 悉尼港大橋:世界著名大跨度鋼拱橋,主跨悉尼港大橋:世界著名大跨度鋼拱橋,主跨50
40、3米,橋面米,橋面總寬總寬48.8米,中承式桁架鋼拱橋;總用鋼量達(dá)米,中承式桁架鋼拱橋;總用鋼量達(dá) 38萬噸。其中硅萬噸。其中硅鋼鋼26萬多噸。萬多噸。上海盧浦大橋上海盧浦大橋 鋼拱橋,主跨鋼拱橋,主跨550米。米。2003年年6月月28日日 建成通車。建成通車。橋梁美學(xué) 橋梁美學(xué)原則 1在滿足功能要求的前提下,要選用最佳的結(jié)構(gòu)型式純正、清爽、穩(wěn)定。質(zhì)量統(tǒng)一于美,美從屬質(zhì)量。 2美,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)選型和諧與良好的比例,并具有秩序感和韻律感。過多的重復(fù)會導(dǎo)致單調(diào)。 3重視與環(huán)境協(xié)調(diào)。材料的選擇,表面的質(zhì)感,特別色彩的運用起著重要作用。模型檢試有助于實感判斷,審視陰影效果。 4美麗的橋梁應(yīng)以其個性
41、對人們產(chǎn)生積極的影響。美和倫理本是相通的,美的環(huán)境將直接陶冶人們的情操,大自然的美,人為環(huán)境的美,對人們身心健康是必需的。 美麗的橋梁美麗的橋梁與環(huán)境的協(xié)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)美麗的橋梁美麗的橋梁與環(huán)境的協(xié)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)美麗的橋梁美麗的橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁美麗的橋梁美麗的橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁 橋梁橋梁對環(huán)境的破壞對環(huán)境的破壞 第二部分第二部分 橋梁施工技術(shù)橋梁施工技術(shù) 一一、橋梁施工方法及選擇橋梁施工方法及選擇1.橋梁基礎(chǔ)工程施工方法橋梁基礎(chǔ)工程施工方法 在橋梁工程中,通常采用的基礎(chǔ)形式有擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等,其施工方法分類見下圖。 地下連續(xù)墻管柱基礎(chǔ)泥漿潤滑套
42、下沉法空氣幕下沉法不排水開挖下沉法排水開挖下沉法沉井基礎(chǔ)大直鉆孔埋置空心樁旋轉(zhuǎn)錐鉆孔法沖抓鉆機成孔法反循環(huán)回轉(zhuǎn)法正循環(huán)回轉(zhuǎn)法沖擊鉆機成孔法潛水鉆機成孔法螺旋鉆機成孔法機械挖孔人工挖孔灌注樁沉管灌注法鉆孔輔助沉樁射水輔助沉樁輔助壓樁法靜力壓樁法振動法錘擊法沉入樁樁基礎(chǔ)法板樁圍堰開挖基坑澆筑筑法土、石圍堰開挖基坑澆人工開挖基坑澆筑法機械開挖基坑澆筑法擴大基礎(chǔ)基礎(chǔ) 1)擴大基礎(chǔ) 所謂擴大基礎(chǔ),是將墩臺及上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載由其直接傳遞至較淺的支承地基的一種基礎(chǔ)形式,一般采用明挖基坑的方法進(jìn)行施工,故又稱為明挖擴大基礎(chǔ)或淺基礎(chǔ)。 其主要特點是: 由于能在現(xiàn)場用眼睛確認(rèn)支承地基的情況下進(jìn)行施工,因而其施工
43、質(zhì)量可靠; 施工時的噪聲、振動較小,對地下水污染輕,對鄰近建筑基礎(chǔ)危害較??; 與其他類型的基礎(chǔ)相比,施工所需的操作空間較??; 在多數(shù)情況下,比其他類型的基礎(chǔ)相比,造價省、工期短; 易受凍脹和沖刷產(chǎn)生的惡劣影響。 擴大基礎(chǔ)的施工順序是: 開挖基坑,對基底進(jìn)行處理(當(dāng)?shù)鼗休d力不滿足要求時需對地基進(jìn)行加固),砌筑圬工或立模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土。其中,開挖基坑是基礎(chǔ)施工中的一項主要工作,而且在開挖過程中,必須解決好支擋與排水的問題。 擴大基礎(chǔ)施工的難易程度與地下水處理的難易有關(guān)。當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨A(chǔ)的底面高程時,施工時應(yīng)采取排水措施,如打鋼板樁或考慮采用集水坑用水泵集中排水、深井排水及井點法等,使地
44、下水位降至開挖面以下。還可采用化學(xué)灌漿法及圍幕法進(jìn)行止水或排水。但擴大基礎(chǔ)的各種施工方法都有各自特有的制約條件,因此在選擇時應(yīng)特別注意。 2)樁基礎(chǔ) 樁是深入土層的柱形構(gòu)件,其作用是將來自樁頂?shù)暮奢d傳遞到土體中的較深處。 根據(jù)不同情況,樁可以有不同的分類方法。這里我們按成樁方法對樁進(jìn)行分類如下。 (1)沉入樁 沉入樁是將預(yù)制樁用錘擊打或振動法沉入地層至設(shè)計要求的高程。預(yù)制樁包括鋼筋混凝土樁和鋼樁等,一般有如下特點: 由于樁是在預(yù)制場制作,故樁身質(zhì)量易于控制; 沉入時的施工工序簡單,工效高,能保證質(zhì)量; 易于在水上施工; 多數(shù)情況下施工噪聲和振動大,污染環(huán)境; 沉入長樁時受運輸和起吊設(shè)備限制,且
45、存在現(xiàn)場接樁,接頭工藝復(fù)雜; 穿越較堅硬的土層時需要較多的輔助施工措施。 (2)灌注樁 灌注樁是在現(xiàn)場采用鉆孔機械(或人工)將地層鉆挖成設(shè)計孔徑和深度的孔后,將預(yù)制成一定形狀的鋼筋骨架吊入孔內(nèi),然后往孔內(nèi)灌入流動的混凝土而形成的樁基。 當(dāng)鉆孔深度較大時孔內(nèi)往往有水,故多采用水下混凝土灌注法。 灌注樁的特點是: 與沉入樁的錘擊法和振動法相比,施工噪聲和振動要小得多; 能修建比預(yù)制直徑大得多的樁; 與地基的土質(zhì)無關(guān),在各種地基上均可使用; 施工時應(yīng)特別注意鉆孔時的孔壁坍塌、樁尖處地基的流沙及孔底沉淀等情況的處理; 因混凝土是在水中澆注的,故混凝土質(zhì)量較難控制。 (3)大直徑樁 一般認(rèn)為,直徑2.5
46、m以上的樁稱為大直徑樁,目前,樁基礎(chǔ)的最大直徑已達(dá)6m。近年來,大直徑樁在橋梁基礎(chǔ)中得到了廣泛應(yīng)用,結(jié)構(gòu)形式也越來越多樣化,除實心樁外,還發(fā)展了空心樁;施工方法上不僅有鉆孔灌注法,還有預(yù)制樁殼鉆孔埋置法等。 根據(jù)樁的受力特點,大直徑樁多做成變截面的形式。大直徑樁與普通樁在施工方法上的區(qū)別主要反映在鉆機選型、護(hù)孔泥漿及施工工藝等方面。 3)沉井基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ)是一種斷面和剛度均比樁基礎(chǔ)大得多的筒狀結(jié)構(gòu),施工時在現(xiàn)場開挖井內(nèi)土方,使之沉落到預(yù)定支承的地基上。 在岸灘或淺水中建造沉井時,可采用“筑島法”施工;在深水中修建,則可采用浮式沉井,將沉井基礎(chǔ)浮運到預(yù)定位置,再進(jìn)行下沉施工。按材料、形狀和用途不
47、同,可將沉井分成許多類型,但沉井基礎(chǔ)有如下共同的特點: 沉井基礎(chǔ)的適宜下沉深度一般為1040m; 與其他形式的基礎(chǔ)相比,沉井基礎(chǔ)的抗水平推力作用的能力、豎向支承力均較大; 由于沉井基礎(chǔ)的剛度大,故其變位較小。 沉井基礎(chǔ)的施工難點在于沉井的下沉。沉井的下沉主要是通過從井孔內(nèi)挖除土,清除刃腳正面阻力及沉井內(nèi)壁摩阻力后,依靠其自重下沉。沉井下沉的方法可分為排水開挖下沉和不排水開挖下沉,但其基本施工方法應(yīng)為不排水開挖下沉,只有在穩(wěn)定的土層中,而且滲水量不大時,才采用排水開挖法下沉。另外還有壓重、高壓射水、炮振(必要時)、降低井內(nèi)水位減小浮力、采用泥漿潤滑套或空氣幕等一些沉井下沉的輔助施工方法。 4)地
48、下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻是用膨潤土泥漿進(jìn)行護(hù)壁,在防止開挖壁面坍塌的同時在設(shè)計位置開挖出一條狹長端圓的深槽,然后將鋼筋骨架放入槽內(nèi),并灌注水下混凝土,從而在地下形成連續(xù)墻體的一種基礎(chǔ)形式。 目前,我國多用于臨時支擋工程,國外已有作為永久基礎(chǔ)的實例。地下連續(xù)墻有墻式和排柱式之分,但一般多用墻式。 地下連續(xù)墻的特點有: 施工時的噪聲、振動小; ; 墻體剛度大且截水性能優(yōu)異,對周邊地基無擾動 所獲得的支承力大,可用做剛性基礎(chǔ),對墻體進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合后可以代替樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ); 在挖槽時采用泥漿護(hù)壁,如管理不當(dāng),容易出現(xiàn)槽壁坍塌的問題。2承臺承臺 位于旱地、淺水河中采用土石筑島法施工樁基的橋梁,其承臺的施工
49、方法與擴大基礎(chǔ)的施工方法相類似,可采用明挖基坑、簡易板樁圍堰后開挖基坑等方法進(jìn)行施工。 對深水中的承臺,可供選擇的方法有:鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰、雙壁鋼圍堰及套箱圍堰等。不論何種圍堰,其目的都是為了止水,以實現(xiàn)承臺在無水環(huán)境中施工。鋼板樁圍堰和鋼管樁圍堰實際上是一種形式的圍堰,只不過所用材料不同而已。雙壁鋼圍堰通常是將樁基和承臺的施工一并考慮,即先在圍堰頂設(shè)置鉆孔平臺,待樁基施工結(jié)束后拆除平臺,再在圍堰內(nèi)進(jìn)行承臺的施工;套箱圍堰多采用鋼材制作,分有底和無底兩種類型,根據(jù)受力情況不同又可設(shè)計成單壁或雙壁套箱。3.墩墩(臺臺)身身 墩(臺)身的施工方法根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同而不同。對結(jié)構(gòu)形式較簡單,
50、高度又不大的中、小橋的墩(臺)身,通常采用傳統(tǒng)的方法,一次砌筑或立模(一次或多次)現(xiàn)澆施工,但對高度較高的墩臺及斜拉橋、懸索橋的索塔,則有較多的施工方法可供選擇。而施工方法的多樣化主要反映在模板結(jié)構(gòu)形式的不同上。近年來,滑升模板、爬升模板和翻升模板等在高墩及索塔上應(yīng)用較多,其共同的特點是:將墩身分成若干個節(jié)段,從下至上逐段進(jìn)行施工。 采用滑升模板(簡稱滑模)施工,對結(jié)構(gòu)物外形尺寸的控制較準(zhǔn)確,施工進(jìn)度平穩(wěn)、安全,機械化程度高,但因多采用液壓裝置實現(xiàn)滑升,故成本較高,所需的機械設(shè)備種類也較多; 爬升模板(簡稱爬模)一般要在模板外側(cè)設(shè)置爬升架,因此這種模板相對而言需耗用較多的材料,體積也較龐大,但
51、不需設(shè)另外的提升設(shè)備; 翻升模板(簡稱翻模)結(jié)構(gòu)較簡單,施工也較方便,不過需要設(shè)專門用于提升的起吊設(shè)備。 高墩的施工,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,進(jìn)行綜合比較后來選擇適宜的施工方案。中、小橋,當(dāng)設(shè)計為石砌墩(臺)身時,施工工藝雖然簡單,但必須嚴(yán)格控制砌石工程質(zhì)量。二、橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方法二、橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方法 橋梁上部結(jié)構(gòu)的形式是多種多樣的,其施工方法的種類也較多,但除一些比較特殊的施工方法外,大致可分為預(yù)制安裝和現(xiàn)澆兩大類。上部結(jié)構(gòu)的施工方法分類見下圖所示。勁性骨架法轉(zhuǎn)體施工法頂推法懸臂澆筑法逐孔現(xiàn)澆法固定支架法現(xiàn)澆法懸臂拼裝逐孔拼裝提升法纜索吊裝浮運整孔架設(shè)浮吊架設(shè)扒桿吊裝架橋機安裝跨墩龍門架
52、吊裝自行式吊車吊裝預(yù)制安裝法施工方法 1.預(yù)制安裝法 預(yù)制安裝可分為預(yù)制梁安裝和預(yù)制節(jié)段式塊件拼裝兩種類型。前者主要指裝配式的簡支梁橋:如空心板、T形梁、工字形梁及小跨徑箱梁等的安裝,爾后進(jìn)行橫向聯(lián)結(jié)或施工橋面板而使之成為橋梁整體;后者則將梁體(一般為箱梁)沿橋軸線分段預(yù)制成節(jié)段式塊件,運至現(xiàn)場進(jìn)行拼裝,其拼裝方法一般多采用懸臂法。連續(xù)梁、T構(gòu)、剛構(gòu)和斜拉橋都可以應(yīng)用這種方法進(jìn)行施工。 下面簡要介紹幾種常用的預(yù)制安裝施工方法的特點及 適用場合。 1)自行式吊車吊裝法 這種吊裝法多采用汽車吊、履帶吊和輪胎吊等機械,有單吊和雙吊之分。此法一般適用于跨徑在30m以內(nèi)的簡支梁橋的安裝作業(yè)。在現(xiàn)場應(yīng)有足
53、夠安置吊車的場地,同時要保證運梁道路的暢通,吊車的選用應(yīng)充分考慮梁體的重量和作業(yè)半徑后方可決定。 2)跨墩龍門安裝法 在墩臺兩側(cè)沿橋向設(shè)置軌道,在其上安置跨墩的龍門吊,將梁體在起吊狀態(tài)下運至架設(shè)地點,然后安裝在預(yù)定位置。此法一般可將梁的預(yù)制場地安排在橋頭引道上,以縮短運梁距離。其優(yōu)點是:施工作業(yè)簡單、迅速,可快速施工,容易保證施工安全。但要求架設(shè)的地形應(yīng)平坦,且橋墩不能太高。因設(shè)備的費用較大,架設(shè)安裝的孔數(shù)不能太少。 3)架橋機安裝法 這是預(yù)制梁典型的安裝方法。在孔跨內(nèi)設(shè)置安裝導(dǎo)梁,以此作為支承體來架設(shè)梁體,這種作為支承梁的安裝梁結(jié)構(gòu)稱為架橋機。目前架橋機的種類甚多,按形式的不同可分為單導(dǎo)梁、
54、雙導(dǎo)梁、斜拉式和懸吊式等。懸臂拼裝和逐跨拼裝的節(jié)段式橋梁也經(jīng)常采用專用的架橋機進(jìn)行施工。其特點是:不受架設(shè)孔跨橋墩高度的影響,也不受橋下地形條件的影響;架設(shè)速度快,作業(yè)安全度高;對于孔數(shù)較多的橋梁更具有優(yōu)越性。 4)浮吊架設(shè)法 這種方法一般適用于河口、海上長大橋梁的安裝,包括整孔架設(shè)和節(jié)段式塊件的懸臂拼裝。采用此法工期較短,但梁體的補強,大型吊具、架設(shè)用的卡具等設(shè)備均較大型化,浮吊所需費用較高,且易受氣象、海象和地理條件等影響。梁體安裝就位時浮力的減小會引起浮吊和船舶的移動,伴隨而來的是梁體的搖動,因此應(yīng)充分考慮其傾覆問題。 5)浮運整孔架設(shè)法 是將梁體用船舶運至架設(shè)地點后進(jìn)行安裝的方法,可采
55、用兩種方式:一種方式是用兩套卷揚機(或液壓千斤頂裝置)組合提升吊裝就位,另一種方式是利用船舶的吃水落差將整孔梁體安裝就位。 6)逐孔拼裝法 逐孔拼裝法一般適用于節(jié)段式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工。在施工的孔跨內(nèi)搭設(shè)落地式支架或采用懸吊式支架,將節(jié)段預(yù)制塊件按順序吊放在支架上,然后在預(yù)留孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋,對梁施加預(yù)應(yīng)力使其成為整體,這種方法形象地稱為“穿糖葫蘆” 7)懸臂拼裝法 懸臂拼裝法多用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁體的施工,其他類型的橋梁也可選用。這是一種將梁體分節(jié)段預(yù)制,墩頂附近的塊件用其他架設(shè)機械安裝或現(xiàn)澆,然后以橋墩為對稱點,將預(yù)制塊件沿橋跨方向?qū)ΨQ起吊、安裝就位后,張拉預(yù)應(yīng)力筋,使懸臂不斷接長
56、,直至合龍的施工方法。懸臂拼裝法施工速度快,預(yù)制塊件質(zhì)量易控制,但預(yù)制場地較大,且拼裝精度要求高。這種施工方法可不用或少用支架,施工時不影響通航或橋下交通,宜在跨深水、山谷或海上進(jìn)行施工,并適用于變截面預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。 2.現(xiàn)澆法 1)固定支架法 這是在橋跨間設(shè)置支架、安裝模板、綁扎鋼筋、現(xiàn)場澆筑混凝土的施工方法。特別適用于旱地上的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土中小跨徑橋梁的施工。支架按其結(jié)構(gòu)的不同分為滿布式、柱式、梁式、梁柱式等幾種,所用材料有門式支架、扣件式支架、貝雷桁片、萬能桿件及各種型鋼組合構(gòu)件等。固定支架的施工特點是:梁的整體性好,施工平穩(wěn)、可靠,不需大型起重設(shè)備;施工中無體系轉(zhuǎn)換的問題
57、;需要大量施工支架,并需要有較大的施工場地。 2)逐孔現(xiàn)澆法 逐孔現(xiàn)澆法分在支架上逐孔現(xiàn)澆和移動模架逐孔現(xiàn)澆,目前較多采用后者。移動模架逐孔現(xiàn)澆施工方法自20世紀(jì)50年代末開始使用以來,得到了較廣泛的應(yīng)用,特別是多跨長橋如高架橋、海灣橋,使用十分方便,施工快速、安全,機械化程度高,減小勞動強度,少占場地,不會受橋下條件影響。但因模板拼裝與拆卸均較復(fù)雜,所以一般適用于跨徑2050m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工,且橋長在500m以上。 3)懸臂澆筑法 這種方法最常用的是采用掛籃懸臂澆筑施工,在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土,待混凝土達(dá)到一定強度后張拉預(yù)應(yīng)力筋,移動掛籃繼續(xù)施工,使懸臂不斷接長,直至合
58、龍。掛籃的構(gòu)造形式很多,通常由承重梁、懸吊模板、錨固裝置、行走系統(tǒng)和工作平臺等組成。掛籃的功能是:支承梁段模板,調(diào)整位置,吊運材料機具,澆筑混凝土,拆模和張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋等工作。 懸臂澆筑法施工不需在跨間設(shè)置支架,使用少量機具設(shè)備便可以很方便地跨越深谷和河流,適用于大跨徑連續(xù)梁橋的施工。同時根據(jù)施工受力特點,懸臂施工一般宜在變截面梁中使用。 4)頂推法 頂推施工是在橋臺的后方設(shè)置施工場地,分節(jié)段澆筑梁體,并用縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋將澆筑節(jié)段與已完成的梁體連成整體,在梁體前端安裝長度為頂推跨徑0.7倍左右的鋼導(dǎo)梁,然后通過水平千斤頂施力,將梁體向前方推出施工場地,重復(fù)這些工序即可完成全部梁體的施工。頂推法
59、的施工特點是:由于作業(yè)場所限定在一定范圍內(nèi),可設(shè)置頂棚,不受天氣影響,能全天候施工。連續(xù)梁的頂推跨徑以3050m最為經(jīng)濟,若跨徑大于此值,則需要有臨時墩等輔助手段。逐段頂推施工宜在等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中使用,也可在結(jié)合梁和斜拉橋的主梁中使用。 3.轉(zhuǎn)體施工法 轉(zhuǎn)體施工法多用于拱橋的施工,也可用于斜拉橋和剛構(gòu)橋的施工。這種施工法是在岸邊立支架(或利用地形)預(yù)制半跨橋梁的上部結(jié)構(gòu),然后借助上下轉(zhuǎn)軸偏心值產(chǎn)生的分力使兩岸半跨橋梁上部結(jié)構(gòu)向橋跨轉(zhuǎn)動,用風(fēng)纜控制其轉(zhuǎn)速,最后就位合龍。該法適用于峽谷、水流湍急、通航河道和跨線橋等特殊地形的橋梁,具有工藝簡單、操作安全、所用設(shè)備少、施工速度快等特點。三、
60、橋梁施工方法的選擇原則三、橋梁施工方法的選擇原則 施工方法的分類乃是一種權(quán)宜的辦法,在實際施工中不太可能僅采用分類中某一種施工方法,多數(shù)情況下是將幾種方法組合起來應(yīng)用。另外,橋梁的施工方法很多,本書不可能將所有的施工方法全部包羅,即使是同一種方法應(yīng)用中也有不同情況,所需的機具、勞力、施工的步驟和施工期限等也不一樣,因此,在選擇橋梁施工方法時應(yīng)根據(jù)橋梁的設(shè)計要求、施工現(xiàn)場環(huán)境、人員設(shè)備、施工經(jīng)驗等因素綜合考慮,選擇最佳的施工方法。 選擇橋梁施工方法時應(yīng)考慮的主要因素有以下幾點: 橋梁的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)模; 橋位處的地形、自然條件和社會環(huán)境; 施工機械和施工管理的制約; 以往的施工經(jīng)驗; 安全性和經(jīng)濟
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