第19講橋梁工程施工概述

第19講橋梁工程施工概述第一頁(yè)，共47頁(yè)。第19講橋梁施工概述

第二頁(yè)，共47頁(yè)。施工的重要性橋梁的建設(shè)需經(jīng)過(guò)規(guī)劃、工程可行性研究、勘測(cè)設(shè)計(jì)和施工等幾個(gè)階段。施工是具體體現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)意圖的過(guò)程，高水平橋梁設(shè)計(jì)需要更高水平施工技術(shù)去實(shí)現(xiàn)。橋梁施工技術(shù)的發(fā)展也為實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)意圖提供了靈活多樣的手段，為增大橋梁跨度、改善結(jié)構(gòu)性能和線形以及應(yīng)用新材料提供了充分條件。第三頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁施工技術(shù)發(fā)展回顧橋梁施工技術(shù)水平與同時(shí)代生產(chǎn)力發(fā)展水平相關(guān)，3000年前在渭河上架設(shè)浮橋1400多年建設(shè)的趙州橋——

建造技術(shù)超乎想象大拱圈縱分為28圈，每圈由43塊重1t左右的拱石組成，用石灰漿砌筑。為提高強(qiáng)度和整體性，拱石表面鑿有斜紋，拱石縱縫間安放腰鐵（鐵箍），主拱跨中拱背上設(shè)置5根鐵拉桿，并在拱頂石砌筑時(shí)采用剎尖方法使拱石擠壓緊密。第四頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁施工技術(shù)發(fā)展回顧1053年建成泉州萬(wàn)安（洛陽(yáng)）橋——現(xiàn)代浮運(yùn)架橋的原始雛形。46橋墩，834米長(zhǎng)，采用“激浪漲舟、懸機(jī)弦牽”架設(shè)石梁1240年漳州虎渡橋——200t重的石梁如何架設(shè)至今未知19世紀(jì)懸索橋主纜架設(shè)的AS、PWS方法出現(xiàn)——促進(jìn)了懸索橋快速發(fā)展第五頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁施工技術(shù)發(fā)展回顧20世紀(jì)鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用，懸臂施工、頂推施工、逐孔施工、轉(zhuǎn)體施工技術(shù)廣泛應(yīng)用大跨深水橋梁迅速發(fā)展——

20世紀(jì)末：1991米的日本明石海峽橋（懸索橋）、890米的日本多多羅橋（斜拉橋）、420米的中國(guó)重慶萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋（砼拱橋）、301米的挪威Stolmasundet橋（連續(xù)剛構(gòu)橋）

21世紀(jì)初：

460米的中國(guó)重慶巫山長(zhǎng)江大橋（鋼管砼拱橋）、330米的中國(guó)重慶長(zhǎng)江大橋復(fù)線橋（連續(xù)剛構(gòu)橋）、1088米中國(guó)蘇通長(zhǎng)江大橋（斜拉橋）第六頁(yè)，共47頁(yè)。施工與橋梁建設(shè)的關(guān)系建設(shè)一座橋梁通常要經(jīng)過(guò)規(guī)劃、工程可行性研究、勘測(cè)設(shè)計(jì)和施工等階段。施工是具體體現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)思想和意圖的一個(gè)過(guò)程，其最終目的是建成一個(gè)滿足使用要求的工程實(shí)體。施工技術(shù)無(wú)論是在設(shè)計(jì)階段還是在施工階段都非常重要，對(duì)其施工是否能順利完成起著決定性作用第七頁(yè)，共47頁(yè)。施工與橋梁建設(shè)的關(guān)系施工技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)意圖提供了靈活多樣的手段，為增大橋梁跨越能力、新型橋梁結(jié)構(gòu)體系的開(kāi)發(fā)、新型材料的應(yīng)用、成橋狀態(tài)（受力與線形）的改善、工程質(zhì)量的提高、建設(shè)工期的縮短和工程造價(jià)的降低等提供了充分的條件和技術(shù)保障。第八頁(yè)，共47頁(yè)。施工與設(shè)計(jì)的關(guān)系

◆不同結(jié)構(gòu)型式橋梁，施工方法可不同

◆同種結(jié)構(gòu)型式橋梁也可采用不同的施工方法

◆復(fù)雜體系橋梁，不同施工方法時(shí)，施工過(guò)程結(jié)構(gòu)受力體系各不相同，結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的改變而變更，結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)階段的受力狀況取決于所選用的施工方法。

◆絕大多數(shù)橋梁施工往往不是一次完成，其間需經(jīng)歷多次結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換◆橋梁設(shè)計(jì)必須針對(duì)特定施工方法，程序進(jìn)行◆橋梁施工必須忠實(shí)于設(shè)計(jì)第九頁(yè)，共47頁(yè)。施工與機(jī)械設(shè)備的關(guān)系◆施工機(jī)械設(shè)備的優(yōu)劣往往決定橋梁施工技術(shù)先進(jìn)與否◆施工方法的確定在很大程度上取決于是否有與之相配套的施工機(jī)械設(shè)備◆橋梁結(jié)構(gòu)體系及施工技術(shù)的發(fā)展需要大量的、先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，先進(jìn)施工技術(shù)發(fā)展促進(jìn)設(shè)備水平的不斷提高?！魳蛄菏┕ぴO(shè)備包括：測(cè)量設(shè)備；基礎(chǔ)施工設(shè)備；混凝土施工設(shè)備；各種常備式結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力施工設(shè)備；運(yùn)輸、安裝和起重設(shè)備；專用施工設(shè)備等?！羝渲写笮透〉醯难兄评?，使橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的施工向著大塊件組拼體系發(fā)展，適應(yīng)了當(dāng)前越來(lái)越多跨海工程建設(shè)的需要。第十頁(yè)，共47頁(yè)。施工與施工控制的關(guān)系●橋梁施工技術(shù)包含施工設(shè)計(jì)計(jì)算、施工方法、手段與工藝、施工控制等?！褚酝?，在橋梁施工技術(shù)中并未突出施工控制的內(nèi)容，甚至沒(méi)有提到“施工控制”。原因是由于過(guò)去所建橋梁一般跨徑不大，規(guī)模較小，影響因素少等，因?yàn)槭┕た刂撇涣Χa(chǎn)生的不良后果也就不明顯，從而使人們忽視了它的重要性。

第十一頁(yè)，共47頁(yè)。施工與施工控制的關(guān)系事實(shí)上，任何橋梁施工，特別是大跨徑橋梁的施工，都是一個(gè)系統(tǒng)工程。在該系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)圖紙是目標(biāo)，而自開(kāi)工到竣工整個(gè)為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)而必須經(jīng)歷的過(guò)程中，將受到許許多多確定和不確定因素（誤差）的影響，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、橋用材料性能、施工精度、荷載，大氣溫度等諸多方面在理想狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)之間存在的差異，施工中如何從各種受誤差影響而失真的參數(shù)中找出相對(duì)真實(shí)之值，對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別（監(jiān)測(cè)），調(diào)整（糾偏）、預(yù)測(cè)對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是至關(guān)重要的。

第十二頁(yè)，共47頁(yè)。施工與施工控制的關(guān)系橋梁施工控制是橋梁施工技術(shù)的重要組成部分橋梁施工控制是確保橋梁施工宏觀質(zhì)量的關(guān)鍵橋梁施工控制又是橋梁建設(shè)的安全保證第十三頁(yè)，共47頁(yè)。施工與造價(jià)的關(guān)系★橋梁工程的總造價(jià)包括規(guī)劃、工程可行性研究、勘測(cè)設(shè)計(jì)、征地拆遷、工程施工等費(fèi)用，其中施工一般要占工程費(fèi)用的60％以上。近年來(lái)，工程施工費(fèi)用和勞動(dòng)力的工資所占的比例呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，對(duì)于特大跨徑和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的橋梁更是如此。因此，施工費(fèi)用對(duì)工程造價(jià)有著舉足輕重的影響。第十四頁(yè)，共47頁(yè)。施工與組織管理的關(guān)系★橋梁施工過(guò)程是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，涉及到大量的人力、資金、材料、機(jī)具設(shè)備及技術(shù)，要求進(jìn)行科學(xué)的管理?！锸┕そM織管理的目的是要保證工程按設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量、計(jì)劃進(jìn)度和低于設(shè)計(jì)預(yù)算和合同包價(jià)的成本，安全、順利地完成施工任務(wù)。第十五頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁施工方法擴(kuò)大基礎(chǔ)樁和管柱基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)（大型重力式基礎(chǔ)）地下連續(xù)墻基礎(chǔ)組合基礎(chǔ)石砌墩臺(tái)式墩臺(tái)就地澆筑式墩臺(tái)預(yù)制裝配式墩臺(tái)基礎(chǔ)施工橋墩、臺(tái)施工上部結(jié)構(gòu)施工就地澆筑法預(yù)制安裝法按構(gòu)件制作地點(diǎn)橫移施工法以橋墩為基準(zhǔn)以橋軸端點(diǎn)為基準(zhǔn)以橫橋向?yàn)榛鶞?zhǔn)按結(jié)構(gòu)形成方式轉(zhuǎn)體施工法懸臂施工法頂推施工法逐孔施工法大型構(gòu)件預(yù)制安裝法以橋位為基準(zhǔn)整體就地澆筑施工法提升施工法第十六頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁整體就地澆注施工在橋位處搭設(shè)支架，在支架上澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板、支架第十七頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁整體就地澆注施工優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需預(yù)制場(chǎng)地，不需大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備，橋跨結(jié)構(gòu)整體性好。缺點(diǎn)：工期長(zhǎng)，施工質(zhì)量易受季節(jié)性氣候的影響不容易控制，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁因受混凝土收縮、徐變的影響將產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失，施工中的支架、模板耗用量大，施工費(fèi)用高，搭設(shè)支架影響排洪、通航，施工期間可能受到洪水和飄流物的威脅。第十八頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁預(yù)制安裝施工

在工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制整孔主梁或大型主梁節(jié)段，采用某種架設(shè)方法進(jìn)行安裝、連接，完成橋體結(jié)構(gòu)的施工預(yù)制安裝法第十九頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁預(yù)制安裝施工特點(diǎn)：▲工場(chǎng)預(yù)制，有利確保構(gòu)件的質(zhì)量；▲上、下部結(jié)構(gòu)平行作業(yè)，將縮短現(xiàn)場(chǎng)施工工期，可降低工程造價(jià)；▲主梁構(gòu)件在安裝時(shí)已有一定齡期，故可減少混凝土收縮、徐變引起的變形；▲不同架設(shè)方式對(duì)橋下通航的影響各異。第二十頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁逐孔施工使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工，直到對(duì)岸移動(dòng)模架逐孔施工法第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁逐孔施工特點(diǎn)：□不需設(shè)置地面支架，不影響橋下通航、通車，施工安全、可靠□有良好的施工環(huán)境，施工質(zhì)量易于保證，一套模架可多次周轉(zhuǎn)使用，具有在預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)□機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，節(jié)省勞力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度□移動(dòng)模架設(shè)備投資大，施工準(zhǔn)備和操作較復(fù)雜□移動(dòng)模架逐孔施工宜在橋梁跨徑小于50米的多跨長(zhǎng)橋上使用。□從施工設(shè)備、梁體構(gòu)件制造等方面可分為：使用移動(dòng)支架逐孔組拼預(yù)制節(jié)段施工和移動(dòng)模架逐孔現(xiàn)澆施工。第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁懸臂施工從橋梁墩臺(tái)開(kāi)始向跨中不斷接長(zhǎng)梁體構(gòu)件(包括拼裝與現(xiàn)澆)施工第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁懸臂施工特點(diǎn)：

屬于自架設(shè)施工法

施工中墩、梁固接，主梁上產(chǎn)生負(fù)彎矩，橋墩也要承受由施工而產(chǎn)生的彎矩

非墩、梁固接梁橋，施工時(shí)需臨時(shí)固接，在施工過(guò)程中存在著結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換

懸臂施工法可不用或少用支架，不影響橋下通航、通車，節(jié)省施工費(fèi)用，降低工程造價(jià)

懸臂澆筑施工簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)整體性好，施工中可不斷調(diào)整位置

懸臂拼裝施工速度快，橋梁上下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè)，但施工精度要求比較高

適用于梁橋、拱橋、剛構(gòu)橋、斜拉橋施工第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁轉(zhuǎn)體施工將橋梁主梁或主拱先在橋位處岸邊(或路邊及適當(dāng)位置)進(jìn)行預(yù)制，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位施工轉(zhuǎn)體施工法第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁轉(zhuǎn)體施工特點(diǎn)：☆可利用施工現(xiàn)場(chǎng)的地形安排預(yù)制構(gòu)件的場(chǎng)地☆不影響橋下通航、通車☆施工設(shè)備少，裝置簡(jiǎn)單，容易制作和掌握☆高空作業(yè)少，施工工序簡(jiǎn)單，施工迅速☆適合于單跨拱橋和三跨梁橋、剛構(gòu)橋，可在深水、峽谷中建橋采用，同時(shí)也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋。第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁頂推施工在沿橋縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地，分節(jié)段預(yù)制，并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁段聯(lián)成整體，然后通過(guò)頂推裝置施力，將梁體向前頂推出預(yù)制場(chǎng)地，之后繼續(xù)在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制，循環(huán)操作直至施工完成頂推施工法第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁頂推施工特點(diǎn)：○運(yùn)用簡(jiǎn)易的施工設(shè)備建造長(zhǎng)大橋梁，費(fèi)用低，無(wú)噪聲，可在水深、山谷和高橋墩上采用，也可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用○僅能適用于等坡度、僅處于平曲線、主梁高度不變的梁橋○主梁分段預(yù)制，連續(xù)作業(yè)，便于施工管理，避免了高空作業(yè)，結(jié)構(gòu)整體性好○梁的受力狀態(tài)變化大，施工階段梁的受力狀態(tài)與運(yùn)營(yíng)時(shí)期的受力狀態(tài)差別大，在梁的截面設(shè)計(jì)和預(yù)應(yīng)力鋼束布置時(shí)為同時(shí)滿足施工與運(yùn)營(yíng)的要求，將需較大的用鋼量第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁橫移施工在待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預(yù)制該結(jié)構(gòu)物，并橫向移動(dòng)該結(jié)構(gòu)物，將它安置在規(guī)定的位置上特點(diǎn)：施工中不改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系。在橫移期間，以臨時(shí)支座支承該結(jié)構(gòu)的施工重量

多用于正常通車線路上的橋梁工程的換梁，也可與其它施工方法配合使用第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁提升施工采用豎向運(yùn)動(dòng)施工就位的施工方法，即在未來(lái)安置結(jié)構(gòu)物以下的地面上預(yù)制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位。特點(diǎn)：通常選取整體結(jié)構(gòu)，重達(dá)數(shù)千噸。要求有適宜的地面，擁有一定起重能力的提升設(shè)備，地基承載力需滿足施工要求，被提升的結(jié)構(gòu)應(yīng)保持平衡。第三十頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁勁性骨架施工先施工便于制造、安裝的輕型鋼結(jié)構(gòu)，然后在已安裝的鋼結(jié)構(gòu)上掛模分次現(xiàn)澆混凝土形成最終結(jié)構(gòu)第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁勁性骨架施工特點(diǎn)：△屬于內(nèi)設(shè)支架現(xiàn)澆施工法△事先架設(shè)的鋼骨架既是主結(jié)構(gòu)混凝土現(xiàn)澆的支架，又是橋梁成橋狀態(tài)承載結(jié)構(gòu)的一部分，用鋼量大，造價(jià)高△施工期間對(duì)橋下通航、通車影響小△施工過(guò)程復(fù)雜，高空作業(yè)多，施工質(zhì)量與施工安全控制難度大△主要適用于外設(shè)支架法、纜索吊裝法難以實(shí)現(xiàn)的大跨徑混凝土拱橋施工第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁施工方法綜合選用需考慮的因素：△橋梁使用條件△橋梁施工條件△所處自然環(huán)境△當(dāng)?shù)厣鐣?huì)環(huán)境橋型施工方法適用跨徑梁橋剛架橋拱橋斜拉橋懸索橋簡(jiǎn)支梁懸臂梁連續(xù)梁圬工拱標(biāo)準(zhǔn)及組合體系拱桁架拱整體支架現(xiàn)澆、砌筑施工法20～60▲▲▲▲

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▲預(yù)制安裝施工法20～50

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▲▲▲逐孔施工法20～60▲

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懸臂施工法50～320▲▲▲

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轉(zhuǎn)體施工法20～140▲

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頂推施工法20～70▲▲

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橫移施工法30～100

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提升施工法10～80

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勁性骨架法150以上

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第三十三頁(yè)，共47頁(yè)。石拱橋建造過(guò)程首先，修建支撐橋梁的橋墩

其次，在兩個(gè)橋墩之間修建木制拱架在拱架上鋪放石頭

34第三十四頁(yè)，共47頁(yè)。石拱橋建造過(guò)程橋拱建成后，就將拱架移走最后，在橋拱上鋪設(shè)路面第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。拱橋建造過(guò)程首先，興建峽谷兩邊的橋臺(tái)和它上面的橋墩其次，將模具懸掛在橋墩上，用現(xiàn)場(chǎng)制作的方法興建橋拱第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。拱橋建造過(guò)程橋拱的中間部分在地面預(yù)制，然后用滑輪將它吊起安放在預(yù)定位置

混凝土路面板、邊梁和更多的橋墩興建后，便完成整座橋的興建第三十七頁(yè)，共47頁(yè)。懸臂橋建造過(guò)程首先，興建橋的地基、橋墩和橋臺(tái)

其次，從橋墩的兩側(cè)同時(shí)興建懸臂梁

用鋼條將已建造的部分連在一起

38第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。懸臂橋建造過(guò)程當(dāng)懸臂梁的一側(cè)延伸到橋臺(tái)后，就開(kāi)始在第二個(gè)橋墩上興建新的懸臂最后，將楔安放在中間，以完成整座橋的興建

第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁架設(shè)過(guò)程建橋開(kāi)始前，專家必須考察建橋地點(diǎn)的地質(zhì)情況。他們用鉆機(jī)鉆洞，抽取地質(zhì)樣本化驗(yàn)在巖床上建造不透水的圍堰，以便將水隔開(kāi)，建造橋樁基礎(chǔ)在工廠里建造巨大的鋼筋混凝土預(yù)制梁，然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)40第四十頁(yè)，共47頁(yè)。橋梁架設(shè)過(guò)程在兩邊的河床上建造用于支撐混凝土預(yù)制