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文檔簡(jiǎn)介

第一部分:橋梁施工技術(shù)的發(fā)展-認(rèn)識(shí)橋梁

“橋梁工程”是有關(guān)橋梁勘測(cè)、設(shè)計(jì)、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(gè)重要組成部分。第1頁(yè)/共181頁(yè)1.1橋梁工程的特點(diǎn)1.各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn):

里程不長(zhǎng)、工程難度大、造價(jià)高、工期長(zhǎng)2.城市立體交通的主要構(gòu)成:立體交叉,高架道路

3.施工方法不同決定了橋梁造價(jià)的差異第2頁(yè)/共181頁(yè)1.2橋梁在交通發(fā)展中的作用1.橋梁是最重要的交通設(shè)施之一。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(huì)遇到各種障礙,如河流、山谷或其它交通線路等,通??缭竭@些障礙必須建設(shè)各種類型的橋梁。2.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。3.交通的發(fā)展與不同歷史時(shí)期社會(huì)發(fā)展對(duì)交通的需求有十分密切的關(guān)系,與當(dāng)時(shí)社會(huì)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(jì)和施工水平也有密不可分的關(guān)系第3頁(yè)/共181頁(yè)1.4橋梁工程發(fā)展簡(jiǎn)史1.我國(guó)古代橋梁工程的成就:中國(guó)是有著悠久歷史和燦爛文化的文明古國(guó),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。第4頁(yè)/共181頁(yè)

1.5、我國(guó)古代橋梁建設(shè)的成就1.距今約三千年周文王時(shí)代,我國(guó)已在渭河上架設(shè)浮橋;2.公元前332年春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,現(xiàn)代樁柱式橋梁已出現(xiàn);3.我國(guó)的鐵鏈吊橋比西方早千年,4.秦漢時(shí)期,開(kāi)始建造石梁橋。5.拱橋東漢中期出現(xiàn)。;歐洲比中國(guó)晚了1200年。第5頁(yè)/共181頁(yè)西藏墨脫藤網(wǎng)橋(行人過(guò)橋)總論1.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第6頁(yè)/共181頁(yè)古代拱橋—趙州橋

又稱安濟(jì)橋,位于河北省趙縣境內(nèi),建于隋開(kāi)皇年間(公元595-605年),由隋匠李春建造,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(yùn)用,更為世界橋梁史上的首創(chuàng)。趙州橋全長(zhǎng)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(guó)獨(dú)特的民族藝術(shù)風(fēng)格,是我國(guó)古代建筑的偉大作品。第7頁(yè)/共181頁(yè)隋代安濟(jì)(趙州橋)總論1.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第8頁(yè)/共181頁(yè)古代拱橋—蘇州寶帶橋又名小長(zhǎng)橋,始建于唐元和十一至十四年(816—819年)。全橋有53孔,總長(zhǎng)近316米,其中橋孔長(zhǎng)249.8m,橋頂寬4.1m,橋端寬6.1m。寶帶橋?yàn)楸《章?lián)拱橋,墩厚僅0.6m,與最大一孔跨徑6.95m相比,接近1/12,使全橋顯得輕盈秀麗,還可增大泄水面積減少洪水對(duì)橋身的沖擊。寶帶橋的泄水面積達(dá)85%,居古橋之首。第9頁(yè)/共181頁(yè)古代拱橋—蘇州寶帶橋第10頁(yè)/共181頁(yè)古代拱橋—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1736-1795)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。第11頁(yè)/共181頁(yè)清代17孔橋總論1.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第12頁(yè)/共181頁(yè)古代拱橋—玉帶橋玉帶橋位于北京頤和園昆明湖長(zhǎng)堤上,建于清乾隆年間(公元1736-1795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(guó)長(zhǎng)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。第13頁(yè)/共181頁(yè)清代玉帶橋總論1.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第14頁(yè)/共181頁(yè)古代吊橋—霽虹橋

霽虹橋是我國(guó)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,1465~1487年改建為鐵鏈橋。橋全長(zhǎng)為113.4m,橋?qū)?.7m,凈跨徑為57.3m,全橋共14條鐵鏈,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(tái)上,底鐵鏈上鋪設(shè)縱橫木板,此橋至今仍在使用。第15頁(yè)/共181頁(yè)古代吊橋—霽虹橋第16頁(yè)/共181頁(yè)古代鐵索橋—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(tái),用臺(tái)身自重來(lái)平衡鐵索的拉力。第17頁(yè)/共181頁(yè)古代索橋—滬定鐵索橋第18頁(yè)/共181頁(yè)1.6、我國(guó)現(xiàn)代橋梁1.建橋材料的進(jìn)步2.施工工藝的革新3.現(xiàn)代計(jì)算理論及手段運(yùn)用對(duì)橋梁類型和體系的發(fā)展,對(duì)提高橋梁的跨越能力和豐富結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式都起著重要的作用第19頁(yè)/共181頁(yè)

錢塘江橋(1932年)

位于浙江杭州浙贛鐵路上,1932年為中國(guó)工程師自己設(shè)計(jì)并建造的公路鐵路兩用簡(jiǎn)支鋼桁梁橋,是中國(guó)建橋史上的一個(gè)里程碑。該橋全長(zhǎng)1453米,上層設(shè)雙車道公路,寬6.1米,下層為單線鐵路。正橋18孔,由2x14.63m簡(jiǎn)支上承式鋼板梁16x65.84m簡(jiǎn)支鋼桁梁組成。第20頁(yè)/共181頁(yè)武漢長(zhǎng)江大橋(1957年)

1957年,長(zhǎng)江第一橋武漢長(zhǎng)江大橋建成,3x128米連續(xù)鋼桁梁橋,公鐵兩用,橋面寬18米;全長(zhǎng)1690米。第21頁(yè)/共181頁(yè)南京長(zhǎng)江大橋(1975年)南京長(zhǎng)江大橋?yàn)楣疯F路雙層鋼連續(xù)桁梁橋,上層為4車道公路橋;下層為雙線鐵路橋。采用懸臂拼裝法架設(shè)。正橋長(zhǎng)1576m,連同兩端引橋總長(zhǎng):鐵路6772m,公路橋4588m??傉?.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第22頁(yè)/共181頁(yè)

主橋采用雙塔雙索面鋼與混凝土結(jié)合梁斜拉橋。主跨跨徑423m,一跨過(guò)江,通航凈空46m。主橋橋面為6車道,橋全長(zhǎng)8346m,主橋長(zhǎng)846m,浦東引橋長(zhǎng)3746m,浦西引橋長(zhǎng)3754m。上海南浦大橋(1992年)總論1.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第23頁(yè)/共181頁(yè)

蘇通大橋總長(zhǎng)8206米,其中主橋采用2088米的七跨雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋,為世界第一大跨徑斜拉橋;專用航道橋?yàn)?48米的鋼連續(xù)梁橋,屬同類橋梁工程世界第二蘇通長(zhǎng)江公路大橋(2002年)總論1.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展第24頁(yè)/共181頁(yè)烏巢河大橋全長(zhǎng)241m,主跨為120m的雙肋石拱橋,腹拱為9孔13m,南岸引橋3孔13m,北岸引橋1孔15m。結(jié)構(gòu)輕盈,造型美觀,該橋是目前世界上最大跨徑石拱橋記錄的保持者??傉?.1橋梁施工技術(shù)的發(fā)展烏巢河橋第25頁(yè)/共181頁(yè)萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋(420米,2002年)第26頁(yè)/共181頁(yè)550米上海盧浦大橋2004年第27頁(yè)/共181頁(yè)1490米潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋2003年第28頁(yè)/共181頁(yè)虎門輔航道橋(270米T剛構(gòu)橋1998年)第29頁(yè)/共181頁(yè)我國(guó)現(xiàn)代橋梁建設(shè)規(guī)模橋型最大跨徑橋名梁橋270虎門輔航道橋拱橋550上海盧浦大橋斜拉橋628南京長(zhǎng)江二橋懸索橋1490潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋第30頁(yè)/共181頁(yè)

排序橋名主跨(m)橋址建成年份1明石海峽大橋1991日本本州四國(guó)聯(lián)絡(luò)線

19982大貝爾特東橋1624丹麥

1997

3

潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋

1490

中國(guó)

20034恒比爾大橋1410英國(guó)

1981

5江陰長(zhǎng)江公路大橋1385

中國(guó)

1999

6青馬大橋1377

中國(guó)香港

19987費(fèi)拉贊諾大橋1298美國(guó)紐約

19648金門大橋1280美國(guó)舊金山

19379霍加大橋1210瑞典

199710麥金內(nèi)克大橋1158美國(guó)

1957世界十大懸索橋第31頁(yè)/共181頁(yè)世界十大斜拉橋第32頁(yè)/共181頁(yè)1.6現(xiàn)代橋梁工程的發(fā)展特點(diǎn)1.社會(huì)發(fā)展的需要、計(jì)算機(jī)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(jī)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(shí)期。2.在橋梁設(shè)計(jì)理論方面,大多數(shù)國(guó)家普遍采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)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(dòng)、穩(wěn)定、疲勞和結(jié)構(gòu)的非線性理論在橋梁設(shè)計(jì)中得到廣泛運(yùn)用。

3.在橋梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方面,德國(guó)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)。第33頁(yè)/共181頁(yè)1.7現(xiàn)代·橋梁工程的的發(fā)展趨勢(shì)1.中小跨度的橋梁主要向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。2.大跨度橋梁向更長(zhǎng)、更大、更寬、更柔的方向發(fā)展

3.建橋新材料將被大量的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用4.大型深水基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)將被常態(tài)化

5.橋梁施工監(jiān)控及健康管理將實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化監(jiān)控和管理

6.重視橋梁美學(xué)及環(huán)境保護(hù)第34頁(yè)/共181頁(yè)

7.在橋梁設(shè)計(jì)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(dòng)力特性、穩(wěn)定性、耐久性和橋梁振動(dòng)產(chǎn)生的噪音等多方面給予考慮。8.在設(shè)計(jì)方法和計(jì)算手段方面,將會(huì)以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主,并且朝著設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖一體化的方向發(fā)展。9.在橋梁施工方面,對(duì)中小跨度橋梁主要向標(biāo)準(zhǔn)化工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)安裝方向發(fā)展,對(duì)大跨度橋梁則向無(wú)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。1.8現(xiàn)代·橋梁工程的的發(fā)展趨勢(shì)第35頁(yè)/共181頁(yè)2.0橋梁的基本組成及分類

第36頁(yè)/共181頁(yè)2.1橋梁的組成

通常來(lái)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(jiàn)橋梁的基本組成部分及各部位名稱。第37頁(yè)/共181頁(yè)

(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(tái)統(tǒng)稱為下部結(jié)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(tái),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。2.11橋梁的組成

第38頁(yè)/共181頁(yè)

(3)基礎(chǔ)設(shè)置在墩臺(tái)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。2.11橋梁的組成

第39頁(yè)/共181頁(yè)2.11橋梁組成示意圖第40頁(yè)/共181頁(yè)2.2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)形式、所用材料、所跨越的障礙以及其用途、跨徑大小等對(duì)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(1)木橋;(2)圬工橋(包括磚、石、混凝土橋);

(3)鋼筋混凝土橋;(4)預(yù)應(yīng)力混凝土橋;(5)鋼橋。2.根據(jù)橋梁所跨越的障礙物分類(1)跨河橋;(2)跨海峽橋;(3)立交橋;4)高架橋。

第41頁(yè)/共181頁(yè)跨海橋第42頁(yè)/共181頁(yè)立交橋第43頁(yè)/共181頁(yè)高架橋第44頁(yè)/共181頁(yè)

3.根據(jù)橋梁的用途分類(1)公路橋;(2)鐵路橋;(3)公鐵兩用橋;(4)人行橋;(5)運(yùn)水橋(渡槽);(6)農(nóng)用橋;(7)管道橋。4.根據(jù)橋面在橋跨結(jié)構(gòu)中的位置分類(1)上承式橋;(2)中承式橋;(3)下承式橋。2.2橋梁的分類第45頁(yè)/共181頁(yè)上承式萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋第46頁(yè)/共181頁(yè)上海盧浦大橋(中承式拱橋)第47頁(yè)/共181頁(yè)中承式第48頁(yè)/共181頁(yè)下承式第49頁(yè)/共181頁(yè)

2.2.按跨徑大小分類橋涵分類多孔跨徑總長(zhǎng)L(m)單孔跨徑LK(m)特大橋L>1000LK>150大橋100≤L≤100040≤LK≤150中橋30≤L<10020≤LK<40小橋8≤L≤305≤LK<20涵洞----LK<5第50頁(yè)/共181頁(yè)

2.2按施工方法1)整體施工橋梁——上部結(jié)構(gòu)一次澆筑而成2)節(jié)段施工橋梁——上部結(jié)構(gòu)分節(jié)段組拼而成第51頁(yè)/共181頁(yè)整體施工梁橋

第52頁(yè)/共181頁(yè)節(jié)段施工橋梁第53頁(yè)/共181頁(yè)節(jié)段施工橋梁第54頁(yè)/共181頁(yè)節(jié)段施工橋梁第55頁(yè)/共181頁(yè)2.2.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(jì)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(gè)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(diǎn)、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:(1)梁式橋;(2)拱式橋;(3)剛架(構(gòu))橋;(4)懸索(吊)橋;(5)組合形式橋,如系桿拱橋,斜拉橋等第56頁(yè)/共181頁(yè)2.2.1梁式橋

梁式橋的特點(diǎn)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(wú)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(duì)很小。

荷載作用方向通常與梁的軸線相垂直,梁主要通過(guò)抗彎來(lái)承受荷載,并通過(guò)支座將其傳遞至下部結(jié)構(gòu)。梁式橋可分為簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。

第57頁(yè)/共181頁(yè)梁式橋

第58頁(yè)/共181頁(yè)2.2.2梁式橋的建造特點(diǎn)梁式橋是一種在豎向荷載作用下無(wú)水平反力的結(jié)構(gòu),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(qiáng)的材料(鋼材和鋼筋混凝土等)來(lái)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(jiǎn)支梁橋。這種橋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,對(duì)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(shí),可根據(jù)地質(zhì)條件修建懸臂式或連續(xù)式的梁橋,見(jiàn)下圖c)和d)。對(duì)于很大的跨徑,以及對(duì)于承受很大荷載的特大橋梁,可考慮建造鋼橋,見(jiàn)下圖e),也可考慮使用高強(qiáng)度材料的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。第59頁(yè)/共181頁(yè)梁式橋第60頁(yè)/共181頁(yè)2.2.3拱式橋拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋,見(jiàn)下圖。這種結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,橋墩和橋臺(tái)將承受水平推力,同時(shí),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(qiáng)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(jì)合理的。第61頁(yè)/共181頁(yè)拱橋第62頁(yè)/共181頁(yè)

拱式橋是橋梁工程中廣泛采用的橋型之一。拱式橋的特點(diǎn)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(wú)鉸拱。拱式橋適建于地質(zhì)和地基條件良好的橋址。2.2.2拱式橋的建造特點(diǎn)第63頁(yè)/共181頁(yè)拱式橋第64頁(yè)/共181頁(yè)(3)剛架橋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(jiàn)圖下b)],其受力狀態(tài)介于梁和拱之間。因此,對(duì)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(diǎn),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(shí),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(diǎn)是梁柱連接處易開(kāi)裂。第65頁(yè)/共181頁(yè)剛架橋是由橋跨結(jié)構(gòu)(主梁)與墩臺(tái)(支柱、板墻)整體相連而形成的結(jié)構(gòu)體系,其梁柱結(jié)點(diǎn)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(kāi)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(jì)必須考慮附加內(nèi)力。大跨度預(yù)應(yīng)力剛架橋近年來(lái)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)。第66頁(yè)/共181頁(yè)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(duì)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(shí),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(diǎn)是懸臂根部的負(fù)彎矩過(guò)大,鋼材用量大

第67頁(yè)/共181頁(yè)剛架橋第68頁(yè)/共181頁(yè)剛構(gòu)橋第69頁(yè)/共181頁(yè)T形剛構(gòu)橋第70頁(yè)/共181頁(yè)連續(xù)剛構(gòu)橋第71頁(yè)/共181頁(yè)(4)懸索橋(吊橋)傳統(tǒng)的吊橋均使用懸掛在兩岸塔架上的強(qiáng)大纜索作為主要承重結(jié)構(gòu)(見(jiàn)下圖)。在豎向荷載作用下,通過(guò)吊桿使纜索承受很大的拉力,通常在兩岸橋臺(tái)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(qiáng)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(wú)法比擬的特大跨度。吊橋的另一特點(diǎn)是成卷的鋼纜易于運(yùn)輸,結(jié)構(gòu)的各組成構(gòu)件較輕,便于采用無(wú)支架懸吊拼裝。

第72頁(yè)/共181頁(yè)懸索橋的特點(diǎn)是主要承載結(jié)構(gòu)由橋塔和懸掛在塔上的高強(qiáng)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。這種橋型跨度大。懸索橋在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),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(dòng)力特性,尤其它的抗風(fēng)穩(wěn)定性。計(jì)算通常采用有限變形理論。第73頁(yè)/共181頁(yè)懸索橋(吊橋)第74頁(yè)/共181頁(yè)潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋(懸索橋)第75頁(yè)/共181頁(yè)懸索橋第76頁(yè)/共181頁(yè)(5)組合式橋

根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),由幾個(gè)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(diǎn)也不同,往往是所組合的基本類型結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)的綜合表現(xiàn)。常見(jiàn)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。第77頁(yè)/共181頁(yè)下圖所示的為一種梁和拱的組合體系,其中梁和拱都是主要承重結(jié)構(gòu),兩者互相配合,共同受力。第78頁(yè)/共181頁(yè)下圖為拱置于梁的下方、通過(guò)立柱對(duì)梁起輔助支撐作用的組合體系橋。第79頁(yè)/共181頁(yè)

斜拉橋也是一種梁橋與吊橋組成的組合體系橋,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(diǎn)彈性支承的連續(xù)梁一樣工作,這樣既發(fā)揮了高強(qiáng)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(dú)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。第80頁(yè)/共181頁(yè)斜拉橋第81頁(yè)/共181頁(yè)組合體系橋梁第82頁(yè)/共181頁(yè)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(guò)多的重復(fù)會(huì)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(yùn)用起著重要作用。模型檢試有助于實(shí)感判斷,審視陰影效果。4.美麗的橋梁應(yīng)以其個(gè)性對(duì)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(duì)人們身心健康是必需的第83頁(yè)/共181頁(yè)第84頁(yè)/共181頁(yè)

美麗的橋梁——與環(huán)境的協(xié)調(diào)

第85頁(yè)/共181頁(yè)美麗的橋梁——與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁第86頁(yè)/共181頁(yè)美麗的橋梁——與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁第87頁(yè)/共181頁(yè)

第二部分橋梁施工方法及施工技術(shù)第88頁(yè)/共181頁(yè)1.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(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等,其施工方法分類見(jiàn)下圖。

第89頁(yè)/共181頁(yè)第90頁(yè)/共181頁(yè)

1)擴(kuò)大基礎(chǔ)

所謂擴(kuò)大基礎(chǔ),是將墩臺(tái)及上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)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(kuò)大基礎(chǔ)或淺基礎(chǔ)。其主要特點(diǎn)是:①由于能在現(xiàn)場(chǎng)用眼睛確認(rèn)支承地基的情況下進(jìn)行施工,因而其施工質(zhì)量可靠;②施工時(shí)的噪聲、振動(dòng)較小,對(duì)地下水污染輕,對(duì)鄰近建筑基礎(chǔ)危害較小;③與其他類型的基礎(chǔ)相比,施工所需的操作空間較??;第91頁(yè)/共181頁(yè)

④在多數(shù)情況下,比其他類型的基礎(chǔ)相比,造價(jià)省、工期短;⑤易受凍脹和沖刷產(chǎn)生的惡劣影響。

擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工順序是:開(kāi)挖基坑,對(duì)基底進(jìn)行處理(當(dāng)?shù)鼗休d力不滿足要求時(shí)需對(duì)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(kāi)挖基坑是基礎(chǔ)施工中的一項(xiàng)主要工作,而且在開(kāi)挖過(guò)程中,必須解決好支擋與排水的問(wèn)題。第92頁(yè)/共181頁(yè)鋼板樁圍堰第93頁(yè)/共181頁(yè)土石圍堰筑島施工第94頁(yè)/共181頁(yè)第95頁(yè)/共181頁(yè)

擴(kuò)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(shí),施工時(shí)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(diǎn)法等,使地下水位降至開(kāi)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(kuò)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(shí)應(yīng)特別注意。第96頁(yè)/共181頁(yè)

2)樁基礎(chǔ)

樁是深入土層的柱形構(gòu)件,其作用是將來(lái)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(duì)樁進(jìn)行分類如下。

第97頁(yè)/共181頁(yè)1.土木工程中什么情況下需采用樁基礎(chǔ)?

一般多層建筑物當(dāng)?shù)鼗^好時(shí)多采用天然淺基礎(chǔ),它造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便。如果天然淺土層較弱,可采用機(jī)械壓實(shí)、強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、深層攪拌、化學(xué)加固等方法進(jìn)行人工加固,形成人工地基。如深部土層也軟弱,或建(構(gòu))筑物的上部荷載較大,而且是對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的高層建筑、地下建筑以及橋梁基礎(chǔ)等,則需采用深基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式,它由樁和承臺(tái)組成。

第98頁(yè)/共181頁(yè)(1)沉入樁沉入樁是將預(yù)制樁用錘擊打或振動(dòng)法沉入地層至設(shè)計(jì)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(diǎn):①由于樁是在預(yù)制場(chǎng)制作,故樁身質(zhì)量易于控制;②沉入時(shí)的施工工序簡(jiǎn)單,工效高,能保證質(zhì)量;③易于在水上施工;④多數(shù)情況下施工噪聲和振動(dòng)大,污染環(huán)境⑤沉入長(zhǎng)樁時(shí)受運(yùn)輸和起吊設(shè)備限制,且存在現(xiàn)場(chǎng)接樁,接頭工藝復(fù)雜;⑥穿越較堅(jiān)硬的土層時(shí)需要較多的輔助施工措施。第99頁(yè)/共181頁(yè)第100頁(yè)/共181頁(yè)

靜力壓樁機(jī)第101頁(yè)/共181頁(yè)。(2)灌注樁

灌注樁是在現(xiàn)場(chǎng)采用鉆孔機(jī)械(或人工)將地層鉆挖成設(shè)計(jì)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(dòng)的混凝土而形成的樁基。當(dāng)鉆孔深度較大時(shí)孔內(nèi)往往有水,故多采用水下混凝土灌注法。

第102頁(yè)/共181頁(yè)灌注樁的特點(diǎn)是:

①與沉入樁的錘擊法和振動(dòng)法相比,施工噪聲和振動(dòng)要小得多;②能修建比預(yù)制直徑大得多的樁;③與地基的土質(zhì)無(wú)關(guān),在各種地基上均可使用;④施工時(shí)應(yīng)特別注意鉆孔時(shí)的孔壁坍塌、樁尖處地基的流沙及孔底沉淀等情況的處理;⑤因混凝土是在水中澆注的,故混凝土質(zhì)量較難控制。第103頁(yè)/共181頁(yè)第104頁(yè)/共181頁(yè)鉆孔灌注樁-護(hù)筒埋設(shè)鉆孔灌注樁-鉆進(jìn)施工第105頁(yè)/共181頁(yè)(3)大直徑樁

一般認(rèn)為,直徑2.5m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(lái),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(lái)越多樣化,除實(shí)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(diǎn),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(jī)選型、護(hù)孔泥漿及施工工藝等方面。

大直徑樁主要用于海上特大橋基礎(chǔ)施工,是今后發(fā)展的一個(gè)方向第106頁(yè)/共181頁(yè)第107頁(yè)/共181頁(yè)

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(shí)在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)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(shí),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(yùn)到預(yù)定位置,再進(jìn)行下沉施工。按材料、形狀和用途不同,可將沉井分成許多類型,但沉井基礎(chǔ)有如下共同的特點(diǎn):第108頁(yè)/共181頁(yè)7.1沉井的基本概念、作用及適用條件

沉井的概念:是井筒狀的結(jié)構(gòu)物(圖1)。它是以井內(nèi)挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后經(jīng)過(guò)混凝土封底并填塞井孔,使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)(圖2)。圖1沉井下沉示意圖

圖2沉井基礎(chǔ)

第109頁(yè)/共181頁(yè)第110頁(yè)/共181頁(yè)沉井下沉中第111頁(yè)/共181頁(yè)

①沉井基礎(chǔ)的適宜下沉深度一般為10—40m;②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;③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(diǎn):在于沉井的下沉。沉井的下沉主要是通過(guò)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(kāi)挖下沉和不排水開(kāi)挖下沉,但其基本施工方法應(yīng)為不排水開(kāi)挖下沉,只有在穩(wěn)定的土層中,而且滲水量不大時(shí),才采用排水開(kāi)挖法下沉。另外還有壓重、高壓射水、炮振(必要時(shí))、降低井內(nèi)水位減小浮力、采用泥漿潤(rùn)滑套或空氣幕等一些沉井下沉的輔助施工方法。第112頁(yè)/共181頁(yè)4)地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是用膨潤(rùn)土泥漿進(jìn)行護(hù)壁,在防止開(kāi)挖壁面坍塌的同時(shí)在設(shè)計(jì)位置開(kāi)挖出一條狹長(zhǎng)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(guó)多用于臨時(shí)支擋工程,國(guó)外已有作為永久基礎(chǔ)的實(shí)例。地下連續(xù)墻有墻式和排柱式之分,但一般多用墻式。

第113頁(yè)/共181頁(yè)第114頁(yè)/共181頁(yè)第115頁(yè)/共181頁(yè)潤(rùn)揚(yáng)大橋“神州第一錨”地下連續(xù)墻2001年10月28日,潤(rùn)揚(yáng)大橋北錨碇地下連續(xù)墻順利合龍,在地下形成1.2米厚的鋼筋混凝土矩形墻,為北錨碇超深基坑開(kāi)挖提供了堅(jiān)固的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。施工過(guò)程中地下連續(xù)墻要穿過(guò)上部16.5米的原流塑態(tài)淤泥、疏松的粉細(xì)砂層、著床在花崗巖裂隙發(fā)育層。第116頁(yè)/共181頁(yè)

1.墻體剛度大、整體性好,防滲截水性能好;

2.施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低,對(duì)周邊的地基無(wú)擾動(dòng);

3.不用開(kāi)挖大量的土方量,降低造價(jià),可晝夜施工,縮短工期;

4.施工期間不需降水,不需擋土護(hù)坡,不需立模板與支撐,把施工護(hù)坡與永久性工程融為一體;

5.適用于多種地質(zhì)條件,可用作剛性基礎(chǔ)代替樁基礎(chǔ)、沉井和沉箱基礎(chǔ);

6.結(jié)構(gòu)變形和地基土變形較小,能夠緊鄰已有建筑物及地下管線開(kāi)挖深、大基坑,尤其在城市建(構(gòu))筑物密集的地區(qū),為防止對(duì)鄰近建筑物安全穩(wěn)定的影響,地下連續(xù)墻更顯示出它的優(yōu)越性。地下連續(xù)墻的主要優(yōu)點(diǎn):第117頁(yè)/共181頁(yè)地下連續(xù)墻的缺點(diǎn):

1.棄土及廢泥漿的處理問(wèn)題,除增加工程費(fèi)用外,如處理不當(dāng),還會(huì)造成新的環(huán)境污染;

2.一般用地下連續(xù)墻只作圍護(hù)擋墻時(shí),造價(jià)稍高,不夠經(jīng)濟(jì);

3.墻面不夠光滑,如為“二墻合一”,即同時(shí)作為地下結(jié)構(gòu)的外墻時(shí),尚需加工處理或另作襯壁。第118頁(yè)/共181頁(yè)2.承臺(tái)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(tái)施工方法與擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工方法相類似,可采用明挖基坑、簡(jiǎn)易板樁圍堰后開(kāi)挖基坑等方法進(jìn)行施工。

對(duì)深水中的承臺(tái),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(shí)現(xiàn)承臺(tái)在無(wú)水環(huán)境中施工。鋼板樁圍堰和鋼管樁圍堰實(shí)際上是一種形式的圍堰,只不過(guò)所用材料不同而已。雙壁鋼圍堰通常是將樁基和承臺(tái)的施工一并考慮,即先在圍堰頂設(shè)置鉆孔平臺(tái),待樁基施工結(jié)束后拆除平臺(tái),再在圍堰內(nèi)進(jìn)行承臺(tái)的施工;套箱圍堰多采用鋼材制作,分有底和無(wú)底兩種類型,根據(jù)受力情況不同又可設(shè)計(jì)成單壁或雙壁套箱第119頁(yè)/共181頁(yè)3.墩(臺(tái))身

墩(臺(tái))身的施工方法根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同而不同。對(duì)結(jié)構(gòu)形式較簡(jiǎn)單,高度又不大的中、小橋的墩(臺(tái))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(duì)高度較高的墩臺(tái)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(lái),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(diǎn)是:將墩身分成若干個(gè)節(jié)段,從下至上逐段進(jìn)行施工。第120頁(yè)/共181頁(yè)

采用滑升模板(簡(jiǎn)稱滑模)施工,對(duì)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(jī)械化程度高,但因多采用液壓裝置實(shí)現(xiàn)滑升,故成本較高,所需的機(jī)械設(shè)備種類也較多;爬升模板(簡(jiǎn)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(duì)而言需耗用較多的材料,體積也較龐大,但不需設(shè)另外的提升設(shè)備;翻升模板(簡(jiǎn)稱翻模)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,施工也較方便,不過(guò)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(chǎng)的實(shí)際情況,進(jìn)行綜合比較后來(lái)選擇適宜的施工方案。中、小橋,當(dāng)設(shè)計(jì)為石砌墩(臺(tái))身時(shí),施工工藝雖然簡(jiǎn)單,但必須嚴(yán)格控制砌石工程質(zhì)量。第121頁(yè)/共181頁(yè)高墩施工目前采用的施工方法主要有滑模、爬模和翻模三種。下面以對(duì)比表的形式將這三種施工方法作簡(jiǎn)要的介紹。1.1滑模、爬模、翻?,F(xiàn)場(chǎng)施工照片1.2滑模、爬模、翻模施工對(duì)比第122頁(yè)/共181頁(yè)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(jiàn)下圖所示。第123頁(yè)/共181頁(yè)第124頁(yè)/共181頁(yè)

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(jiǎn)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(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)要介紹幾種常用的預(yù)制安裝施工方法的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合。

第125頁(yè)/共181頁(yè)第126頁(yè)/共181頁(yè)

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(jī)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(jiǎn)支梁橋的安裝作業(yè)。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有足夠安置吊車的場(chǎng)地,同時(shí)要保證運(yùn)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。

第127頁(yè)/共181頁(yè)簡(jiǎn)支梁、板的安裝空心板吊裝施工T梁吊裝施工第128頁(yè)/共181頁(yè)2)跨墩龍門安裝法

在墩臺(tái)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(yùn)至架設(shè)地點(diǎn),然后安裝在預(yù)定位置。此法一般可將梁的預(yù)制場(chǎng)地安排在橋頭引道上,以縮短運(yùn)梁距離。其優(yōu)點(diǎn)是:施工作業(yè)簡(jiǎn)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(fèi)用較大,架設(shè)安裝的孔數(shù)不能太少。第129頁(yè)/共181頁(yè)3)架橋機(jī)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(lái)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(jī)。目前架橋機(jī)的種類甚多,按形式的不同可分為單導(dǎo)梁、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(jī)進(jìn)行施工。其特點(diǎn)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(duì)于孔數(shù)較多的橋梁更具有優(yōu)越性。。第130頁(yè)/共181頁(yè)第131頁(yè)/共181頁(yè)4)浮吊架設(shè)法

這種方法一般適用于河口、海上長(zhǎng)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(bǔ)強(qiáng),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(fèi)用較高,且易受氣象、海象和地理?xiàng)l件等影響。梁體安裝就位時(shí)浮力的減小會(huì)引起浮吊和船舶的移動(dòng),伴隨而來(lái)的是梁體的搖動(dòng),因此應(yīng)充分考慮其傾覆問(wèn)題第132頁(yè)/共181頁(yè)OresundBridge:120m連續(xù)梁第133頁(yè)/共181頁(yè)5)浮運(yùn)整孔架設(shè)法

是將梁體用船舶運(yùn)至架設(shè)地點(diǎn)后進(jìn)行安裝的方法,可采用兩種方式:一種方式是用兩套卷?yè)P(yáng)機(jī)(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。

第134頁(yè)/共181頁(yè)StorebaeltWestBridge:6500噸第135頁(yè)/共181頁(yè)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(duì)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”第136頁(yè)/共181頁(yè)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(jī)械安裝或現(xiàn)澆,然后以橋墩為對(duì)稱點(diǎn),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(zhǎng),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(chǎng)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(shí)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。第137頁(yè)/共181頁(yè)節(jié)段的對(duì)接、體外預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)向塊第138頁(yè)/共181頁(yè)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(chǎng)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(wàn)能桿件及各種型鋼組合構(gòu)件等。固定支架的施工特點(diǎn)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(wú)體系轉(zhuǎn)換的問(wèn)題;需要大量施工支架,并需要有較大的施工場(chǎng)地。第139頁(yè)/共181頁(yè)第140頁(yè)/共181頁(yè)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(dòng)模架逐孔現(xiàn)澆,目前較多采用后者。移動(dòng)模架逐孔現(xiàn)澆施工方法自20世紀(jì)50年代末開(kāi)始使用以來(lái),得到了較廣泛的應(yīng)用,特別是多跨長(zhǎng)橋如高架橋、海灣橋,使用十分方便,施工快速、安全,機(jī)械化程度高,減小勞動(dòng)強(qiáng)度,少占場(chǎng)地,不會(huì)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20~50m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工,且橋長(zhǎng)在500m以上。第141頁(yè)/共181頁(yè)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(duì)稱逐段就地澆筑混凝土,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力筋,移動(dòng)掛籃繼續(xù)施工,使懸臂不斷接長(zhǎng),直至合龍。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(tái)等組成。掛籃的功能是:支承梁段模板,調(diào)整位置,吊運(yùn)材料機(jī)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(jī)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(shí)根據(jù)施工受力特點(diǎn),懸臂施工一般宜在變截面梁中使用。第142頁(yè)/共181頁(yè)(2)現(xiàn)場(chǎng)澆筑法懸臂澆筑法上部結(jié)構(gòu)施工概述第143頁(yè)/共181頁(yè)4)頂推法

頂推施工是在橋臺(tái)的后方設(shè)置施工場(chǎng)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(zhǎng)度為頂推跨徑0.7倍左右的鋼導(dǎo)梁,然后通過(guò)水平千斤頂施力,將梁體向前方推出施工場(chǎng)地,重復(fù)這些工序即可完成全部梁體的施工。頂推法的施工特點(diǎn)是:由于作業(yè)場(chǎng)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30~50m最為經(jīng)濟(jì),若跨徑大于此值,則需要有臨時(shí)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。第144頁(yè)/共181頁(yè)4.頂推法

頂推施工是在橋臺(tái)的后方設(shè)置施工場(chǎng)地,分節(jié)段澆筑梁體,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將澆筑節(jié)段與已完成的梁體聯(lián)成整體,在梁體前端安裝長(zhǎng)度為頂推跨徑0.7倍左右的鋼導(dǎo)梁,然后通過(guò)水平千斤頂施力,將梁體向前方頂推出施工場(chǎng)地,重復(fù)這些工序即可完成全部梁體的施工。

第145頁(yè)/共181頁(yè)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(dòng),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(jiǎn)單、操作安全、所用設(shè)備少、施工速度快等特點(diǎn)。第146頁(yè)/共181頁(yè)佛山東平橋鋼拱橋平轉(zhuǎn)工藝上部結(jié)構(gòu)施工概述第147頁(yè)/共181頁(yè)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(shí)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(lái)應(yīng)用。另外,橋梁的施工方法很多,本書(shū)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(jī)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(shí)應(yīng)根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)要求、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、人員設(shè)備、施工經(jīng)驗(yàn)等因素綜合考慮,選擇最佳的施工方法。第148頁(yè)/共181頁(yè)橋梁施工方法的選擇橋梁施工方法時(shí)應(yīng)考慮的主要因素有以下幾點(diǎn):①橋梁的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)模;②橋位處的地形、自然條件和社會(huì)環(huán)境;③施工機(jī)械和施工管理的制約;④以往的施工經(jīng)驗(yàn);⑤安全性和經(jīng)濟(jì)性等。第149頁(yè)/共181頁(yè)三、橋梁施工準(zhǔn)備建立必要的技術(shù)和物質(zhì)條件,統(tǒng)籌安排施工力量和施工現(xiàn)場(chǎng),保證施工得以順利進(jìn)行。施工準(zhǔn)備通常包括技術(shù)準(zhǔn)備、勞動(dòng)組織準(zhǔn)備、物質(zhì)準(zhǔn)備和施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備等工作。第150頁(yè)/共181頁(yè)1.3橋梁施工準(zhǔn)備總論1.3橋梁施工準(zhǔn)備第151頁(yè)/共181頁(yè)一、技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備熟悉設(shè)計(jì)文件、研究施工圖及現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)原始資料的進(jìn)一步調(diào)查分析施工前的設(shè)計(jì)技術(shù)交底制訂施工方案、進(jìn)行施工設(shè)計(jì)編制施工組織設(shè)計(jì)編制施工預(yù)算地質(zhì)、水文、氣象、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件總論1.3橋梁施工準(zhǔn)備第152頁(yè)/共181頁(yè)熟悉設(shè)計(jì)文件、研究施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)

熟悉、研究、領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖;檢查圖紙各部分的組成,特別是(幾何尺寸、坐標(biāo)、標(biāo)高,說(shuō)明等);技術(shù)要求是否正確;現(xiàn)場(chǎng)情況是否核對(duì);有疑問(wèn)和建議可向設(shè)計(jì)單位書(shū)面反映;第153頁(yè)/共181頁(yè)原始資料的進(jìn)一步調(diào)查分析

地質(zhì)資料:調(diào)查基礎(chǔ)的承載力水文資料:調(diào)查最大洪水位水位調(diào)查:調(diào)查最高水位及枯水位材料的運(yùn)輸:水路運(yùn)輸或陸地運(yùn)輸設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)等:吊裝設(shè)備及水上攪拌船的進(jìn)場(chǎng)第154頁(yè)/共181頁(yè)施工前的設(shè)計(jì)技術(shù)交底由業(yè)主主持,設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位參加。由設(shè)計(jì)單位說(shuō)明工程的設(shè)計(jì)依據(jù)、意圖和功能要求,進(jìn)行技術(shù)交底;然后施工單位根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的研究和對(duì)設(shè)計(jì)意圖的理解,提出對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的疑問(wèn)、建議和變更。最后在同意認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,形成“設(shè)計(jì)技術(shù)交底紀(jì)要”由建設(shè)單位正式行文,參加單位共同會(huì)簽蓋章,作為與設(shè)計(jì)文件同時(shí)使用的技術(shù)文件和指導(dǎo)施工的依據(jù),以及建設(shè)單位與施工單位進(jìn)行工程結(jié)算的。第155頁(yè)/共181頁(yè)制訂施工方案、進(jìn)行施工設(shè)計(jì)臨時(shí)性施工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):基坑圍堰、鉆孔樁水上平臺(tái)、預(yù)制場(chǎng)地、懸澆梁段的掛藍(lán)、導(dǎo)梁或架橋機(jī)、摸板支架及腳手架,自制起重吊裝設(shè)備等。均應(yīng)在安全的條件下,盡量采用現(xiàn)有的材料,因地制宜,經(jīng)濟(jì)適用、裝拆簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)。

第156頁(yè)/共181頁(yè)編制施工組織設(shè)計(jì)

目的在于全面、合理、有計(jì)劃地組織施工,從而具體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖,優(yōu)質(zhì)高效地完成施工任務(wù)。

第157頁(yè)/共181頁(yè)編制施工預(yù)算施工預(yù)算是根據(jù)施工圖紙、施工組織設(shè)計(jì)或施工方案、施工定額等文件進(jìn)行編制的。

第158頁(yè)/共181頁(yè)

勞動(dòng)組織準(zhǔn)備-建立組織結(jié)構(gòu)合理設(shè)置施工班組集結(jié)施工力量,組織勞動(dòng)力進(jìn)場(chǎng)施工組織設(shè)計(jì)、施工計(jì)劃和施工技術(shù)的交底建立健全各項(xiàng)管理制度

物資準(zhǔn)備-工程材料的準(zhǔn)備施工設(shè)備的準(zhǔn)備其他各種小型生產(chǎn)機(jī)具、小型配件等的準(zhǔn)備1.3橋梁施工準(zhǔn)備第159頁(yè)/共181頁(yè)三、施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

施工控制網(wǎng)測(cè)量補(bǔ)充鉆探搞好“四通一平”建造臨時(shí)設(shè)施安裝調(diào)試施工機(jī)具材料的試驗(yàn)和儲(chǔ)存堆放新技術(shù)項(xiàng)目的試制和試驗(yàn)冬雨季施工安排消防、保安措施建立健全施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)管理制度總論1.3橋梁施工準(zhǔn)備第160頁(yè)/共181頁(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備施工控制網(wǎng)測(cè)量控制網(wǎng)中中所設(shè)的基線樁、水準(zhǔn)點(diǎn)以及重要樁志的保護(hù)樁,進(jìn)行三角控制網(wǎng)的

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