桥梁7-梁式桥构造施工PPT演示课件

1、要 点,1、简支梁（板）的基本构造，主筋、弯起钢筋、箍筋、分布钢筋的力学作用。 2、最小配筋率 3、最小保护层厚度与环境条件 4、连续梁的分跨原则（按结构的受力条件） 5、桥梁结构的最终内力与施工步序的关系 （1）整体现浇与逐孔施工 （2）整体现浇与悬臂浇注法 施工步序影响桥梁的最终内力，不同的施工方法计算模型不同,常用简支梁桥的适用跨径和主要尺寸见表719,2）整体式板桥的构造 整体式板桥横断面一般是等厚的。其纵向主钢筋配置在板的最下层。板的横截面中部2/3板宽内，按计算需要配筋；在两侧1/6板宽内考虑荷载偏载作用，板内增加15%。板在计算上一般不需要设置斜筋，但习惯上仍将一部分主筋在1/4

2、1/6计算跨径处按30o或45o弯起，起架立筋作用，同时其到加强板桥的整体性的目的。板内主筋直径不宜小于10mm，跨中间距不大于20cm。支点处每米板宽不少于3根。 横向钢筋放在纵向钢筋之上，按单位长度上的面积不得少于单位宽度上纵向主钢筋面积的15%配置，直径不小于6mm，间距不大于25cm。 整体式板桥一般用于跨径较小或异形桥梁,图735 整体式板桥构造示例,图 736 典型预制简支空心板构造图示例,图 737 典型斜板桥构造示例,对于装配式斜板桥，根据角度的不同，应将钝角的顶面顶层和锐角的板底底层钢筋加强，以抵抗锐角及钝角部位的局部弯距。为防止板体的翘曲和平面位移，在板端的中央应设置栓钉固

3、定，但不应影响板体温度力引起的伸缩。见图737,图 740 装配式梁桥的横断面,图741,a,b,c,图 745 箍筋的构造形式,图 744 焊接钢筋骨架构造示意图,图 746 预应力钢筋在横断面上的布置,图745 预应力混凝土梁配筋,2主梁的预制工艺 这里只介绍钢筋混凝土T梁，先张预应力空心板，后张预应力混凝土梁或板等的几个预制要点： （1）焊接钢筋骨架的施焊与组装 为了减小焊接钢筋骨架的焊接应力和焊接变形，应采用双向焊缝（使骨架维持一平面）、分层交错焊（减小骨架局部焊接温度和温度应力，和控制骨架的变形）。每道焊缝分两层施焊（减小每道焊缝的焊接温度）等焊接工艺。 平面骨架焊接在工作台上进行。

4、钢筋要整片按图摆好，垫平（粗细筋中线在同一平面上），卡紧后施焊。焊好一面后，将骨架翻身，再焊另一面。焊接钢筋平面骨架在工作台上，应设预拱度（跨中预拱值，L16m时，为46cm，L20m时为57cm），以抵消骨架被焊接后两端的上翘。 焊接平面钢筋骨架吊放在底模上，绑扎、点焊箍筋、防收缩钢筋，横梁钢筋等形成立体钢筋骨架。安装T梁侧模（箱模）；绑桥面钢筋：安装预埋件。经验收后即可浇筑混凝土,2）先张预应力混凝土板（梁）的生产 先张预应力混凝土板（梁）是在台座上生产的。台座长100m左右，一端为锚固端（夹具、定位板、横梁、可将预应力筋锚固在台座上），一端为张拉端，设有液压拉伸机，可将张拉后的预应力筋，

5、经夹具、定位板、横梁等锚在台座上。 先张法预应力筋张拉程序是：0初应力1.05k（持荷5分钟）0.9kk（锚固）。其中初应力是使多根预应力筋中的应力一致，其值取控制应力k的10；1.05k（持荷5分钟）是为了消减预应力筋中的松弛损失；设0.9k期间用以安装模板，绑扎非预应力筋，以保证施工安全；完成上述工作后将预应力张拉至控制应力k，并进行锚固。锚固后即可浇筑混凝土。 在混凝土达到设计规定强度后，可以放松预应力筋。放松预应力筋是把预加力由台座传至构件，即施加预应力。可用砂箱或千斤顶。用砂箱放松时，放松速度均匀一致；用千斤顶放松时，施加的拉力不得超过张拉时的控制应力。放松过程中，要防止构件发生翘曲

6、，裂纹及预应力钢材折断现象,3）后张预应力混凝土梁的生产 后张预应力混凝土梁的预留孔道形成可以采用铁皮波纹管、胶管抽芯、金属收缩套管抽芯、充气充水胶管抽芯等方法。预留孔道的好坏，是预应力筋的穿束和张拉是否顺利的关键，为此要求：预留孔道的直径比预应力束的外径大1015mm；孔道位置准确、圆顺；在浇筑混凝土过程中，制孔器不上浮、不移动、不漏浆。预留孔道工作与非预筋的绑扎是在底模上进行的。完毕后，安装梁的侧模（箱模），绑扎桥面钢筋，浇预应力梁体混凝土。 待梁体混凝土达到设计规定强度后，即可施加预应力。张拉程序是：0初应力1.05k（持荷5分钟）0.9kk（锚固）。构件中多根预应力束分次张拉时， 应使

7、张拉合力作用线在截面核心以内，以防止构件边缘出现过大的拉应力。因此张拉时应分批、分阶段、对称地张拉。先张拉的预应力束的混凝土弹性压缩的损失（s），比后张拉的预应力束大。这一点应该注意,应按设计要求进行摩阻测试。测试可用油压千斤顶或用电阻应变传感器或用钢弦传感器进行。测试的目的是判断预留孔道的质量和预应力筋与孔道壁实际的摩擦损失，必要时据以调整预应力筋张拉控制应力和张拉程序。 压浆的目的是通过凝结后的水泥浆，使预应力筋与混凝土在后期荷载下共同受力，并防止预应力筋锈蚀。因此，预应力筋张拉后，孔道内应尽快压浆。一般用水泥浆，标号不低于30，其用料、配比、外掺剂（铝粉等）都要符合规范要求。压浆用活塞式

8、压浆泵进行。压力为0.50.7Mpa，要严格按规范要求操作,3预制主梁的安装 简支梁、板安装方法很多，如吊机吊装法、导梁法、联合架桥机法、跨墩龙门架法等等，应根据梁或板的重量和设备条件选用。各种方法的设备和工艺可参考“公路施工手册（桥涵）”。安装工作要有妥善安装方案，各受力部件设备、杆件要经过验算。有的要经过试吊检验。 支座安装要精心施工。在安装板式橡胶支座前，对橡胶支座要逐个检查。梁底面和墩台安放支座处，要清理干净，并用水泥砂浆（水灰比0.5的1 : 3水泥浆）抹平。抹平的水泥砂浆必须干净、清洁和粗糙。梁板安放位置要准确，且与支座密贴；就位不准时，必须吊起重放，不得用撬棍移动梁。 一跨桥两端

9、的板式橡胶支座，应尽可上平均气温时安装在上部构造计算支点处，以减小橡胶支座的剪切变形。当无法避开高温或低温而安装橡胶支座时，宜给支座预施变位。每根大梁就位后应及时设置保险支垫。待全孔安装完毕后，按设计进行全孔大梁整体化,二、连续梁桥的类型、构造与施工 连续梁桥目前多为预应力混凝土连续梁结构。其构造和受力与施工方法密切相关，不同的施工方法将形成不同的体系转换方式，最终形成不同的内力状态。连续梁桥的构造和它的分跨布置和配筋方式也密切相关。 1、 结构类型 连续梁结构一般可以设计成等跨或不等跨、等高或不等高形式，见图746所示。通常可按25孔为一联布置，超过5跨时其内力情况与5跨相差不大。一联的连续

10、长度不宜过长，过长会增大温度变化引起的附加应力。一般可布置为对称于中央孔的不等跨径，以满足受力需要。 如无其它分跨限制，连续梁的分跨比例，应按结构支点负弯矩等于或接近跨中正弯矩的原则进行分跨。三跨连续梁一般的分跨比例为0.8 : 1.0 : 0.8；五跨连续梁一般的分跨比例为：0.65 : 0.9 : 1.0 : 0.9 : 0.65,图 746 预应力混凝土连续梁桥,图 747 连续梁分跨比例,1、（2） 截面类型 连续梁桥的横断面设计，主要应解决正负弯矩区的截面受力，有肋形的和箱形的见（图748）。肋形断面，由主梁、横梁、桥面组成；在支点附近，主梁应加大梁高、增厚梁腹、加宽或加厚下翼缘，以

11、满足负弯矩受压区的需要。箱形断面，整体性强、抗扭刚度大，顶底板可以布置预应力筋，因此，大跨连续梁桥多采用这种断面。 箱形截面的形式，根据桥宽和施工方法的具体条件确定。一般桥宽在12m以下时，采用单箱单室截面，在1217m时可采用单箱双室，当桥宽在1722m时可采用两个单箱，当桥宽在30m左右时，多采用两个单箱双室截面,等高连续梁（图747a），多用在多孔长跨线桥，适用跨径l3050m，梁高h（1/201/25）l。折线形变高连续梁桥（图7-47b），一般在跨数不多、只35跨时采用，适用跨径l小于5060m，跨中梁高h（1/221/32）l，支点梁高H（1.31.5）h。曲线形变高连续梁桥（图7

12、47c），在跨度l40100m范围内都有采用，跨中梁高h（1/251/40）l，支点梁高H（1.82.5）h。 箱梁截面高度，等高度时一般取跨径的1/161/26，顶推法施工时约为1/121/16，而对于变高度连续梁，则跨中梁高可为跨径的1/251/35，支点梁高为1/141/21。 箱梁的顶板厚度取决于顶板跨径和纵横向预应力管道的布置，通常采用2025cm，并满足强度计算要求。底板厚度应保证必要的受压面积和预应力束筋的布置要求，一般在1525cm左右。 箱梁的腹板厚度必须保证承受剪力和布置预应力管道的要求，通常为3540cm，支点处厚度按梁高1/121/16取用,1、 预应力筋的布置 预应力

13、混凝土连续梁桥中，预应力钢筋的布置方式，与所采用的施工方法、施工过程及预应力钢筋的种类密切相关。 图749（a）表示为：采用顶推法施工的直线形预应力筋的布置。上、下缘预应力钢筋使截面接近轴心受压，以抵抗顶推过程中各截面承受的正负弯矩。待顶推过程完成后，再在跨中的下缘、支点的上缘增加局部预应力钢筋，用来满足运营荷载下相应的内力要求。有时还设置临时预应力钢筋以满足施工过程中的内力要求，待施工完成后予以拆除。 图749（b）表示为：采用先简支后连续施工方法的预应力钢筋布置。在各跨主梁吊装或浇注完成，墩顶接缝混凝土达到强度要求后，用设置在墩顶接缝处的局部预应力钢筋来建立结构的连续性,图749（c）（d

14、）表示为：曲线形预应力钢筋布置。梁中除了正负弯矩区布置顶部和底部预应力钢筋外，在有正、负弯矩的区段内，顶底板中均设置预应力钢筋。预应力钢筋可根据受力需要在跨径内截断而锚固在梁体高度范围（图c）内或梁顶、梁底（图d）。 图749（e）表示为：整根曲线形钢束锚固于梁段的布置方式，它除了抵抗梁体的正负弯矩外还可抵抗梁体的剪力，缺点是，弯曲次数多，摩阻损失大。 由以上预应力钢筋的布置方式可以看出：预应力钢筋不仅要满足运营阶段的梁体内力要求，而且要满足施工各阶段的内力要求，其布置形式和多少应取决于各阶段梁体的内力包络图。此外力筋端部的锚固，还应考虑张拉方便，留有足够的张拉空间，还要考虑锚固端的局部应力情

15、况，适当局部加强，防止开裂损坏,图 749 预应力混凝土连续梁预应力钢筋布置示例,3、 连续梁桥的施工 连续梁桥的施工，可根据施工现场条件和跨度的大小而有所不同，同时产生了不同的体系转换方式和不同的受力状态。这一点对于连续梁桥的设计致关重要。合理的施工方式应该使施工时的受力状态与成桥后的运营状态基本一致，同时考虑施工的难易程度和施工费用。就国内的常用施工经验，可有表720所示的各类方法,常用连续梁桥的施工方法,1）、整体（支架）施工的连续梁 整体施工的连续梁，一般是整联（35跨，总长度150200m）在满布支架和模板上浇筑混凝土，达到强度后施加预应力，形成预应力混凝土连续梁，适用跨径为2050

16、m。 现浇整体连续梁桥在支架落架前，结构重力由支架承受。施加预应力过程中，结构重力将从支架转移至梁体。在预应力施工完成后，梁体一般可自动脱架。由于梁体重力、二期恒载和活荷载均作用在一次形成的体系上，梁体在施工中的体系与与使用体系一致。因此，预应力筋按最终形成体系布置在现浇整体连续箱梁内。一般配置腹板束（贯穿全长的曲线束，跨中布置在梁底，支点布置在梁顶），底板束（各跨跨中区域的箱梁底板内），顶板束（各支点附近的箱梁的顶板内）。预应力筋多采用粗束，大锚头（714j15钢绞线）。 混凝土浇筑顺度和速度要适当，以保证梁体混凝土的整体性。预应力束张拉应均匀、对称、同步进行、顺序要符合设计要求。这一点对三

17、向预应力的箱梁尤为重要,2）、逐孔施工的连续梁桥 预应力混凝土连续梁桥逐孔施工的方案如图750。第一孔至第二孔的0.2l截面处为第一段，再至第三孔的0.2l截面处为第二段，一段一段地浇筑，类推至全梁。每段梁的梁体浇筑，可在支架上进行，也可在造桥机、移动悬吊模架、活动支架上进行。它较整体施工的连续梁桥少用了模板支架，又提高了施工机械化程度。 这种施工方法，新架设梁体的自重的一部分，是加在先期形成的带悬臂的简支或连续梁上，各跨梁的恒载内力，要将后续各跨自重内力迭加进去。它的自重内力，混凝土收缩、徐变内力，都与一次形成最终体系的现浇整体连续梁的数值有所不同（如支点的负弯矩），但相差不太大。因此，它的

18、梁高、梁内预应力束的布置规律与整体施工的连续梁相近。在梁体分段处要将纵向预应力筋的腹板束 竖向散开。用联接器接长，并 图751 逐孔施工法预应力钢筋布置示例 有跨越分段缝的顶板束和底板束将梁体连接好，见图751,预应力钢筋在通过接缝时应分散布置（图51a），并设置水平、竖向加强钢筋防止局部应力集中和混凝土收缩裂缝。预应力钢筋集中通过接缝时易产生混凝土开裂（图51b,图750,b,a,图751,3）悬臂施工的连续梁桥 悬臂施工法如图752所示，从桥墩开始对称、同步地分段向外接长。每接长一对梁段，张拉一组预应力束，直至跨中合拢。接长梁段是在桥上用挂篮浇筑的，称为悬浇法；接长梁段是预制好再吊装就位的

19、，称为悬拼法,悬臂法施工的桥梁在纵向分成若干段。墩顶处的0号段在墩顶上现浇，并与墩身临时锚固；考虑到与墩身锚固的需要，0号段一般较长。其他梁段采用悬臂施工（悬浇或悬拼），长度可分为几档，使梁段的重量相差不太大；边孔接长段和跨中合拢段采用现浇。每架设一个梁段，增挂并张拉一组预应力束，合拢后张拉正弯矩束，如图753。 在合拢前梁体是锚固在墩顶的悬臂T构，合拢并撤掉墩顶锚固后转换为连续梁。梁体自重作用在被施工锚固的T构（先期结构）上，弯矩均为负值，墩旁最大，跨中很小；合拢后的最终体是连续梁（后期结构）。后期的一部分预加力。二期恒载、活载是作用在连续梁上,图 752 悬臂施工法顺序图,图753,悬臂法

20、施工的连续梁桥适应的跨度范围大，从3040m至200m；梁的相对高度小，h（1/301/50）l；支点梁高与跨中梁高比大，H（1.82.5）h，甚至3.5h。 悬臂施工的关键有：施工中梁体与墩顶临时锚固措施，悬浇挂篮或悬拼设备，梁段悬臂浇注或预制吊装，悬臂挠度的控制。合拢工艺、结构受力体系转换等。 节段悬臂施工时预应力的施加，挂篮吊机的安装、前移和拆除等。 合龙顺序是先边孔，还是先中孔。 合拢段是在落地支架上，还是在悬挂式模架上进行浇注及合拢时的温度。 预应力合拢时的预应力施加，结构体系转换及预加力、混凝土收缩徐变的 二次力。 二期恒载的作用力。 施工中可能存在的不平衡载重,图 754 三跨连

21、续梁悬臂法施工体系转换的受力图式,4）顶推法施工的连续梁桥 顶推施工法如图755所示。梁在桥头台座上分段预制。预制一段，纵向向前顶推一段，跨越中中间桥墩，直达彼岸。为了增大跨径，可以设临时支柱，也可以用拉索加固,图 755 顶推法施工示例,顶推法有单点顶推和多点顶推两类。例如，单点水平 竖直千斤顶顶推法。千斤顶安放在邻近主梁预制场的墩台上，用顶梁、推移、落下竖直千斤顶和收回水平千斤顶活塞杆等4个循环动作，将梁纵向推移，见图756。前方墩顶设滑道。其他顶推方式不再介绍。在顶进过程中，梁上的每个断面都有通过墩,图 756单点顶推示意图,顶而承受负弯矩，和处在跨中而承受正弯矩的时刻。也就是说，梁上的每个断面的弯矩值处在不断变化之中，甚至几次正负交替。为了减小梁体前段的悬出长度和梁体前段的负弯矩，在梁前端安装导梁，导梁长度约等于0.6倍梁跨径，采用自重较轻的钢梁。梁体在顶进过程中仅随自身的重力和施工荷载，其内力峰值没有运营状态大，但有些梁的断面上的弯矩已经超过了运营状态的最大值。在顶推过程中，连续梁自重弯矩包络图如图757所示,图 757 顶推法施工的弯矩包络图,3、 刚架桥的类型 桥跨结构（主梁）和墩台（