桥梁施工中主要大临结构设计检算

1、桥梁施工交流材料 桥梁施工中主要大临结构设计检算 主讲：王亚美1桥梁施工交流材料 一、一、桥梁施工大临结构所包含的范围桥梁施工大临结构所包含的范围 二、二、 大临结构设计依据及原则大临结构设计依据及原则三、三、 临时结构设计过程临时结构设计过程1 设计目的设计目的2 现场调查踏勘现场调查踏勘3 结构选形结构选形4 设计概图设计概图5 计算、细化结构计算、细化结构6 正式出图、出检算单正式出图、出检算单四、四、 Midas civil 在大临结构计算中的应用及计算书编写在大临结构计算中的应用及计算书编写五、五、 目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍 目 录2一、桥梁施工大

2、临结构所包含的范围1 1、基础施工大临结构、基础施工大临结构 2、上部结构施工大临设施上部结构施工大临设施 钢板桩围堰、围护桩、水上施工平台、简易浮吊、钢套箱、沉钢板桩围堰、围护桩、水上施工平台、简易浮吊、钢套箱、沉井、双壁钢围堰、栈桥等井、双壁钢围堰、栈桥等 现浇梁膺架、连续梁悬臂施工挂篮、现浇梁膺架、连续梁悬臂施工挂篮、0#块施工托架、钢管满堂块施工托架、钢管满堂支架、缆索吊、塔架、制梁场布置、台座设计，过去我们还自行支架、缆索吊、塔架、制梁场布置、台座设计，过去我们还自行设计可拆装的架桥机、龙门吊、等也属于大临设施。设计可拆装的架桥机、龙门吊、等也属于大临设施。3二、大临结构设计依据及原

3、则（1）行业规范如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及）行业规范如公路、铁路桥梁设计、施工方面的相关规范及建筑结构设计、施工方面的一些规范。建筑结构设计、施工方面的一些规范。（2）设计手册）设计手册钢结构设计手册、钢筋混凝土结构设计手册、建钢结构设计手册、钢筋混凝土结构设计手册、建筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工筑施工计算手册、路桥施工计算手册、桥涵施工手册、实用土木工程手册等。程手册等。 （3）教科书、施工实例）教科书、施工实例 1 1、设计依据、设计依据2 2、设计原则、设计原则（1）一般原则：适用、安全、经济）一般原则：适用、安全、经济（2）追求的原则：结构

4、简单、受力明确、施工便捷）追求的原则：结构简单、受力明确、施工便捷4三、临时结构设计过程掌握设计目的掌握设计目的现场调查、踏勘现场调查、踏勘结构选型结构选型设计概图设计概图检算，细化结构检算，细化结构正式出图、计算单正式出图、计算单5三、临时结构设计过程1 1、掌握设计目的、掌握设计目的 在进行临时结构设计之前，首先必须搞清楚设计它的目的，也就是设计的在进行临时结构设计之前，首先必须搞清楚设计它的目的，也就是设计的意图。意图。 你得明白究竟要这个临时结构作用是什么，能不能通过设计达到这个目的。你得明白究竟要这个临时结构作用是什么，能不能通过设计达到这个目的。如如设计膺架，设计膺架，有的人心里说

5、，我有的人心里说，我设计膺架设计膺架就为了现浇梁，目的很正确，但是我就为了现浇梁，目的很正确，但是我想再问，你的膺架跨不跨越公路、铁路、航道？有没有净空要求？跨铁路有没想再问，你的膺架跨不跨越公路、铁路、航道？有没有净空要求？跨铁路有没有边界限制？如果不考虑这些，那所有的现浇梁膺架岂不相同，完全可以做一有边界限制？如果不考虑这些，那所有的现浇梁膺架岂不相同，完全可以做一个固定模式，也不用再设计了。再比如个固定模式，也不用再设计了。再比如设计栈桥设计栈桥，目的是为了跨越水上，连接，目的是为了跨越水上，连接两岸交通，但是让栈桥通什么样的车？运些什么东西？需不需要上下行车道？两岸交通，但是让栈桥通什

6、么样的车？运些什么东西？需不需要上下行车道？单行道需不需要设会车台？洪水期间是否考虑正常使用？这些与设计相关的目单行道需不需要设会车台？洪水期间是否考虑正常使用？这些与设计相关的目的如果有一条没考虑到，就会影响整个大桥的施工总体方案，甚至会增加投入，的如果有一条没考虑到，就会影响整个大桥的施工总体方案，甚至会增加投入，延误工期。延误工期。6三、临时结构设计过程2 2、现场调查踏勘、现场调查踏勘 根据桥梁设计图，对现场需设临时结构的施工位置进行调查。主要分为以根据桥梁设计图，对现场需设临时结构的施工位置进行调查。主要分为以下两类。下两类。 水上施工大临设施设计水上施工大临设施设计需要调查的内容：

7、三到五年的水文资料、河床地质需要调查的内容：三到五年的水文资料、河床地质及水流冲刷情况、目前施工位置水深、流速、风浪潮汐情况、通航情况、河道及水流冲刷情况、目前施工位置水深、流速、风浪潮汐情况、通航情况、河道管理方面的规定等。管理方面的规定等。 上部结构施工大临设施设计上部结构施工大临设施设计需要调查现场材料堆放、吊装是否方便，通往需要调查现场材料堆放、吊装是否方便，通往施工场地道路能否运输长大构件；如果跨越公路或铁路，要勘查路两侧墩身到施工场地道路能否运输长大构件；如果跨越公路或铁路，要勘查路两侧墩身到公路或铁路限界的距离、调净空要求、交通流量、路肩或路中可否设置临时墩、公路或铁路限界的距离

8、、调净空要求、交通流量、路肩或路中可否设置临时墩、挂篮施工是否需设防护棚架；对于制梁场需调查场地大小、地下水文地质情况、挂篮施工是否需设防护棚架；对于制梁场需调查场地大小、地下水文地质情况、线路和梁场的相对位置及线路设计形式。线路和梁场的相对位置及线路设计形式。 7三、临时结构设计过程分分 类类大临结构大临结构名名 称称分类分类 形形 式式适用范围适用范围水中施工水中施工水上工作平台水上工作平台固定式工作平台固定式工作平台浮式工作平台浮式工作平台围堰围堰筑岛围堰筑岛围堰钢板桩围堰钢板桩围堰钢套箱钢套箱钢吊箱钢吊箱 钢筋混凝土围堰钢筋混凝土围堰双壁钢围堰双壁钢围堰桥梁施工常见大临结构及适用范围桥

9、梁施工常见大临结构及适用范围3 3、结构选形、结构选形 结构选型即根据现场踏勘情况及大临结构的适用范围确定临时设施的形式。结构选型即根据现场踏勘情况及大临结构的适用范围确定临时设施的形式。 8三、临时结构设计过程分类分类大临结构大临结构名名 称称分类形式分类形式适用范围、优点适用范围、优点水中施工水中施工栈桥栈桥贝雷梁钢管桩形式贝雷梁钢管桩形式型钢钢管桩形式型钢钢管桩形式钢筋混凝土板式钢筋混凝土板式旱地承台旱地承台开开 挖挖基坑防护基坑防护围护桩围护桩钢板桩钢板桩上部结构上部结构施施 工工挂篮挂篮牵索挂篮牵索挂篮菱形挂篮菱形挂篮三角挂篮三角挂篮斜拉式挂篮斜拉式挂篮贝雷梁挂篮贝雷梁挂篮现浇梁支架

10、现浇梁支架贝雷梁钢管桩式贝雷梁钢管桩式桥梁施工常见大临结构及适用范围桥梁施工常见大临结构及适用范围9三、临时结构设计过程分类分类大临结构大临结构名名 称称分类形式分类形式适用范围、优点适用范围、优点上部结构上部结构施施 工工现浇梁支架现浇梁支架贝雷梁吊架式贝雷梁吊架式碗扣脚手架式碗扣脚手架式满满 堂堂 支支 架架门式钢管脚手架式门式钢管脚手架式满满 堂堂 支支 架架制梁场设置制梁场设置横向布置横向布置纵向布置纵向布置桥梁施工常见大临结构及适用范围桥梁施工常见大临结构及适用范围10三、临时结构设计过程 4 4、设计概图、设计概图 通过以上通过以上“结构选形结构选形”步骤，临时结构大体样式已心中有

11、数，下一步就应步骤，临时结构大体样式已心中有数，下一步就应该结合桥梁设计图及以往施工经验及实例定出结构的大致尺寸，并确定相应的该结合桥梁设计图及以往施工经验及实例定出结构的大致尺寸，并确定相应的材料规格、尺寸。材料规格、尺寸。 11三、临时结构设计过程5 5、计算、细化结构、计算、细化结构 根据概图，进行计算，再根据计算根据概图，进行计算，再根据计算 ，对没考虑到的部位补充设计或没通过，对没考虑到的部位补充设计或没通过计算的部位调整设计。计算的部位调整设计。12三、临时结构设计过程6 6、正式出图、出计算单、正式出图、出计算单 最后根据调整后的设计完善整个结构设计图，并按最终设计进行检算，并出

12、最后根据调整后的设计完善整个结构设计图，并按最终设计进行检算，并出相应设计图及计算单。相应设计图及计算单。13四、midas civil 在大临结构检算中的应用及计算书编写1 1、软件介绍（有些内容是我的体会）、软件介绍（有些内容是我的体会）1 midas civil 是一款结构计算软件，它主要用于计算梁单元和杆单是一款结构计算软件，它主要用于计算梁单元和杆单元，若要建细部结构模型，计算实体单元必须有辅助建模软件配合。对元，若要建细部结构模型，计算实体单元必须有辅助建模软件配合。对于桩基础检算、基坑开挖支护验算等与岩土相关的结构计算使用非常不于桩基础检算、基坑开挖支护验算等与岩土相关的结构计算

13、使用非常不便，需要先算出土压力或水压力加到钢板桩或围护桩上，而且桩端约束便，需要先算出土压力或水压力加到钢板桩或围护桩上，而且桩端约束需设弹簧约束，赋予一定的约束力来模拟弹性地基约束，似乎大部分问需设弹簧约束，赋予一定的约束力来模拟弹性地基约束，似乎大部分问题都是不确定的，因此不如用手算。题都是不确定的，因此不如用手算。 midas civilmidas civil 计算软件用户界面操作方便，结果察看可通过钝化、消计算软件用户界面操作方便，结果察看可通过钝化、消隐等措施直接以云图形式呈现。修改模型参数采用直接拖入形式也很方便。隐等措施直接以云图形式呈现。修改模型参数采用直接拖入形式也很方便。

14、midas civil 计算软件可用于膺架、托架、挂篮、便桥等钢结构的设计算软件可用于膺架、托架、挂篮、便桥等钢结构的设计，一般用于这些大临结构的整体检算，在设计阶段对于每根杆件或小计，一般用于这些大临结构的整体检算，在设计阶段对于每根杆件或小的结构部位计算常用手算或采用一些小型软件计算，如同济启明星软件，的结构部位计算常用手算或采用一些小型软件计算，如同济启明星软件，只要知道其是否能满足要求即可。只要知道其是否能满足要求即可。 14四、midas civil 在大临结构检算中的应用及计算书编写1 1、软件介绍、软件介绍用户界面用户界面15四、midas civil 在大临结构检算中的应用及计

15、算书编写2 2、操作步骤演示、操作步骤演示以以“万能杆件塔架结构稳定性分析万能杆件塔架结构稳定性分析”为例介绍该为例介绍该软件的应用。软件的应用。16四、midas civil 在大临结构检算中的应用及计算书编写3 3、计算书编写、计算书编写由于由于midas civil 软件计算并不带计算书，因此需要在计算完成后自行软件计算并不带计算书，因此需要在计算完成后自行编写计算书。编写计算书。计算书编写要求：计算书编写要求： 1 1）首先列出计算依据及施工说明）首先列出计算依据及施工说明 2 2）必须在计算书中）必须在计算书中对模型进行简单介绍对模型进行简单介绍，单元怎么取，边界怎么加，单元怎么取，

16、边界怎么加，分哪些工况进行分析，荷载怎么组合。由于计算是否正确在很大程度上取分哪些工况进行分析，荷载怎么组合。由于计算是否正确在很大程度上取决于模型的建立是否正确，若要别人看计算单，需将这些讲清楚。决于模型的建立是否正确，若要别人看计算单，需将这些讲清楚。 3 3）计算结果整理计算结果整理 midas civil计算计算 结果需要你自己查看，变形、应力、内力、支反结果需要你自己查看，变形、应力、内力、支反力都有，根据需要查看相关内容，特别在查看应力时，要看清是剪应力、力都有，根据需要查看相关内容，特别在查看应力时，要看清是剪应力、弯曲应力还是拉压应力，因为计算结果能否满足施工要求需要和不同的容

17、弯曲应力还是拉压应力，因为计算结果能否满足施工要求需要和不同的容许应力或强度设计值相比较才能知道。许应力或强度设计值相比较才能知道。 有时还需要找出最不利位置或截面，这样做，一可以凭经验来判断有时还需要找出最不利位置或截面，这样做，一可以凭经验来判断计算结果是否正确，二对不能通过的截面进行加强设计。计算结果是否正确，二对不能通过的截面进行加强设计。 整理时，通过全屏复制，把结果显示的云图及图例粘贴到计算单中，整理时，通过全屏复制，把结果显示的云图及图例粘贴到计算单中，并对结果进行比较说明。并对结果进行比较说明。17四、midas civil 在大临结构检算中的应用及计算书编写 如果最不利位置不

18、能直观显示，可通过转动、消隐、激活等方式提取。如果最不利位置不能直观显示，可通过转动、消隐、激活等方式提取。 不同材质要分别查看，并出示结果。不同材质要分别查看，并出示结果。 查看变形时，对不同部位杆件分别查看和其规范中相应的规定值进行查看变形时，对不同部位杆件分别查看和其规范中相应的规定值进行比较；若为整体结构，要看单个杆件变形，需减去其余杆件带给它的附加比较；若为整体结构，要看单个杆件变形，需减去其余杆件带给它的附加变形，例如挂篮，要查看前下横梁的变形，需减去吊带变形及主梁前端的变形，例如挂篮，要查看前下横梁的变形，需减去吊带变形及主梁前端的下挠变形。下挠变形。 另外，另外，midas c

19、ivil midas civil 软件无法对连接部位进行检算，如挂篮里的销轴软件无法对连接部位进行检算，如挂篮里的销轴连接、焊接部位需采用手算验证。连接、焊接部位需采用手算验证。 18五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍东海大桥是我国第一座外海大桥，东海大桥是我国第一座外海大桥，20062006年竣工。大桥全长年竣工。大桥全长32.732.7公里，其中主通公里，其中主通航孔为一座钢航孔为一座钢混凝土结合梁双塔单索面斜拉桥，主通航孔斜拉桥长混凝土结合梁双塔单索面斜拉桥，主通航孔斜拉桥长830830米，宽米，宽3333米，跨径布置米，跨径布置（73731321324

20、204201321327373）米；主墩辅助墩基础为钻孔桩，桩）米；主墩辅助墩基础为钻孔桩，桩径径2.52.5米，主墩桩长米，主墩桩长110110米；辅助墩桩长米；辅助墩桩长8585米，边墩基础为直径米，边墩基础为直径1.51.5米的钢管桩。米的钢管桩。1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工19五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工由于海上风大浪高，海上施工平台采用导管架方案。由于海上风大浪高，海上施工平台采用导管架方案。导管架平台方案是装配式的施工工艺，导管架法

21、施工平台由导管架、钢管桩、上部结构三部分组成。它事先划成若干导管架，然后在现场安装形成整体。随后在导管内打设平台钢管桩，导管与钢管桩之间用砂浆填充，上面布置纵横主、次承重梁和面板构成施工钢平台。20五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍 导管架运输1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工 导管架安装21五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工首次采用蜂窝式自浮钢套箱首次采用蜂窝式自浮钢套箱施工技术。施工技术。运用蜂窝式钢套运用蜂窝式钢套箱

22、建造海上大型基础的施工箱建造海上大型基础的施工技术首创了把桩基、承台施技术首创了把桩基、承台施工、混凝土养护整合在一体工、混凝土养护整合在一体的施工设施上。的施工设施上。钢围堰钢护筒锚固桩导管海床面蜂窝式自浮钢套箱蜂窝式自浮钢套箱由双壁箱体、预留导管及上部结构组成。蜂窝式钢浮箱自浮状态蜂窝式钢浮箱自浮状态22蜂窝状自浮套箱平面示意图五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工双壁或单壁围壁、双层或单层底板、甲板操作层、辅助桩导管及支架、钢护桩导管、分仓加劲肋板、水位差调节系统、钢护筒导管气囊止水系统、

23、箱体固定力系转换系统、定位锚舶系统。23五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍 蜂窝式钢套箱进档限位1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工24五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍五、目前国内大型桥梁施工新技术介绍气囊封堵止水通过操作孔将气囊穿进导管和护筒间的间隙，用钢丝上的刻度控制下放的深度，气囊放到位后开始给气囊充气封堵，然后进行水下不分散水泥浆压浆止水工作。 1 1、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工、东海大桥主通航孔斜拉桥基础施工25目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技

24、术、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术万州长江大桥桥型图万州长江大桥桥型图万州长江大桥为单线铁路桥，万州长江大桥为单线铁路桥， 首次在国内采用刚性拱柔性梁的系杆拱体系首次在国内采用刚性拱柔性梁的系杆拱体系，设计桥跨布置为：主孔采用一联设计桥跨布置为：主孔采用一联（168.7+360+168.7168.7+360+168.7）m m的单拱连续钢桁梁；的单拱连续钢桁梁；钢桁拱梁采用拆装式节点，节间长度钢桁拱梁采用拆装式节点，节间长度1212米，总重约米，总重约99779977吨。主桁杆件采用箱吨。主桁杆件采用箱形和形和“H”H”形两种截面型式形两种截面型式, ,节点采用节点采用M 27M24M 2

25、7M24高强度螺栓连接，杆件最大板件高强度螺栓连接，杆件最大板件厚度厚度50mm50mm，最大长度，最大长度28.328.3米，最大安装吊重米，最大安装吊重3535吨。吨。 26目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术万州长江大桥钢桁梁总体架设方案万州长江大桥钢桁梁总体架设方案 钢梁架设采用从两侧往跨中双向架设的方案。两边跨钢梁采用临时支墩钢梁架设采用从两侧往跨中双向架设的方案。两边跨钢梁采用临时支墩半伸臂拼装，中跨钢梁辅以前后索索长及索力不对称的固定式单层吊索塔架半伸臂拼装，中跨钢梁辅以前后索索

26、长及索力不对称的固定式单层吊索塔架全伸臂拼装，施工控制难度大。全伸臂拼装，施工控制难度大。 180米5#墩万 州168.7米后 索3#墩4#墩压 重+139.00（ 施 工 水 位 ）168米钢 梁 运 输 船前 索7#墩8#墩6#墩168.7米压 重后 索前 索宜 昌吊 索 塔 架架 梁 吊 机架 梁 吊 机吊 索 塔 架1#墩2#墩0#台9#墩 10#墩11#墩12#墩移 动 模 架移 动 模 架27目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术万州长江大桥钢桁梁总体架设方案万州长江大桥钢桁梁总体架

27、设方案边跨边跨168168米钢梁在膺架上拼装及半悬臂拼装米钢梁在膺架上拼装及半悬臂拼装 28目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术 架梁吊机正在拼装钢桁梁架梁吊机正在拼装钢桁梁 29目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术120120米悬臂状态拼装吊索塔架米悬臂状态拼装吊索塔架30目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术、万州长江大桥单拱

28、连续钢桁梁架设技术双向悬臂架设双向悬臂架设31目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍2 2、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术、万州长江大桥单拱连续钢桁梁架设技术桁拱合龙后，不拆除塔架，接着合龙系杆桁拱合龙后，不拆除塔架，接着合龙系杆32目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍3 3、矮寨大桥、矮寨大桥矮寨特大桥位于湖南湘西矮寨镇，是目前世界上深山峡谷中跨径最大的悬索桥，也矮寨特大桥位于湖南湘西矮寨镇，是目前世界上深山峡谷中跨径最大的悬索桥，也是世界上第一座塔梁分离式悬索桥，该结构特别适合山区悬索桥，主跨是世界上第一座塔梁分离式悬索桥，该结构特别适合山

29、区悬索桥，主跨1176m。33目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍3 3、矮寨特大悬索桥钢桁梁架设矮寨特大悬索桥钢桁梁架设目前世界上悬索桥钢桁梁架设方案有三种，一种是缆索目前世界上悬索桥钢桁梁架设方案有三种，一种是缆索吊方案、一种是缆载吊机方案、第三种是桥面吊机方案，吊方案、一种是缆载吊机方案、第三种是桥面吊机方案，本桥在国内外首次采用本桥在国内外首次采用“轨索滑移法轨索滑移法”架梁方案。架梁方案。34目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍3 3、矮寨特大悬索桥钢桁梁架设矮寨特大悬索桥钢桁梁架设架梁总体方案架梁总体方案35目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍3 3、矮寨特大悬索桥钢桁梁架设矮寨特大悬索桥钢桁梁架设吊鞍构造图吊鞍构造图36目前国内大型桥梁施工新技术介绍目前国内大型桥梁施工新技术介绍3 3、矮寨特大悬索桥钢桁梁架设矮寨特大悬索桥钢桁梁架设运梁小车的连接