混凝土梁式桥的施工

桥梁施工第2章

混凝土梁式桥的施工本章主要内容§2.1钢筋混凝土简支梁桥的施工§2.2预制混凝土简支梁桥的施工§2.3连续梁桥的施工§2.1钢筋混凝土简支梁桥的施工2.1.1支架2.1.2模板2.1.3钢筋工程2.1.4混凝土工程2.1.5模板拆除及支架卸落脚手架（现浇）满堂支架移动支架移动悬吊模架活动模架预制架设法梁段__整体施工简支_连续单悬臂_连续双悬臂_连续悬臂吊机法移动式连续桁架吊机固定式连续桁架吊机起重机拼装悬臂拼装法挂蓝浇筑法移动式连续桁架浇筑法固定式连续桁架浇筑法挂蓝与桁架联合浇筑法悬臂浇筑法悬臂法单向顶推双向顶推顶推法转体法梁桥施工方法§2.1现浇钢筋混凝土简支梁桥的施工现浇施工法特点：1）无需专门的预制场地和大型起重、运输设备；2）梁体结构中横桥向的主筋不中断，结构的整体性好；3）支架、模板等周转材料用量大、周期长，施工工期长、费用高；4）施工受季节影响大，质量不易控制，施工管理较复杂。简支梁就地浇筑施工：原材料供应浇筑和振捣混凝土安放钢筋骨架立模板整理施工现场搭设脚手架准备浇筑工作运输、搅拌机等预留混凝土试块焊接绑扎骨架钢筋加工养护拆模板拆除支架桥面系施工压试块2.1.1支架支架是施工过程中的临时性结构，用以支撑模板、浇筑的混凝土梁体结构以及施工设备、人员等其它施工荷载。1、常用的支架形式按材料分:a)木支架b)钢支架c)钢木混合支架d)万能杆件按构造分:a)立柱式b)梁式c)梁－柱式图2.1.1常用支架形式构造示意图支架类型图2.1.2脚手架（扣件式、螺栓式、承插式）图2.1.3万能杆件图2.1.4贝雷梁卸架设备：木楔、砂筒及千斤顶图2.1.5木楔、砂筒构造示意图2、支架的基础支架的基础必须坚实可靠，以将其沉陷值控制在容许范围内满堂支架:可将支架基脚设置在枕木上，枕木下设置垫层并夯实梁式或梁－柱式支架

:设置桩基础或混凝土扩大基础，也可直接支承在墩台身或其永久性基础上3、支架的预拱度

1）卸架后上部构造本身及活载一半所产生的竖向挠度

1；2）支架在荷载作用下的弹性压缩

2；3）支架在荷载作用下的非弹性变形

3；4）支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷

4；5.）由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度

5；2.1.2模板1、模板的类型按材料分:木模板、钢模板、钢木结合模板、钢丝网水泥模板、竹木模板、玻璃钢模板等按模板的装拆方法分:拼装式、整体式等2、模板的安装

拼装式常备模板：钢模板、木模板、钢木结合模板图2.1.6拼装式常备模板

现浇肋梁模板：图2.1.7现浇肋梁模板系统示意图模板支架的要求1.模板、支架必须有足够的强度、刚度和稳定性2．在河道中施工的支架，要充分考虑洪水和漂流物以及通过船只（队）对其的影响，要有足够的安全措施3．支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，保证浇筑混凝土后不发生超容许的沉降量4.设置预拱度5．构造物的模板支架不应与施工用的脚手架和便桥相连接6．模板的接缝必须密合7.模板、支架应尽量做成装配式组件或块件2.1.3钢筋工程钢筋工程包括钢筋整直、切断、除锈、弯制、焊接或绑扎成型等工序1）钢筋加工的准备工作抽样检验,整直,除锈2）钢筋的弯制和接头钢筋可在工作平台上用手工或钢筋弯曲机按规定的弯曲半径弯制成型钢筋的接头:焊接,绑扎搭接3）钢筋骨架成型和安装钢筋骨架中包括纵向主筋、弯起筋或斜筋、箍筋、架立筋、分布钢筋等。宜预先在工厂或工地制成平面或立体骨架，焊接或绑扎牢固绑扎或安放钢筋骨架时，应在钢筋与模板间设置垫块图2.1.8梅花渡涟水特大桥混凝土强度等级钢筋类型C20C25高于C25R23535d30d25dHRB33545d40d35dHRB40055d50d45d受拉钢筋绑扎接头的搭接长度接头型式接头面积最大百分率（％）受拉区受压区主钢筋绑扎接头2550主钢筋焊接接头50不限制接头长度区段内受力钢筋接头面积的最大百分率T梁钢筋骨架构造图2.1.9T梁钢筋骨架构造后张法预制T梁的钢筋骨架图2.1.10后张法预制T梁的钢筋骨架脚手架与钢筋骨架图2.1.11脚手架与钢筋骨架2.1.4混凝土工程包括混凝土拌制、运输、浇筑、振捣密实、混凝土养护等1、混凝土拌制机械搅拌,商品混凝土2、混凝土运输迅速从搅拌地点运往浇筑位置可采用泵送3、混凝土浇筑水平分层法，斜层法图2.1.12混凝土拌制与浇筑分层浇筑时，必须在前一层混凝土开始凝结之前，将次一层混凝土浇筑完毕，气温30℃以上时，前后两层浇筑间隔时间不宜超过1h，气温30℃以下时，不宜超过1.5h，施工缝预留的位置

:受剪力和弯矩较小且便于施工的部位施工缝处理:（1）将混凝土表面凿毛，用水洗干净；（2）铺一层厚为10～20mm的1:2的水泥砂浆；(3)斜面施工缝应凿成台阶状再进行浇筑；(4)接缝处于重要部位或地震区时，增设锚固钢筋a)水平分层浇筑；b)斜层浇筑图2.1.13分层法浇筑混凝土4、混凝土振捣增加混凝土的密实度分人工振捣和机械振捣两种振捣设备有插入式振捣器、附着式振捣器、平板式振捣和振动台等5、混凝土养护自然养护：在构件上覆盖草袋、麻袋、稻草或砂子，经常洒水，以保持构件处于湿润状态。承重模板、支架，2.1.5模板拆除及支架卸落侧模板在强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时可拆除承重模板、支架，应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时，方可拆除，跨度不大于4m时，达到设计强度的50%后方可拆除；当跨度大于4m时，达到设计强度75%后方可拆除。§2.2预制混凝土简支梁桥的施工2.2.1预制钢筋混凝土简支梁的制作工艺2.2.2先张法预应力混凝土简支梁的制作工艺2.2.3后张法预应力混凝土简支梁的制作工艺2.2.4装配式简支梁的运输与安装预制装配法特点：1）可平行施工，加快进度，缩短工期；2）批量生产，质量容易控制，成本相对较低3）需要预制场地和大型的起重、运输设备4）构件之间存在拼装接缝，结构整体性相对较差。2.2.1预制钢筋混凝土简支梁的制作工艺预制梁的模板常采用钢模板和钢木组合模板以及充气橡胶芯模预制梁的模板有底模、侧模、端模，空心板和箱形梁还需有内模空心板预制应考虑内模的立模和拆装方便、不易损坏，可重复利用内模可采用木模，钢模，充气橡胶芯模，不抽拔的芯模，如混凝土管、纸管、钢丝网管等§2.2预制混凝土简支梁桥的施工2.2.2先张法预应力混凝土简支梁的制作工艺先张法制梁工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时锚固在张拉台座上，然后立模浇筑混凝土，待混凝土达到规定强度（不得低于设计强度的70%）时，逐渐将预应力筋放松，利用预应力筋的弹性回缩及其与混凝土之间的粘结作用，使构件获得预应力。一般用于直线布筋的中小型件。先张法：流水机组法，台座法

流水机组法：构件在移动式的钢模中生产，按流水方式通过张拉、浇筑、养护等各个固定机组完成每道工序。流水机组法可加快生产速度，但需要大量钢模和较高的机械化程度，且需配合蒸汽养护，适用于工厂内预制定型构件

台座法，构件施工的各道工序全部在固定台座上进行，因其不需复杂机械设备，施工适用性强先张法预应力简支板梁预制工艺流程图整理台座内的底板张拉预应力钢筋至1.05再退至0.5安装侧模板、端模板绑扎底板钢筋浇筑底板混凝土安装芯模绑扎其他部位钢筋张拉预应力钢筋至继续浇筑混凝土混凝土养护放松切断预应力钢筋起吊、移梁、存放封头

预应力钢筋对焊、冷拉时效普通钢筋加工模板制作制混凝土试件测定混凝土试块强度拆除芯模拆除侧模、端模1）台座台座是先张法生产中的主要设备之一，要求有足够的强度和稳定性。可分为墩式,槽式。(1)墩式台座亦称重力式台座，是靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾覆力矩，并靠土壤的反力和摩擦力抵抗水平位移。台座由台面、承力架、横梁和定位钢板等组1-台面；2-承力架；3-横梁；4-定位板；5-夹具；6-预应力筋图2.2.1墩式台座构造示意图(2)槽式台座当现场地质条件较差，台座长度不大时，可采用槽式台座。槽式台座由台面、传力柱、横梁、横系梁等组成。传力柱和横系梁一般采用钢筋混凝土结构，其它部分与墩式台座相同。1-台面；2-传力柱；3-横梁；4-定位板；5-横系梁图2.2.2槽式台座构造示意图图2.2.3梅花渡涟水特大桥1图2.2.4梅花渡涟水特大桥2图2.2.5梅花渡涟水特大桥3图2.2.6梅花渡涟水特大桥4图2.2.7梅花渡涟水特大桥5图2.2.8梅花渡涟水特大桥62）预应力筋的张拉应力筋可采用钢绞线、高强钢丝、精轧螺纹钢筋等下料长度应根据预应力筋种类的不同通过计算确定(1)张拉前的准备工作安装预应力筋的定位钢板安装预应力筋确定预应力筋的张拉力将张拉力换算成液压张拉千斤顶上油压表的读数

(2)张拉工艺为了减少预应力筋的应力松弛损失，通常采用超张拉的方法

张拉时，台座两端不得站人，操作人员要站在台座侧面的油泵外侧进行工作，以策安全3）预应力筋的放松混凝土经养护达到设计规定的强度，设计未明确规定时，应达到设计强度等级值的75%以上，方可放松预应力筋预应力筋种类张拉程序钢筋0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→0.9σcon→σcon（锚固）钢丝、钢绞线0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→0→σcon（锚固）对于夹片式等具有自锚性能的锚具：普通松驰力筋0→初应力→1.03σcon（锚固）低松驰力筋0→初应力→σcon（持荷2min，锚固）先张法预应力筋张拉程序2.2.3后张法预应力混凝土简支梁的制作工艺后张法制梁工艺是先制作留有预应力筋孔道的梁体，待其混凝土达到规定强度后，再在孔道内穿入预应力筋，并进行张拉和锚固，最后进行孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土1）预应力孔道的成型安放制孔器埋置式和抽拔式

埋置式制孔器可采用铁皮管、铝合金波纹管等抽拔式制孔器常用的有橡胶抽拔管、金属伸缩抽拔管和钢管等。较少采用2）预应力筋的穿束预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道，称为“穿束”。穿束前，可用空压机吹风等方法清理孔道内的污物和积水，以确保孔道畅通预应力管道与钢筋骨架图2.2.9预应力管道与钢筋骨架VT12/100预应力束图2.2.10VT12/100预应力束后张法预应力T梁预制工艺流程图穿束张拉钢丝束移梁、存放孔道压浆测定混凝土试块强度制备预应力钢丝束拆除侧模、端模封锚钢筋加工制混凝土试件模板制作拌制混凝土拆除芯模修理底模板安装钢筋骨架安装一侧外模、端模安装制孔器安装另一侧外模安装翼缘钢筋浇筑混凝土抽拔制孔器养护、拆模安装底模振捣器3）预应力筋的张拉张拉应按顺序对称地进行，以防过大偏心压力导致梁体出现较大的侧弯现象图2.2.11预应力筋的张拉预应力筋张拉程序钢筋、钢筋束0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→σcon（锚固）钢绞线束对于夹片式等具有自锚性能的锚具普通松驰力筋0→初应力→1.03σcon（锚固）低松驰力筋0→初应力→σcon（持荷2min锚固）其他锚具0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→σcon（锚固）钢丝束对于夹片式等具有自锚性能的锚具普通松驰力筋0→初应力→1.03σcon（锚固）低松驰力筋0→初应力→σcon（持荷2min锚固）其他锚具0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→0→σcon（锚固）精轧螺纹钢筋直线配筋时0→初应力→σcon（持荷2min锚固）曲线配筋时0→σcon（持荷2min）→0（上述程序可反复几次）→初应力→σcon（持荷2min锚固）后张法预应力筋张拉程序固定端锚具是埋入混凝土中不用于张拉的锚具，具有P型、H型。固定端P型锚具包括一块中间钻有孔的平板，钢绞线穿过板孔，在钢绞线末端挤压一挤压套，加上限位约束圈和螺旋箍筋，便构成P型锚具，它可以适用于需将预应力传递至梁端的结构。图2.2.12固定端锚具

锚板和夹片是OVM锚具的主要件，OVM张拉端锚具的锚固原理就是利用夹片（楔形）把绞线锚固于锚板锥形孔内，即当张拉千斤顶对钢绞线束进行张拉达到设计应力值以后，千斤顶放张，张拉端锚具的夹片即被匀速回缩运动的钢绞线束带进锚板的锥孔内，形成一个锚固单元，钢绞线束的应力通过锚板及锚垫板传递到建筑结构上，形成永久性预应力。图2.2.13锚板和夹片正在进行预应力张拉图2.2.14张拉预应力4）孔道压浆与封锚孔道压浆是为了保护预应力筋不致锈蚀，并使力筋与混凝土粘结成整体，从而减轻锚具的受力，提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性(1)准备工作填塞锚塞周围的钢丝间隙,用压力水冲洗孔道(2)水泥浆的制备水泥浆的水灰比应为0.4～0.45。可掺适量细砂以减少水泥用量、减小水泥浆体积收缩并提高强度(3)压浆程序和操作方法压浆工艺有“一次压注法”和“二次压注法”两种，前者用于长度不大的直线形孔道，后者用于较长的孔道或曲线形孔道。压浆压力以0.5~0.7MPa为宜，如压力过大，易胀裂孔壁。压浆顺序应先下孔道后上孔道，以免上孔道漏浆把下孔道堵塞。直线孔道压浆时，应从构件的一端压到另一端，曲线孔道压浆时，应从孔道最低处开始向两端进行。二次压浆时，第一次从甲端压入直至乙端流出浓浆时将乙端的阀门关闭，待灰浆压力达到要求且各部再无漏水现象时再将甲端的阀门关闭。待第一次压浆后30分钟，打开甲、乙端的阀门，自乙端再进行第二次压浆，重复上述步骤，待第二次压浆完成经30分钟后，卸除压浆管，压浆工作便告完成。(4)封锚为了避免锚头锈蚀，并防止其在运营过程中松动，应将锚固端用混凝土封固孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，并将端面混凝土凿毛。在绑扎端部钢筋网和安装封端模板时，要妥善固定，以免在浇筑混凝土时因模板变位而影响梁长。封端混凝土的强度应不低于梁体的强度。混凝土浇筑完成后，应进行养护。2.2.4装配式简支梁的运输与安装构件的水平运输和垂直安装1）预制构件的运输场内运输

:从工地预制场至桥头的运输.由预制场的龙门吊车或木扒杆将梁装上平车后用绞车牵引运抵桥头。图2.2.15预制构件场内运输图2.2.16梅花渡涟水特大桥场外运输:从构件预制厂至施工现场的运输当预制工厂距桥梁工地较远时，通常可用大型平板拖车、火车或驳船将梁运至工地存放，或直接运至桥头或桥孔下进行架设。运输过程中，构件的放置要符合受力方向，一般应竖立放置，为了防止构件发生倾侧、滑动或跳动等现象，需要在构件两侧采用斜撑和木楔等临时固定。梁在起吊和堆放时，应按设计规定的位置布置吊点或支承点。2）预制构件的安装预制梁的安装是装配式桥梁施工中的关键工序。应结合施工现场条件、工程规模、桥梁跨径、工期条件、设备能力等具体情况，以安全、可靠、经济、适用、快速为原则，合理选择架梁的方法。简支式梁、板构件的安装，一般包括起吊、纵移、横移、落梁就位等工序从架梁的工艺类别来分，有陆地架设、浮吊架设和高空架设等，每一类架设工艺中，按起重、吊装等机具的不同，又可分成各种独具特色的架设方法。随着土木建筑领域工业化和机械化程度的不断提高，新的架桥工艺、设备不断涌现，推动桥梁施工技术的不断进步。(1)自行式吊车架梁对于中小跨径桥梁，可采用自行式吊车（汽车吊或履带式吊车）安装构件。如果是岸上的引桥或者桥墩不高时，可以视吊装质量的不同，用一台或两台（抬吊）吊车直接在桥下进行吊装[图a]；如果桥下是河道或桥墩较高时则将吊车直接开到桥上，利用吊机的伸臂边架梁、边前进[图b]a)自行式吊车陆地架设；b)自行式吊车桥上架设图2.2.17自行式吊车架梁示意图起重机使用延展棒来提升116吨重的预制梁，以便使预埋在梁体内的支撑索能够垂直悬挂而不产生弯曲图2.2.18起重机吊梁预制梁运至吊装处后，通过两辆爬行起重机起吊，一辆的起重能力为250吨（前景），另一辆的起重能力为450吨（背景），先吊离运梁小车，然后前移，将梁吊装就位。图2.2.19运输预制梁吊装至盖梁上，搁置在橡胶支座上，并用销钉销住以防止偏离，这需要有相当的精度，而且起重机操作工人和施工工人之间要配合的相当默契图2.2.20吊装到位当另一片梁吊装就位后，在这相邻的两片梁之间安装临时风撑，以确保其在暴风雨中的稳定。图2.2.21安装临时风撑(2)跨墩龙门吊架梁对于桥梁高度不大，孔数较多，沿桥墩两侧铺设轨道不困难的情况，可以采用跨墩龙门吊车来架梁。除了吊车行走轨道外，在其内侧尚应铺设运梁轨道，或者设便道用拖车运梁。梁运到后，用龙门吊起吊、横移，并安装在预定位置。一孔架设完成后，吊车前移，再架设下一孔。河滩上如有浅水，可在水中填筑临时路堤，水较深时可修建临时便桥，在临时路堤或便桥上铺设轨道，供龙门吊行走本法属于陆地架设法，其优点是架设安装速度较快，不需要特别复杂的技术工艺，作业人员较少，河滩无水时也较经济。但龙门吊机的设备费用较高，尤其是桥