桥梁施工- 课件 5-连续梁（刚构）桥构造与施工

2023/12/12第5章

连续梁（刚构）桥构造与施工2023/12/12一、连续梁桥施工方法分类二、连续梁桥构造三、悬臂施工技术四、预制拼装施工技术五、顶推施工技术六、转体施工技术连续梁桥施工方法分类12023/12/12341、连续梁桥施工方法分类连续体系梁桥的最大特点是，桥跨结构上除了有承受正弯矩的截面以外，还有能承受负弯矩的支点截面，这也是它们与简支梁体系的最大差别。因此，它们的施工方式与简支梁大不相同。目前所用的施工方法大致可分为四类：

（1）逐孔施工法。又可分为支架法施工和移动模架施工两种。

（2）悬臂施工法。将每一跨结构划分成若干个节段，采用悬臂浇筑或者悬臂拼装（预制节段）两种方法逐段地接长，然后进行体系转换。51、连续梁桥施工方法分类

（3）顶推施工法。在桥的一岸或两岸开辟预制场地，分节段的预制梁身，并用纵向预应力筋将各节段连成整体，然后应用水平液压千斤顶施力，将梁段向对岸推边。若依顶推施力的方法又可分为单点顶推和多点顶推两类。（4）转体施工法。指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转体就位的一种施工法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法。61、连续梁桥施工方法分类逐孔施工法：支架法施工71、连续梁桥施工方法分类81、连续梁桥施工方法分类逐孔施工法：移动模架施工移动模架施工法是使用移动式的脚手架和装配式的模板，在桥上逐孔浇筑施工。它像一座设在桥孔上的活动预制场，随着施工进程不断移动连续现浇施工。1—已完成的梁2—导梁3—承重梁4—模架5—后端横梁和悬吊台车6—前端横梁和支承台车7—墩支承托架8—墩台留槽91、连续梁桥施工方法分类101、连续梁桥施工方法分类悬臂施工法：悬臂浇筑法悬臂浇筑法一般采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称地向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土，待混凝土达到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一节段的施工。1—底模架

2、3、4—悬吊系统

5—承重结构

6—行走系统

7—平衡重

8—锚固系统

9—工作平台111、连续梁桥施工方法分类121、连续梁桥施工方法分类悬臂施工法：悬臂拼装法悬臂拼装法是将预制好的梁段，用驳船运到桥墩的两侧，然后通过悬臂梁上（先建好的梁段）的一对起吊机械，对称吊装梁段，待就位后再施加预应力，如此下去，逐渐接长。131、连续梁桥施工方法分类141、连续梁桥施工方法分类顶推施工法只在一岸桥台处设置制作场地和顶推设备的称单向单点顶推；为了加快施工进度，也可在河两岸的桥台处设置制作场地和顶推设备，从两岸向河中顶推，这样的方法称为双向单点顶推；在每个墩台上设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中的顶推力分散到各墩上。151、连续梁桥施工方法分类161、连续梁桥施工方法分类转体施工法171、连续梁桥施工方法分类连续梁桥构造22023/12/1218192、连续梁桥构造普通钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥的经济跨径分别为20m和40m左右，当跨径超出此范围时，跨中恒载弯矩和活载弯矩将会迅速增大，从而导致梁的截面尺寸和自重显著增加，这样不但因材料耗用量大而不经济，并且也由于很大的安装重量给装配式施工造成很大的困难。因此，为了降低材料用量指标，对于较大跨径的桥梁，宜采用能减小跨中弯矩值的其它体系桥梁。202、连续梁桥构造随着交通运输特别是高等级公路的迅速发展，对行车平顺舒适提出了更高的要求。而多伸缩缝的悬臂梁桥和T型刚构桥难以满足这个要求，超静定结构连续梁桥以其结构刚度大、变形小、伸缩缝少和行车平稳舒适等突出优点而得到了迅速的发展。普通钢筋混凝土连续梁桥的适用跨径在15m～30m之间，当跨径进一步增大时，结构自重产生的弯矩迅速增大，难以避免混凝土开裂，于是广泛采用预应力混凝土连续梁桥。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。212、连续梁桥构造预应力混凝土连续梁桥：等截面连续梁桥力学特点：除了按简支—连续法施工的连续梁桥，超静定结构的连续梁在恒载和活载作用下，支点截面负弯矩一般比跨中截面正弯矩大，但跨径不大时这个差值不是很大，可以考虑采用等截面形式，并采取一定的构造措施予以调节，从而简化了主梁的构造。222、连续梁桥构造等截面连续梁一般适应以下情况：1）桥梁一般采用中等跨径，以40～60m为宜（国外也有达到80m跨径者）。这样可以使主梁构造简单，施工快捷。2）立面布置以等跨径为宜，也可以采用不等跨布置。3）适应于有支架施工、逐孔架设施工、移动模架施工及顶推法施工。232、连续梁桥构造预应力混凝土连续梁桥：变截面连续梁桥力学特点：当连续梁的主跨跨径接近或大于70m时，若主梁仍采用等截面布置，在恒载和活载作用下，主梁支点截面的负弯矩将比跨中截面的正弯矩大得多，从受力上讲就显得不太合理，且不经济，这时，采用变截面连续梁桥更符合受力要求，高度变化基本上与内力变化相适应。242、连续梁桥构造252、连续梁桥构造连续钢构桥：等截面连续梁桥预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥。大跨度连续刚构桥结构的受力特点主要为：梁体连续，墩、梁、基础三者固结为一个整体共同受力。在恒载作用下，连续刚构桥与连续梁桥的跨中弯矩和竖向位移基本一致，但在采用双肢薄壁墩的连续刚构桥（图5-15a）中，墩顶截面的恒载负弯矩要较相同跨径连续梁桥的小；其次，由于墩梁固结和共同参与工作，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁的要小，因而可以降低跨中区域的梁高，并使恒载内力进一步降低。因此，连续刚构桥的主跨径可以比连续梁桥的设计得大一些。262、连续梁桥构造构造特点：1）主梁。连续刚构桥的主梁在纵桥向大都采用不等跨变截面的结构布置形式，以适应主梁内力的变化。

2）主梁截面高度。大跨连续刚构桥主梁一般采用箱形截面，箱梁根部截面的高跨比一般为1/16～1/20，其中大部分为1/18左右，也有少数桥梁达到或低于1/20。3）墩身尺寸。大跨度连续刚构桥的桥墩不仅应满足施工、运营等各阶段支承上部结构重量和稳定性等方面的要求，而且桥墩的柔度应适应由于温度变化、混凝土收缩、徐变以及制动力等因素引起的水平位移，以尽量减小这些因素对结构产生的次内力。272、连续梁桥构造282、连续梁桥构造悬臂施工技术32023/12/1229303、悬臂施工技术悬臂施工技术根据施工方法的不同可以分为悬臂浇筑施工技术和悬臂拼装施工技术两类。悬臂浇筑施工技术是在桥墩两侧利用挂篮对称浇筑混凝土，待混凝土达到张拉强度后张拉预应力筋，而后移动挂篮继续下一段的悬臂浇筑施工。悬臂拼装施工技术是利用吊机或临时支架将预制梁体在桥墩两侧对称拼装，然后在接缝处梁体两侧填涂接缝胶并张拉预应力钢筋，而后继续下一节段拼装。313、悬臂施工技术悬臂浇筑施工步骤第一步：完成下部墩台身施工并预埋临时固结钢筋，安装临时支座，永久支座。第二步：支架法浇筑主墩上方0#块梁段。323、悬臂施工技术第三步：安装T构悬臂浇筑挂篮，并拆除0#块现浇支架。第四步：悬臂浇筑T构梁段，支架法浇筑边跨现浇梁段。333、悬臂施工技术第五步：利用边跨悬浇挂篮浇筑边跨合龙段。第六步：拆除边跨现浇段支架。343、悬臂施工技术第七步：拆除临时支座，安装配重水箱，浇筑中跨合龙段。第八步：拆除挂篮，切除临时固结钢筋，完成体系转换。353、悬臂施工技术边跨现浇段施工技术边跨支架浇注部分为连续箱梁的两个边跨配重梁段，与一般支架法浇筑工艺基本相同。边跨现浇段模板支撑架的结构形式根据桥梁所处地址水文条件、桥跨条件和墩身高度情况决定，近年来主要有落地式支撑架、高吊架和挂篮悬浇等三种结构形式。支架搭设完成后应对支架进行预压。边跨现浇段梁体混凝土一般采用一次浇筑成型。边跨现浇段施工时应重点对边跨支架施工进行控制；边跨支架若采用扣碗式满堂脚手支架，应预防边墩基坑回填范围土体受压沉降和承载力下降等问题；同时支架应与墩身、梁段、边墩应进行锁定，避免现浇段梁体因温差内力产生蛹动位移导致坍塌事故。冬季施工时应注意防冻、排水等。363、悬臂施工技术挂篮悬臂浇筑梁段连续梁悬臂浇筑主要工作步骤有：施工准备→挂篮安装和预压→挂篮调整→绑扎底板、腹板钢筋并安装预应力波纹管→安装内模及端模板→绑扎顶板钢筋、并安装预应力波纹管→复测立模标高并调整挂篮→浇筑悬浇梁段混凝土并养护→拆除侧模板及端模板，端截面凿毛，穿钢绞线→张拉纵向预应力钢筋→卸落侧模板和底模板→挂篮前移，孔道压浆→张拉横向、竖向预应力钢筋。预制拼装施工技术42023/12/1237384、预制拼装施工技术预制节段拼装工艺是将梁体分为若干节段，在工厂预制后运至桥位进行组拼，通过施加预应力将节段整体拼装成桥的施工工艺。上世纪六十年代早期，欧洲首先出现了现今称为节段预制的混凝土箱梁。七十年代，该方法传到美洲，并取得了较好的经济和美学效果，从而逐渐推广到世界各地，成为中等跨径箱梁的一种。基本施工方法，由于是工厂预制，不需要搭设支架，对现场干扰小，梁体外观质量好，对城市高架桥梁尤为适合394、预制拼装施工技术预制节段拼装施工技术的优点是：（1）施工中对交通及环境影响小。（2）节段重量轻、尺寸小，运输方便；拼装施工速度快。（3）场制混凝土，质量容易控制。（4）可大大降低安装及成桥后混凝土收缩徐变。（5）合适体外预应力，可减小梁断面尺寸、提高材料使用效率。（6）几何形状控制得当，可以大大提高混凝土结构的美观性。404、预制拼装施工技术缺点是：（1）工程施工前期投入较大，主要包括预制场地建设、运输设备、架梁设备等。（2）由于节段之间以干接缝联结，如处理不好的话，不能有效地防止大气中的水分和酸性成分渗入，结构的耐久性差。同时，材料特别是预应力钢筋不能充分发挥其抗拉性能，梁体材料指标偏高，经济指标高。（3）施工工序复杂，施工工艺要求高，技术难度大。（4）施工的总体组织、协调的工作难度较大。414、预制拼装施工技术预制场的设置节段预制场的规划，攸关节段生产的效率。一般在设计阶段就应规划出预制场的位置，避免施工时场地的迁移，所以需注意用地的确定和取得。对预制场地的位置、地质情况和运输路线需要进行认真的评估，以便确定对工期和交通干扰的影响程度。为了控制台座的沉降量和非弹性变形，台座地基及基础必须坚实、整体连续。为了节省节段的运输时间与费用，理想的预制场地应在工地附近。减少预制梁段转运至存梁场增加运输和二次转运节本。也可通过水路运至桥位。424、预制拼装施工技术434、预制拼装施工技术模板工程预制拼装施工技术模板要求重复利用次数多，因此模板结构要具有足够的刚度、强度和稳定性，在承受新浇筑混凝土的重力、侧压力及施工中可能产生的各项荷载时，能保证梁体各部位设计形状、尺寸和相互间位置正确。模板的要求：（1）刚度大。（2）尺寸精准。（3）位置固定。（4）机械化作业程度高。节段预制时，应对其预制线形进行控制，使成桥后的线形符合设计要求。节段预制的测量控制宜采用专用线形控制软件进行。444、预制拼装施工技术454、预制拼装施工技术钢筋工程钢筋工程施工要求及注意事项和前述施工技术基本一致。预制拼装节段梁体的钢筋通常在专用胎架上制成整体骨架后，吊入模板内进行安装；吊装整体骨架时应设置吊架，吊点的布置应合理，通常采用多点起吊，避免钢筋骨架变形。对预埋件的安装和预留孔的设置，应采用定位钢筋将其准确固定；当有体外预应力钢束转向器时，其安装必须准确可靠。464、预制拼装施工技术混凝土工程混凝土工程施工要求及注意事项和前述施工技术基本一致。节段梁体预制混凝土的性能应符合设计要求的弹性模量、收缩和徐变等性能的要求。节段预制混凝土应根据环境温度、水泥品种、外加剂、施工进度及对混凝土性能的要求等制订养护方案，总体养护时间不宜少于14d，对节段的外立面混凝土宜采用喷湿或其它适宜的方式进行养护。节段的脱模时间应符合设计规定；设计未规定时，应在混凝土强度达到设计强度等级的75%后方可脱模并拆除。在脱模、拆除或移动节段时，应采取措施防止损伤节段混凝土的棱角和剪力键。模板拆除后应及时对节段进行检查验收，测量其外形尺寸，并标出梁高及纵横轴线。节段预制施工质量应符合下表规定。474、预制拼装施工技术表

节段预制施工质量标准项目规定值或允许偏差/mm混凝土抗压强度/MPa在合格标准内表面平整度/（mm/2m）5长度/mm+0，-2断面尺寸/mm宽度+5，-0高度±5壁厚+5，-0轴线偏移量/mm纵轴线5横隔梁轴线5预埋件支座板、锚垫板等预埋钢板位置10高程±5平面高差5螺栓、钢筋等位置10外露尺寸±10预留孔吊孔位置5预应力孔道位置位置节段端部10孔径+3，-0484、预制拼装施工技术架设施工作业预制拼装架设方法可以分为平衡悬臂法、逐孔架设法和悬臂拼装法。平衡悬臂法是目前比较常用的预制节段安装法。该方法是以一个桥墩为中心，对称顺序拼装节段。每一节段与前面的已装节段达成一体，自我平衡，并作为下一节段的拼装基础。对于每个施工步骤，悬臂结构通过张拉设置在箱梁节段中的预应力钢束来确保其安全和稳定。节段的吊装则可通过桥面支承吊机、导梁或地面起重机进行。悬臂施工的主要优点能最大程度地减少手架的使用，从而节约桥下空间。十分适合拥挤市区内高架道路的施工，因为那里要求在施工时不得中断交通/航运。494、预制拼装施工技术顶推施工技术52023/12/1250515、顶推施工技术顶推法施工技术主要用于中等跨度的预应力混凝土连续梁桥和钢箱梁桥，其梁体一般在桥头路堤上分节段现浇或焊接拼装，然后依靠千斤顶使其在滑轨上顶推纵向移动就位。该方法是在拖拉法基础上发展起来的，其特点是不需要大量的支架和大型机械设备，工程质量容易控制，边预制边顶推占用场地少，冬季防寒简便，施工不受季节影响；缺点是仅能适用于等高度的梁桥，桥上线路应为直线或等半径曲线。525、顶推施工技术顶推施工步骤第1步：收回竖向千斤顶，将梁体落到支承滑块上。第2步：水平千斤顶推动滑块和梁体纵向移动。535、顶推施工技术第3步：竖向千斤顶将梁体顶起5～10mm，使梁体脱离滑块。第4步：收回水平千斤顶和滑块，然后返回第1步，直至梁体顶推到位。545、顶推施工技术顶推施工纠偏曲线梁体在走行过程中会因为单个行程行走线路为直线，每个行程均会有一定偏差，同时操作上的精度问题可能会产生走偏，所以在顶推的行进过程中采取了主纠偏方式和辅助纠偏的办法克服梁体跑偏。主纠偏方法主要采取微调滑道的办法，给滑道每个行程或每3个行程进行微调整，使滑道尽量保持在走行轨迹的割线上，让梁体自行转弯按照曲线行走。梁体走偏后，可以以计算为依据，适当使滑道向反方向偏移，在后面的几个行程中纠偏过来。顶推前在侧面垫石上用膨胀螺栓固定一根竖向槽钢作为立柱，在立柱上焊接一个螺帽作为微调顶丝，在需要调整的时候，正反拎动螺杆，滑道将左右移动方向，滑道左右移动后，会使千斤顶与梁体夹角变化，从而进行纠偏。555、顶推施工技术565、顶推施工技术顶推法施工技术：导梁和临时墩设置导梁与梁体连接处的刚度应协调，预埋件的连接强度应满足梁体顶推时的受力要求，导梁前段的最大挠度应不大于设计规定。导梁全部节间的拼装应平整，其中线的允许偏差应不大于5mm，纵、横向底面高程的允许偏差应为±5mm。桥跨中间设有临时墩时，其施工技术要求应符合设计规定和施工技术规范的要求。梁体顶推施工完成并落位到永久支座上后，应及时将其拆除。575、顶推施工技术顶推法施工技术：顶推装置安装顶推装置安装前，需将顶、底板束张拉压浆完毕，此时，在临时墩和永久墩的墩顶，首先，将竖向千斤顶安装好，连接好泵站及控制系统，全部竖向千斤顶安装完成后，每个千斤顶起升接触梁体，然后同时起升各竖向千斤顶，此时支架与底模已经卸去力量，然后对千斤顶进行防回落保护顶推水平千斤顶及滑块。其次，安装顶推装置，首先将滑道调整好，坡度与设计相一致，要求坡顶与坡底高差与理论值比较不大于1mm，然后对滑道底与墩顶之间的空隙进行灌浆处理，灌浆完成后再次检查坡顶与坡底高差是否与理论值相一致。全部检查合格后方可拧紧滑道固定螺栓。585