【铁路实务】陈士甲 教材精讲班教案 18-第4章-4.2-桥梁梁部施工（三）

4.2桥梁梁部施工4.2.3钢桁梁施工钢梁的主要施工方法有：拖拉法、悬拼法和浮运法。一、施工机具的配置（一）装卸用机械主要包括各种规格、性能的汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、轨道起重机、龙门起重机、塔式起重机等。（二）拼装用起重机对于地面膺架拼装，可选用自行式起重机、轨道起重机、龙门起重机等。悬臂拼装，可选用DK型双臂拼梁起重机、东风型拼梁起重机、浮船起重机或缆索起重机。（三）顶升及水平顶推机械常用的设备主要有各种规格的螺旋千斤顶、油压千斤顶、分离式油压千斤顶、长行程千斤顶、穿心式千斤顶及扁形千斤顶等。（四）卷扬机具各种型号的卷扬机、滑车。（五）运输及其他机具在工地倒运或送往梁上的简易工具，一般采用茨尼小车、专用运梁台车、铁路平车或载重汽车等。其他机具包括工地供电、供水、供风、现场栓焊、喷砂、涂装枕木刻槽等附属机械。二、悬臂拼装钢梁1.全悬臂拼装全悬臂组拼工作由桥孔一端悬拼到另一端，为减少悬臂长度，通常在另一侧桥墩旁边设置附着式托架。此种方法适用于河深、流急、河中不易设置临时支墩的桥梁。2.半悬臂拼装（一个或多个临时支墩）3.中间合龙悬臂拼装中间合龙悬臂拼装方法适用于桥梁跨度较大的情况，自桥跨两端相向拼装，在跨间适当位置合龙。4.平衡悬臂拼装从桥孔中的某个桥墩开始，按左右两侧重量大体平衡的原则，同时对称向左右两个方向悬臂拼装，为确保施工过程中钢梁的稳定性，通常在墩顶预埋锚杆或桥墩两侧建立临时托架，以平衡施工中的不平衡弯矩。（二）悬臂拼装钢梁施工要点1.平衡梁施工方法在引桥或路基上拼装平衡梁，应从与主梁相连的端节点开始，自桥头向桥后拼装。当用第一孔钢梁在膺架或支墩上拼装主梁作为悬拼第二孔的平衡梁时，膺架顶面高程应能使第一孔钢梁半悬臂拼装时，前端挠度不得低于前方桥墩支点顶面；（三）悬臂拼装墩顶布置要点1.悬臂拼装过程中，应由节点中心永久（或临时）支座支承钢梁。在节点中心周围布置带有辊轴或四氟板和千斤顶的临时支座作为保险，当用以调整钢梁高程和纵横移梁时，应以中心支座作为保险，但不得将钢梁支撑在带千斤顶的临时支座上悬臂安装。顶落梁或纵横移梁不得与拼装同时进行。2.施工过程中，每孔或每联钢梁必须设置一处固定支座。（抵消水平外力）三、浮运架设钢梁（一）浮运架设钢梁的方法1.纵移浮运：钢梁沿着与河岸垂直的码头纵向拖拉上船，然后浮运就位。2.横移浮运：在岸边建两座与河道垂直并伸入河中的码头，将钢梁沿码头横移至码头端部，浮船驶入两码头间，托起钢梁，浮运就位。3.半浮运、半横移：钢梁一端由浮船承托，一端沿平行岸边的膺架滑道，边浮运边横移使钢梁就位，此法用于靠岸边的第一孔架梁。4.浮拖法：与纵移浮运法相似，钢梁由正线轨道纵向移出，浮船在桥孔中托梁，边浮边拖使梁就位。（二）浮运架设钢梁施工要点1.浮船的隔舱应做水压试验。对船体加固部位应全面检查，确认合格后方可使用。2.浮船进入桥孔时，钢梁底面应高于支座顶面20～30cm；浮船退出桥孔时，浮船上塔架顶面应低于梁底10～30cm（加算风浪影响后），在潮汐河流地区，应掌握涨落潮的时间。3.浮运前应对所经过的浮运航道全部进行探测，并清除障碍物。船体最大吃水深时，船底应高于河床600mm。4.浮运时，在桥址上游2km左右、下游1km左右应设置控制航道信号及监视哨，也可联系航道管理部门，派船监视巡逻和监督执行封航要求。5.浮运前应向当地或中心气象台、水文站联系，了解浮运期内的气象与水情预报。浮运（包括浮拖）工作，宜在风力不大于5级、流速不大于设计值和水位涨落预报不超过设计范围时进行。四、拖拉法架设钢梁拖拉架梁一般用于中等跨度（40~60m）钢梁的架设（一）拖拉架梁的施工工序拼装路基支墩、墩台顶面支墩和桥孔内支墩→钢梁组拼→拼装前导梁→钢梁拖拉、纠偏→钢梁就位→顶梁→拆临时支垛→安装支座→落梁就位→安装附属设备→铺设桥面→油漆。4.2.4特殊梁型施工一、钢-混凝土结合梁施工钢-混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。（一）结合梁施工流程钢-混凝土连续结合梁施工流程为：施工准备→钢梁安装→焊接剪力连接器→安装桥面板模板→安装钢筋、预埋件→浇筑正弯矩区段混凝土→顶起中间支点钢梁→浇筑负弯矩区段混凝土→落低中间支点钢梁、安装支座→施工桥面防水层、保护层及附属设施→涂装钢梁及附属设施钢结构面漆。通过支点顶升法施加预压应力，可以有效地抵抗负弯矩区产生的拉应力，减少裂缝的产生和扩展，提高桥梁的整体性能和安全性1.钢梁安装（1）钢板梁和钢箱梁安装前的准备工作①安装前应对临时支架、支承、起重机等临时结构和钢梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算。②钢梁安装前，应按照发送清单核对进场的构件、零件，查验产品出厂合格证及材料的质量证明书，同时应准备杆件预拼和起吊单元的重量、重心位置等资料。（2）钢梁吊装施工要求①使用两台起重机吊装钢梁时，应设专人指挥，钢梁两端应同步起落，两端高差不得大于30cm。②吊装钢梁应正确选择和使用吊具，钢丝绳与钢梁接触处应采取隔垫措施，保护钢梁不受损伤。二、拱桥施工（一）拱桥的分类1.拱桥分类按照拱上建筑的形式可以分为：实腹式拱桥及空腹式拱桥、组合体系式拱桥。实腹式拱桥：优点是刚度比较大，构造简单,施工方便；缺点是随着桥梁跨径的增大，拱桥的自重迅速加大，无法做成较大跨径的拱桥。一般用在跨径较小的拱桥中，常用跨径为一般用在跨径较小的拱桥中，常用跨径为20~30m。。空腹式拱桥：是指拱圈和主梁之间用立柱支撑。其优点是较实腹式拱桥轻巧，节省材料，外形美观，还有助于泄洪；缺点是施工工序较多，受力较复杂。一般用在大跨径的桥梁中。组合体系式拱桥：由拱和梁组成主要承重结构的拱桥。通常用钢筋混凝土或钢结构建造。兼有实腹式拱桥和空腹式拱桥的优点，跨越能力较大。一般用在大、中跨度的桥梁中。2.按照桥面的位置可分为：上承式拱桥（用跨度大桥）、中承式拱桥（用地基差的桥）、下承式拱桥。上承式拱桥：桥面系设置在拱圈之上的拱桥。优点是桥面系构造简单，拱圈与墩台的宽度较小，桥上视野开阔，施工方便；缺点是桥梁的建筑高度高。一般用在跨度较大的桥梁。下承式拱桥：桥面系设置在拱圈之下的拱桥。优点是桥梁建筑高度很小；缺点是构造复杂，拱肋施工麻烦。一般用于地基差的桥位上（推力由系杆承受）。中承式拱桥：桥面系设置在拱肋中部的拱桥。优点是建筑高度较小，引道较短；缺点是桥梁宽度大，构造较复杂，施工也较麻烦。3.按照建筑材料的不同可分为：石拱桥、混凝土拱桥、钢拱桥。石拱桥、混凝土拱桥：一般用于小跨径桥梁。钢拱桥：适用于大跨度桥梁中。（二）下承式系杆拱桥先梁后拱施工方法钢管混凝土系杆拱桥，当采用先梁后拱法施工时，其施工方法是：系梁采用满布支架施工→拱肋钢管在系梁上搭设支架安装。→拱肋无收缩混凝土采用顶升法对称泵送灌注→安装并张拉吊杆→张拉系梁剩余预应力筋→拆除系梁支架→进行桥面施工。1.系梁施工（1）系梁支架施工（钢管桩+分配梁+贝雷梁）（2）系梁梁体施工系梁混凝土按底板、腹板、顶板分层浇筑，一次连续灌注成型，由中间向两端推进，分层厚度不大于30cm。同一断面腹板混凝土的下料和振捣须对称，同步进行振捣，以避免在混凝土振捣过程中造成内模偏位，影响结构尺寸。系梁混凝土强度达到设计要求的强度后，首先张拉第一批纵向预应力束。张拉前先拆除侧模，并将支座及墩顶部位的底模拆除，以减少模板与梁体之间的摩阻力，保证纵向预应力有效施加于梁体。预应力束张拉以张拉控制为主，伸长量应进行校核，确保在误差控制规范范围以内。张拉完毕后及时进行割丝、压浆、封端等工序。2.钢管拱施工（1）拱肋钢管加工拱肋在工厂分段制造，采用分段吊装上桥的方法安装。（2）拱部支架施工（3）钢管拱吊装施工拱肋支架架设后,用吊机将钢管拱吊装至拱架上焊接成拱，并按从拱脚到拱顶的顺序拼装钢管拱节段，最后进行合龙段的架设施工。（确保拱结构稳定性、控制变形）每一节段准确就位后，接口临时锁固，在支墩上完成拱肋的空中焊接。合龙段焊接选择在一天中气温最低时进行。3.吊杆的安装和张拉吊杆安装采用人工配合汽车式起重机进行安装作业。吊杆的安装应按顺序左右对称依次进行。在拱肋混凝土强度达到设计要求后，采用千斤顶在吊杆底部单端张拉，按设计顺序将对称的吊杆同时张拉至初始应力后锚固。吊杆安装张拉完成后，张拉系梁第二批纵向剩余预应力索→拆除系梁支架→再次对吊杆预应力进行张拉调整→吊杆终张拉完毕后施工台背混凝土，进行桥面系及其他桥上附属设施施工。三、斜拉桥斜拉桥分为预应力混凝土斜拉桥、钢斜拉桥、钢-混凝土叠合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥、吊拉组合斜拉桥等。混合梁斜拉桥：主跨的梁体为钢梁,边跨（或伸入主跨一部分）的梁体为混凝土梁。（一）斜拉桥的总体布置1.跨径布置主要有三种类型（1）双塔三跨式。目前应用最广泛的跨径布置方式。（2）独塔双跨式。主孔跨径一般比双塔三跨式小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥。（3）多塔多跨式。多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海峡上。双塔三跨式2.拉索布置拉索布置分为空间上的布置与索面内的布置。（1）拉索索面在空间可布置成单索面和双索面，而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面。（2）拉索在索面内的布置形式主要有以下三种：辐射形（拉索量小）、竖琴形（拉索量大）及扇形（采用最多的一种索形）。（二）索塔施工的技术要求1.裸塔施工宜用爬模法，横梁较多的高塔，宜采用劲性骨架挂模提升法。2.索塔横梁施工时应根据其结构、重量及支撑高度，设置可靠的模板和支撑系统。要考虑弹性和非弹性变形、支撑下沉、温差及日照的影响，必要时，应设支承千斤顶调控。体积过大的横梁可分两次浇筑。3.索塔混凝土现浇，应选用输送泵施工，超过一台泵的工作高度时，允许接力泵送，但必须做好接力储料斗的设置，并尽量降低接力站台高度。（三）斜拉桥主梁施工的技术要求斜拉桥主梁施工方法与梁式桥基本相同，大体上可分为顶推法、平转法、支架法和悬臂法。4.2.5桥面附属设施挡砟墙、电缆槽竖墙、接触网支柱基础、遮板、栏杆（挡板）、电缆槽盖板、声（风）屏障基础、人行道、避车台、吊篮、围栏、桥面伸缩装置、防落梁挡块、桥面排水设施等桥面附属设施的材料、结构尺寸和位置应符合设计要求。梁端部竖墙布置1.挡砟墙、竖墙、接触网支柱基础拆模时混凝土强度宜达到设计值的50%，拆模后应加强成品保护，防止磕碰损伤。2.人行道、避车台、吊篮、围栏人行道及栏杆在梁的活动端应按设计要求断开，不得影响桥梁伸缩。3.伸缩缝、防落梁挡块伸缩缝防水橡胶条应在库房存放，环境温度应在-15~35℃范围内，产品远离热源1m以上，离地面0.3m以上，严禁与酸、碱、有机溶剂接触。【小试牛刀】后张法预应力混凝土T形梁施工，预应力筋的张拉应以应力控制为主，伸长值作为校核，顶塞锚固后，测量两端伸长量之和不得超过计算值的（）。A.±3% B.±4%C.±5% D.±6%答案：D解析：预应力筋的张拉应以应力控制为主，伸长值作为校核，顶塞锚固后，测量两端伸长量之和不得超过计算值的±6%。【小试牛刀】铁路连续梁顶推法施工中，梁体制造长度应考虑预应力混凝土（）的影响，并及时调整。A.弹性压缩、收缩、徐变B.弹性压缩、收缩、挠度C.非弹性压缩、收缩、挠度D.非弹性压缩、收缩、徐变答案：A解析：铁路连续梁顶推法施工中，梁体制造长度应考虑预应力混凝土弹性压缩、收缩、徐变的影响，并及时调整。【小试牛刀】拖拉架梁一般用于（）钢梁的架设，就施工方法上大体可分为纵拖和横移两类。A.小跨度B.中等跨度C.大跨度D.超大跨度答案：B解析：拖拉架梁一般用于中等跨度钢梁的架设，就施工方法上大体可分为纵拖和横移两类。【小试牛刀】某客运专线桥梁上部结构形式为32m整体箱梁，下列位置最适合选定为预制梁场的是（）。A.标段起点远离桥群的山地B.桥群重心不远的干枯河床C.人口密集村庄附近的稻田D.新建线路红线内车站位置答案：D解析：箱梁场宜布置在新建线路红线内车站位置。【小试牛刀】运梁车装箱梁启动起步应缓慢平稳，严禁突然加速或急刹车，重载运行速度控制在（）。A.5km/h以内，曲线、坡道地段应严格控制在3km/h以B.5km/h以内，曲线、坡道地段应严格控制在8km/h以C.10km/h以内，曲线、坡道地段应严格控制在3km/h内D.10km/h以内，曲线、坡道地段应严格控制在8km/h内答案：A解析：运梁车装箱梁启动起步应缓慢平稳，严禁突然加速或急刹车，重载运行速度控制在5km/h以内，曲线、坡道地段应严格控制在3km/h以内。【小试牛刀】预应力混凝土悬臂梁、连续梁、刚构、斜拉桥等结构都可采用（）施工方法。A.膺架法B.拖拉法C.悬浇法D.浮运法答案：C解析：预应力混凝土悬臂梁、连续梁、刚构、斜拉桥等结构都可采用悬浇法施工方法。【小试牛刀】组合体系拱桥的主要承重结构是（）。A.拱和吊杆B.拱和梁C.梁和吊杆D.梁和立柱答案：B解析：组合体系拱桥由拱和梁组成主要承重结构的拱桥。通常用钢筋混凝土或钢结构建造。兼有实腹式拱桥和空腹式拱桥的优点，跨越能力较大。【小试牛刀】顶推法施工在发生下列（）情况下要停止施工。A.梁段偏离较大B.导梁杆件变形、螺栓松动C.导梁与梁体连接有松动和变形D.牵引拉杆变形E.桥墩（临时墩）发生极小变形答案：ABCD解析：预E选项临时墩变形要超过计算值才停工。【小试牛刀】在下列（）情况下严禁架梁。A.架桥机卷扬和走行系统的制动设备机身稳定设备失灵B.架梁人员未经培训C.气候恶劣妨碍眺望操作，或夜间照明不足，影响安全作业D.桥头路基或线路未按规程进行处理E.在运输、装卸过程中，梁表面受到损伤但已整修完