6.1 概述、6.2桥梁常备式结构与施工设备 课件(共39张PPT)

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6.1 概述、6.2桥梁常备式结构与施工设备 课件(共39张PPT)

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第一节 概述
桥梁施工应包括:
选择施工方法,进行必要的施工验算,选择或设计、制作施工机具设备,选购与运输建筑材料,安排水、电、动力、生活设施以及施工计划,组织与管理等方面的事务。
一、施工与设计的关系
二、施工与工程造价
三、桥梁施工与组织管理
第六章 桥梁结构工程
桥梁施工与设计有着十分密切的关系,特别对于体系复杂的桥梁,往往不能一次按图完成结构施工,如连续梁桥的施工常需要经历若干次结构体系的转换。
在考虑设计方案时,要考虑施工的可能性、经济性与合理性,在技术设计中要计算施工各阶段的强度(应力)、变形和稳定性,桥梁设计要同时满足施工阶段与营运阶段的各项要求。在施工中校核与验证设计的准确性,形成设计与施工互相配合、相互约束、不断发展的关系。
施工与设计的关系
桥梁结构的施工应忠实地按设计要求完成。在施工之前,施工人员需要对设计图纸、说明书、工程预算和施工计划,主要施工阶段的强度、应力、挠度等有关文件和图纸进行详细地研究,掌握设计的内容与要求,进行必要的复算,按照设计要求处理施工方法的一些细节,编制施工计划、购置施工设备和材料。
桥梁设计时,必须根据实际情况确定施工方法和步骤。由于设计与施工的不可分割关系,在我国当前的工程招标中,很多部门已经实行设计单位与施工单位结合起来作为一个投标实体,互相合作共同制定投标方案。
施工与工程造价
近年来,在国内外的桥梁工程中,材料费用比例有所下降,而施工费用和劳动力的工资所占的比例上升,特别对于特大跨径和结构比较复杂的桥梁更是如此。
我国的桥梁施工费用近些年来施工费用上升的相当可观。
桥梁施工费用的主要因素:构件制作费、架设费用和工期。
桥梁设计中要充分考虑结构是否便于制作和架设,要制定周密的施工计划,以缩短工期,减少施工管理费用,降低桥梁造价。
我国近年来建造的某些预应力混凝土斜拉桥,在相应的施工总造价上要比其他类型桥梁的经济指标高,其原因主要在于施工技术和施工管理方面。
缩短工期、尽早通车所带来的经济效益和社会效益越来越受到重视。
我国当前桥梁施工中的主要问题:
1) 提高施工队伍的素质,要培养一批技术熟练、应变能力强的施工技术专业人员;
2) 提高施工机械化的程度,做到机具设备配套,达到机具使用的较高效率;
3) 组织专业化施工,使技术力量、机具设备得到充分的利用;
4) 加强施工的科学管理,使工程质量、施工期限、工程造价处于最优状态。
桥梁施工与组织管理
项目管理上实施了项目法人责任制、招标投标制、工程监理制和合同管理制。
管理的目标要求在施工中进行投资控制、质量控制和进度控制。
按照合同要求,并以经济合同为纽带,以提高工程管理水平为目标,使建设方、施工方及监理方形成相互制约、相互协作、互相促进的建设项目管理运行体制。
桥梁施工主要是指桥梁的施工技术。在桥梁初步设计时就应确定工程的基本施工方法;在工程施工中,结合已有的机具设备和施工能力,制定各施工阶段的施工程序和施工文件。
组织管理是制定周密的施工计划,确保在规定的工期内优质、安全地完成设计图纸所要求的工程内容。
桥梁工程的组织管理内容:
(一)确认工程项目,进行现场布置和施工准备
(二)制定工程进度计划
(三)安排人事劳务计划
(四)临时设施计划
(五)机具设备使用计划
(六)材料及运输计划
(七)工程财务管理
(八)安全、质量与卫生管理
桥梁结构施工方法选择
总体上分:现场浇筑法 预制安装法
(1)固定支架就地浇筑法
(2) 悬臂施工法
(3)转体施工法
(4)顶推法施工
(5)移动模架逐孔施工法
(6)横移法施工
(7)提升与浮运施工
(一)就地浇筑法
就地浇筑法是在桥位处搭设支架,在支架上浇筑桥体混凝土,达到强度后拆除模板、支架。
优点: 无需预制场地,
不需要大型起吊、运输设备,
梁体的主筋可不中断,桥梁整体性好。
缺点: 工期长,施工质量不容易控制;
预应力混凝士梁由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失较大;
施工中的支架、模板耗用量大,施工费用高;
支架影响排洪、通航,施工时可能受到洪水和漂流物威胁。
(二)预制安装法 在预制工厂或在运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作,然后采用一定的架设方法进行安装。预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装,分预制、运输和安装三部分。
主要特点:
1) 有利于确保构件的质量和尺寸精度,机械化施工;
2) 上下部结构可以平行作业,因而可缩短现场工期;
3) 能有效利用劳动力,并由此而降低了工程造价;
4) 由于施工速度快,可适用于紧急施工工程;
5) 将构件预制后由于要存放一段时间,因此在安装时已有一定龄期,可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。
(1)固定支架就地浇筑法
就地浇筑法是在桥位处搭设支架,在支架上浇筑桥体混凝土,达到强度后拆除模板、支架。
就地浇筑法施工无需预制场地,而且不需要大型起吊、运输设备,梁体的主筋可不中断,桥梁的整体性好。
缺点:主要是工期长,施工质量不容易控制;对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大;施工中的支架模板耗用量大,施工费用高;搭设支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。
(2)悬臂施工法
悬臂施工法是从桥墩开始,两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。
悬臂浇筑施工 悬臂拼装施工
主要特点:
1)桥梁在施工过程中产生负弯矩,桥墩也要承受由施工而产生的弯矩,因此悬臂施工宜在营运状态的结构受力与施工阶段的受力状态比较接近的桥梁中选用,如预应力混凝土T型刚构桥、变截面连续梁桥和斜拉桥等;
2)非墩梁固接的预应力混凝土梁桥,采用悬臂施工时应采取措施,使墩、梁临时固结,因而在施工过程中有结构体系转换;
3)采用悬臂施工的机具设备种类很多,就挂篮而言,也有桁架式、斜拉式等多种型式,可根据实际情况选用;
4)悬臂浇筑施工简便,结构整体性好,施工中可不断调整位置,常在跨径大于l00m的桥梁上选用;
悬臂拼装法施工速度快,桥梁上、下部结构可平行作业,但施工精度要求比较高,可在跨径l00m以下的大桥中选用;
5)悬臂施工法可不用或少用支架,不影响通航或桥下交通。
(3)转体施工法
转体施工是将桥梁构件先在桥位处岸边(或路边及适当位置)进行预制,待混凝土达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。转体施工其静力组合不变,它的支座位置就是施工时的旋转支承和旋转轴,桥梁完工后,按设计要求改变支承情况。转体施工可分为平转、竖转和平竖结合的转体施工。
转体施工的主要特点:
1)可以利用地形,方便预制构件;
2)施工期间不断航,不影响桥下交通,并可在跨越通车线路上进行桥梁施工;
3)施工设备少,装置简单,容易制作并便于掌握;
4)节省木材,节省施工用料。采用转体施工与缆索无支架施工比较,可节省木材80%,节省施工用钢60%;
5)减少高空作业,施工工序简单,施工迅速;当主要结构先期合拢后,给以后施工带来方便;
6)转体施工适合于单跨和三跨桥梁,可在深水、峡谷中建桥采用,同时也适应在乎原区以及用于城市跨线桥;
7)大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益,转体重量轻型化、多种工艺综合利用,是大跨及特大跨桥施工有力的竞争方案。
(4)顶推法施工
顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地,分节段预制,并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体,然后通过水平千斤顶施力,将梁体向前顶推出预制场地。
施工的特点:
1)顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁,施工费用低,施工平稳无噪声,可在水深、山谷和高桥墩上采用,也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用;
2)主梁分段预制,连续作业,结构整体性好;由于不需要大型起重设备,所以施工节段的长度一般可取用10m~20m;
3)桥梁节段固定在一个场地预制,便于施工管理改善施工条件,避免高空作业。同时,模板、设备可多次周转使用,在正常情况下,节段的预制周期7d~l0d。
4)顶推施工时,梁的受力状态变化很大,施工阶段梁的受力状态与营运时期的受力状态差别较大,因此在粱截面设计和布索时要同时满足施工与营运的要求,由此而造成用钢量较高;在施工时也可采取加设临时墩、设置前导梁和其他措施,用以减小施工内力;
5)顶推法宜在等截面梁上使用,当桥梁跨径过大时,选用等截面梁会造成材料用量的不经济,也增加施工难度,因此以中等跨径的桥梁为宜,桥梁的总长也以500m~600m为宜。
(5)移动模架逐孔施工法
逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁中的一种施工方法,它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工,直到对岸。
施工的主要特点.
1) 不需设地面支架,不影响通航和桥下交通,施工安全、可靠;
2)有良好的施工环境,保证施工质量,一套模架可多次周转使用,具有在预制场生产的优点;
3)机械化、自动化程度高,节省劳力,降低劳动强度,上下部结构可以平行作业,缩短工期;
4)通常每一施工梁段的长度取用一孔梁长,接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位。
5)移动模架设备投资大,施工准备和操作都较复杂;
6)移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50m的多跨长桥上使用。
(6) 横移法施工
横移施工是在拟待安置结构的位置旁预制该结构物,并横向移运该结构物,将它安置在规定的位置上。
主要特点:
在整个操作期间与该结构有关的支座位置保持不变,即没有改变梁的结构体系。在横向移动期间,临时支座需要支承该结构的施工重量。
横向位移施工多用于正常通车线路上的桥梁工程的换梁。为尽量减少交通的中断时间,可在原桥位旁预制并横移施工。
横移施工也可与其他施工方法配合使用。
横移施工多采用卷扬机、液压装置并配以千斤顶进行。由于混凝土桥具有较大的自重,横移法施工常在钢桥上使用。
(7) 提升与浮运施工
采用竖向运动施工就位的方法。提升施工是在未来安置结构物下方的地面上预制该结构并把它提升就位。浮运施工是将桥梁在岸上预制,通过大型浮船移运至桥位,利用船的上下起落安装就位的方法。
采用该法的要求是:
1)在该结构下面需要有一个适宜的地面;
2)被提升结构下的地面要有一定的承载力;
3)拥有一台支承在一定基础上的提升设备
4)该结构应该是平衡的,至少在提升操作期是平衡的;
5)采用浮运法要有一系列的大型浮运设备。
施工方法的选择
需要充分考虑桥位的地形、环境、安装方法的安全性、经济性、施工速度等。
设计时就要对桥位条件进行详细的调查,掌握现场的地理环境、地质条件及气象条件。这些条件除作为选择施工方法的依据外,同时也涉及到设计方案的考虑、桥跨及结构形式的选定。
桥梁的类型、跨径、施工的技术水平、机具设备条件也是相当重要的因素。
虽然桥梁的施工方法很多,但对于不同的桥梁类型,在特定的条件下可以使用。
(一)使用条件:桥梁的类型、使用跨径、墩高、梁下空间的限制、平面场地的限制、桥墩的形状等。
(二)施工条件
第二节 桥梁的常备式结构与常用主要施工设备
1 概 述
2 桥梁的常备式结构
3 桥梁施工主要起重机具设备
4 混凝土施工设备
5 预应力张拉技术与设备
第六章 桥梁结构工程
1、概述
施工设备和机具是桥梁施工技术中的一个重要课题,施工设备和机具的优劣往往决定了桥梁施工技术的先进与否。
桥梁施工技术的发展,也要求各种施工设备和机具不断进行更新和改造,以适应施工技术的发展。
现代大型桥梁施工设备和机具主要有:
1.各种常备式结构,例如万能杆件、贝雷梁等;
2.各种起重机具设备,例如千斤顶、吊机等;
3.混凝土施工设备,如拌和机、输送泵、振捣设备等;
4.预应力锚具及张拉设备,例如各类张拉千斤顶、钢丝镦头设备、各类锚夹具。
桥梁施工用的设备和机具门类品种繁多,故在进行施工组织和规划时,常常要根据具体的施工对象、工期、劳力分布等情况,合理地选用和安排各种机具设备。
施工设备选用的正确与否,也是保证桥梁施工能否安全进行的一个重要条件。
2 常备式结构
一、钢板桩
二、钢管脚手架
三、拼装式常备模板
四、万能杆件
五、贝雷梁
1、 钢板桩
在开挖深基坑和在水中进行桥梁墩台的基础施工时,为了抵御坑壁的土压力和水压力,必须采用钢板桩,有时需做成钢板桩围堰。
2、钢管脚手架
3、拼装式模板
4、万能杆件
钢制万能杆件可以组拼成桁架、墩架、塔架和龙门架等形式,以作为桥梁墩台、索塔的施工脚手架,或作为吊车主梁以安装各种预制构件。必要时还可以作为临时的桥梁墩台和桁架。
万能杆件拆装容易,运输方便,利用率高,可大量节省辅助结构所需木料、劳动力和工期,因此适用范围较广。
万能杆件的类型有铁道部门生产的甲型(称M型),乙型(称N型)和西安筑路机械厂生产的乙型(称西乙型)。
介绍西乙型的构造和有关技术资料。
乙型万能杆件共有大小构件24种。其中杆件及拼接用的角钢零件9种,节点板9种,缀片2种,支承靴1种,普通螺栓2种。
用万能杆件组拼成桁架时,其高度可为2m、4m、6m及以上。当高度为2m时,腹杆为三角形;当高度为4m时,腹杆为菱形;高度超过6m时,则可做成多斜杆的形式。
5、贝雷梁
由预制的节段式钢桁行架片拼接而成的桥梁。原用作军用,每一行架片形式相同,通过销钉或螺栓可迅速接长,还可拼 成多层,多列,适用于不同长度及载重,现在也普遍用于民用临时性建筑上和支架。我国在稍做改进后称之为常备钢梁,但习惯上仍称做贝雷梁。
贝雷现有进口与国产两种规格。
国产贝雷其桁节用16锰钢,销子用铬锰钛钢,插销用弹簧钢制造,焊条用T505X型,桥面板和护轮木用松木或杉木,材料的容许应力按基本应力提高 30%,个别钢质杆件超过上述规定时,不得超过其屈服点的85%。
龙门架
1.单梁式架桥机 DJ型单导梁架桥机
GT40/140型单导梁架铺机
主要为胜利型130t架桥铺轨机(SL—130)。
1)该机有以下几个特点
①机械化程度较高,本身设有自动行驶的动力装置,能架桥、铺轨两用,使用操作较安全方便。它的最大起吊能力为130t。
②轴重小,能自动行驶上桥对位。架桥机不需吊梁运行,因此,桥头路基不需特殊加固和使用超轴车压道。
③机臂能作水平摆动,并可在隧道口架梁。
④能吊铺桥上25m长的轨排及上渣工作。
⑤除端门架和支柱需拆卸外,其余基本上不需要解体运输,整体组装和拆卸均较简单,不需其它超重机械帮助。
2.双梁式架桥机 JSB贝雷桁架双导梁架桥机 JSH型双导梁架桥机
(以红旗-130型架桥机为例)
1)架桥机的构造
主要有台车、机身、机臂、前端门架与前支柱、后端门架与后支柱、吊梁桁车及发电室几部分组成。
2)架桥机的特点
①吊梁桁车可直接由运梁平车上起吊梁,不需换装。
②架梁时,因吊梁桁车可横向移动,因此,每片梁均能一次就位,而不需要人工在墩台上移梁。
③机臂能水平转动,可在250m半径的曲线上架桥。
④架桥机最大高度为5.976m,最大宽度(不包括人行道)为3.82m,因此,可在隧道口和隧道内架桥。
⑤机臂前后两端均能架梁,架桥机不需转向。

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