大跨度连续刚构桥施工关键技术研究

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① 水箱法:浇筑混凝土前先在水箱中注入相当于混凝
土重量的水,在混凝土浇筑中逐渐放水,使挂篮负荷 和挠度基本不变。
② 浇筑混凝土时根据混凝土重量变化,随时调整吊带
高度。
③ 将底模梁支承在千斤顶上,浇筑混凝土时,随混凝
土重量的变化千斤顶,抵消挠度变形。
(4)合拢段施工
合拢段施工时通常采
展而来的。
它不仅发挥了预应力混凝土结构 的受力特点,更使得悬臂施工技术
在预应力混凝土梁式桥中的应用得 到了新的推广与创新。
因此也可以说,连续刚构桥是在
预应力技术和悬臂施工的基础上产 生发展起来的。
T形刚构桥
连续刚构桥
一、连续—刚构桥的简介
连续-刚构由于结构良好的整体刚 度、便捷的悬臂施工技术,以及良 好的经济性,广泛应用于公路和铁 路桥梁中。 特别是高速公路的迅速发展对桥 梁行车平顺舒适性的要求越来越高, 使得连续-刚构桥得到了迅猛发展。
大跨度连续刚构桥 施工关键技术
王根会 教授、博导
兰 州 交 通 大 学
二零一一年八月
主讲内容
连续—刚构桥的简介
连续—刚构桥的主要受力特点
连续—刚构桥的施工关键技术
连续—刚构桥施工过程中的质量控制
连续—刚构桥的施工监控
一、连续—刚构桥的简介
连续-刚构桥属于梁式桥的范畴。 连续刚构桥是从T构和连续梁发
接缝混凝土质量不符合设计要求,一方面是拌和质量 较差,另一方面是现场振捣质量较差,混凝土松散、 离析较为普遍。
预应力结构张拉、锚固、压浆控制不严,滑丝、压浆
不满或漏压现象。
混凝土养护,拆模时间,养护条件。
4.2突出问题——预应力施工质量
预应力筋的滑丝和断丝
金属波纹管孔道漏浆 曲线孔道竖向位置偏差 曲线孔道灌浆不密实 预应力张拉控制
在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重 (或称压重),加配重要依桥轴线对称加裁,按浇筑重 量分级卸载。如采用多跨一次合拢的施工方案,也应 先在边跨合拢,同时需经大量计算,进行工艺设计和 设备系统的优化组合。
4、连续—刚构桥施工过程中的质量控制
4.1施工时易出现的质量问题
钢筋施工:保护层厚度控制较差,钢筋下料尤其是主
用吊架或支架。
特殊情况时,也可在
挂篮上合拢,即先拆 除一个挂篮,用另一 个挂篮走行跨过合拢 段至另一端悬臂施工 梁段上,形成合拢段 施工支架。
在合拢段施工过程中,由于昼夜温差影响,现浇混凝
土的早期收缩、水化热影响,已完成梁段混凝土的收 缩、徐变影响,结构体系的转换及施工荷载等因素影 响,因此,需采取必要措施,以保证合拢段的质量。
合拢段施工 关键技术
1)合拢段长度选择。合拢段长度在满足施工操作要求
的前提下,应尽量缩短,一般在2.0m左右。(设计确 定)
2)合拢温度选择。一般宜在当地年平均气低温合拢,
合拢后应用草袋等覆盖,并加强接头混凝土养护,使 混凝土早期结硬过程中处于升温受压状态。
3)合拢段混凝土选择。混凝土中宜加入减水剂、早
挂篮行走及灌筑梁段混凝土时的稳定系数,均不应小于1.5。
5)挂篮的安装
挂蓝组拼后,应全面检查安装质量,并做载重试验,以测
定其各部位的变形量,并设法消除其永久变形。 挂篮拼装时应对称进行。
挂篮行走时,须在挂篮尾部压平衡重,以防倾覆。浇筑混
凝土梁段时,必须在挂篮尾部将挂篮与梁进行锚固。
6)消除后浇混凝土引起挂篮变形的措施
筋尺寸误差较大,钢筋焊接焊缝不饱满、焊缝长度不 够、个别用错焊条型号等。
结构物沉降缝或变形缝不能按照图纸或设计进行施工,
结构物不均匀变形裂缝时常出现。
预埋钢筋或预埋件位置准确性较差,梁板间铰缝钢筋
不能按图施工。
混凝土施工跑模漏浆现象难于杜绝。混凝土振捣不规
范,过震、欠振现象较为普遍。
混凝土湿接缝处理不规范,混凝土界面凿毛处理较差,
3)挂篮设计荷载
① 模板重力:包括侧模、内模、底模和端模等各部件
重力。 ② 箱梁梁段重力按最重梁段控制挂篮设计。 ③ 挂篮自重。 ④ 平衡重重力。 ⑤ 振捣器重力及振动力。 ⑦ 千斤顶及油泵重力。 ⑧ 施工人员重力。
4)挂篮的验算
挂篮按照钢结构设计必须满足必要的构造要求。 挂篮满足施工荷载下的强度、刚度和稳定性。


方法。 悬臂施工法-指梁部施工从桥中间墩处开始、按对称方式 逐步接长并悬出梁段至合龙的施工方法。 悬臂灌注法和悬臂拼装法 悬臂灌注法-接长方式是采用挂篮等设备,在桥位处就地 灌注混凝土,待混凝土达到一定强度后,张拉力筋,前移 挂篮,继续下一梁段的施工,直至合龙。 悬臂拼装法-接长方式是采用吊机等设备,吊装预先制成 的梁段块件,张拉力筋,前移吊机,继续下一梁段的施工。
(1)悬臂施工时挠度控制
刚构桥悬臂时的挠度包括:
由恒载、活载、预应力及混凝土徐变所产生的刚构悬
臂梁本身的挠度; 挂篮、时变温度和施工临时荷载引起的挠度;
由不对称恒载、活载及风荷载引起刚构墩柱变形和刚
构基础变形所产生的悬臂梁挠度。 通常采用有限元方法进行数值模拟。
连 续 刚 构 施 工 挠 度 示 例
二、连续—刚构桥的受力特点
2.1 总体受力特点
总体而言,连续-刚构的基本力学特点是: 恒载、活载负弯矩的卸载作用基本与连续梁接近; 桥墩参加受弯作用,使主梁弯矩进一步减小; 弯矩图面积小,跨越能力大,在小跨径时梁高较低;
超静定次数高,对常年温差、基础变形、日照温均较 敏感.
均布荷载q
的特点,将跨中正弯矩转移为支点负弯矩,使桥梁跨 越能力提高,并适合变截面桥梁的施工。
悬臂施工用的悬拼吊机或挂篮设备可重复使用,施工
费用较省,可降低工程造价。
施工中存在体系转换
体系转换:指桥梁结构在最终形成
之前,曾经历过以不同的结构体系 (如简支、悬臂、连续等)承受当 时作用在其上的恒载(指结构自重、 徐变影响等)的各施工阶段。 若施工中存在体系转换,则按最终 体系计算得到的结构恒载产生的内 力和变形,就不同于按各阶段的体 系计算得到的恒载内力和变形的叠 加值。 也就是说,施工方法不同,结构各 施工阶段的恒载内力和变形也不同。
第4块砼浇注
第4块预应力张拉
第5块砼浇注
第5块预应力张拉
桥面铺装后
恒载效应
预应力
混凝土徐变
预拱度的设置
(2)悬臂混凝土浇注
1.挂篮就位后,安装并校正模板吊架,此时应对浇筑预留
梁段混凝土进行抛高,以使施工完成的桥梁符合设计标高。 抛高值包括施工期结构挠度,因挂篮重力和临时支承释放 时支座产生的压缩变形等。 2.模扳安装应核准中心位置及标高,模板与前一段混凝 土面应平整密贴。如上一节段施工后出现中线或高程误差 需要调整时,应在模扳安装时予以调整。 3.安装预应力预留管道时,应与前一段预留管道接头严 密对准,并用胶布包贴,防止灰浆渗入管道。管道四周应 布置足够定位钢筋,确保预图管道位置正确,线形和顺。 4.浇筑混凝土时,可以从前端开始,应尽量对称平衡浇 筑。浇筑时应加强振捣,并注意对预应力预留管道的保护。
(1)悬臂施工的关键程序
基本程序
悬臂施工形成T构 各T构及边跨端部梁
段之间的合龙 三跨连续刚构桥例 支架浇注边梁直线段 T构 设备(挂篮或吊机) 边跨合龙 中跨合龙
(2)悬臂施工的主要特点
预应力混凝土连续刚构桥采用悬臂施工时需进行体系
转换。
桥跨间不需搭设支架,施工不影响桥下通航或行车。 多孔桥跨结构可同时多处悬臂施工,施工进度快。 悬臂施工法充分利用预应力混凝土承受负弯矩能力强
目前,世界上已建的大跨度连续—刚构桥统计情况:
一、连续—刚构桥的简介
目前,我省修建的大跨度连续刚构桥数量较少。 随着我省高速公路的发展,修建连续-刚构桥,必将
推动甘肃省桥梁建设事业的大跨度发展。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
柳忠路天水路黄河大桥
西长凤泾河特大桥
泾河特大桥位于泾川县窑店乡练范村川里组与宁县 长庆桥镇长庆桥村之间的泾河上,横跨长武塬(泾川 县南塬东部边缘)、泾河河谷及董志塬边缘。跨径组 成为(35+4×50)m +(87+5×162+87)m+(4×50) m+(2×50)m+(30+2×35)m+(2×35+30)m,全 长1726m。 泾河特大桥由主桥和引桥两部分组成。主桥采用 (87+5×162+87)m七跨预应力混凝土变截面刚构- 连续箱梁,在6、11号墩墩顶设置支座,在7~10号墩墩 顶采用刚构体系。桥面高度约85m。
3.2 悬臂浇注关键技术问题
(1)挠度控制(预拱度)
(2)混凝土浇注 (3)挂篮设计和施工 (4)合龙施工技术
(1)悬臂施工时挠度控制
悬拼施工过程中所产生的挠度,涉及到梁体自重、预
应力、混凝土徐变、施工荷载等的作用。
鉴于施工挠度与许多不确定因素有关(例如各段混凝土
间材料性能、温度、湿度以及养护等方面的差异、各 段的工期也很难准确估计),并出于施工中荷载的随时 间变化以及梁体截面组成也随施工进程中预应力筋的 增多而发生变化等等,故要精确计算施工挠度是非常 困难的。
双薄壁墩身将较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度结为一体, 利用薄壁高墩大的抗弯刚度保持桥面的平整,利用其小的 的抗推刚度来适应桥梁的水平变位。
挪威的连续刚构 86+202+298+125m
三、连续—刚构桥的施工关键技术
3.1 施工过程解析
大跨度连续-刚构桥通常应用其结构优点而采用悬臂施工
——由于预应力对结构影响较大,应严格控制预应力施 工质量。
4.3 施工中需特别关注的几个问题
桥梁施工过程体系转换问题
桥梁施工过程影响因素 施工中临时结构的安全问题 箱梁裂缝及原因
(1)施工过程的体系转换
施工必须按照设计预定的程序进行; 施工前应制定较严格的施工过程——施工步骤,节段
2.2 受力的优点
连续刚构桥墩梁固结,施工方便,免去大型支座的安装及 使用维护的费用,最大限度地应用平衡悬臂施工方法;
采用箱型截面,提供了较大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗 扭刚度,满足成桥抗弯、施工中的抗弯和抗扭等需求; 它利用较高的薄壁墩的柔度来适应结构由温度、混凝土收 缩徐变和预应力引起的位移,能满足特大跨径桥梁的设计 要求;
悬臂灌筑法节段施工流程
模板安装 钢筋绑扎 混凝土浇注
挂篮前移就位
混凝土浇注及养护
预应力管道预留 养护
主要流程
预应力张拉
穿束 张拉 压浆
挂篮前移就位
(3)挂篮设计与施工
1)选择挂篮形式主要考虑结构简单、
自重轻、受力明确、变形较小、行走 安全、装拆方便等方面因素。在一般 情况下,尽量选择本单位现有设备、 达到保证施工质量,加速施工进度, 投资较省的目的。 2)挂篮横断面布置,一般取决于桥 梁宽度和箱梁横断面形式,当桥梁横 断面为单箱时,全断面用一个挂篮施 工;当桥梁横断而为双箱时,一般采 用两个挂监分别施工,最后在桥面板 处用现浇混凝土连接。
强剂,以便及早达到设计要求强度,及时张拉预应力 束筋,防止合拢段混凝土出现裂缝。
4)合拢段采用临时锁定措施,采用劲性型钢或预制
的温凝土柱安装在合拢段上下部作支撑,然后张拉部 分预应力束筋,待合拢段混凝土达到要求强度后,张 拉其余预应力束筋,最后再拆除临时锁定装置。
5)为保证合拢段施工时温凝土始终处于稳定状态,
施工时间;
根据制定的施工过程,计算各阶段的立模标高,并对
5.为提高混凝土早期强度,以加快施工速度,在设计混凝
土配合比时,一般加入早强剂或减水剂。混凝土梁段浇筑 一般5~7天一个周期。为防止混凝土出现过大的收缩、徐 变,应在配合比设计时按规范要求控制水泥用量。 6.梁段拆模后,应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理, 以加强接头混凝土的连接。 7.箱梁梁段混凝土浇筑,一般采用一次浇筑法,在箱梁顶 板中部留一窗口,混凝土由窗口注人箱内,再分布到底模 上。当箱梁断面较大时,考虑梁段混凝土数量较多,每个 节段可分二次浇筑,先浇筑底板到肋板倒角以上,待底板 混凝土达到一定强度后,再支内模,浇筑肋板上段和顶扳。 其接缝按施工缝要求进行处理。 8.箱梁梁段分次浇筑混凝土时,为了不使后浇混凝土的重 力引起挂篮变形,导致先浇混凝土开裂,要有消除后浇混 凝土引起挂篮变形的措施。
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