学习情境7 钢筋混凝土拱桥施工.ppt
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1、学习情境学习情境7 钢筋混凝土拱桥施工钢筋混凝土拱桥施工1工作任务任务1.认识拱桥;任务2.拱桥的浇筑施工;任务3.装配式拱桥施工。任务4.转体法施工2学习目标 1.叙述拱桥的主拱圈构造和拱上建筑构造;2.叙述拱桥各组成部分的概念、术语;3.叙述拱架构造和和各部分概念和术语;4.知道混凝土拱桥就地浇筑和拱上建筑浇 筑、悬臂拱桥浇筑方法;5.知道装配式拱桥构件的预制、运输与堆放,起吊与吊装方法;6.知道拱桥平面转体、竖向转体转动体系构造3任务描述 认知拱桥的结构和分类叙述拱各组成部分的概念和术语 熟悉拱桥的就地浇筑式施工方法熟悉装配式梁桥构件的预制、运输与堆放,起吊与吊装方法4任务任务1 认识拱
2、桥认识拱桥 5一、主拱圈结构一、主拱圈结构1.板拱桥2.肋拱桥3.箱形拱桥4.双曲拱桥5.钢管混凝土拱桥6.劲性骨架混凝土拱桥61.板拱桥板拱桥图7-1-1主拱圈截面形式(a)板拱;(b)板肋拱;(c)肋拱;(d)双曲拱;(e)箱形拱;(f)钢管混凝土拱;(g)劲性骨架混凝土拱71.板拱桥板拱桥82.肋拱桥肋拱桥93.箱形拱桥箱形拱桥104.双曲拱桥双曲拱桥 115.钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥126.劲性骨架混凝土拱桥劲性骨架混凝土拱桥13二、拱上建筑结构二、拱上建筑结构1、实腹式拱上建筑 实腹式拱上建筑构造简单,施工方便,填料数量较多,恒载较重,所以一般用于小跨径的拱桥。实腹式拱上建筑由拱
3、腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管以及桥面系组成 2.空腹式拱上建筑 大、中跨径的拱桥,特别是当矢高较大时,应以空腹式拱上建筑为宜。空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑相同的构造外,还具有腹孔和腹孔墩。14 空腹拱 实腹拱 15二、拱上建筑结构二、拱上建筑结构图7-1-2实腹式拱上建筑构造(尺寸单位:cm)16二、拱上建筑结构二、拱上建筑结构图7-1-3拱式拱上建筑(a)带实腹段的空拱腹;(b)全空腹拱17二、拱上建筑结构二、拱上建筑结构图7-1-4梁式空腹式拱上建筑(a)简支腹拱;(b)连续腹拱;(c)框架式腹拱18二、拱上建筑结构二、拱上建筑结构万县长江大桥19任务2 拱桥的浇筑施工
4、 拱桥施工总体上可分为有支架施工和无支架 施工两大类。有支架施工常用于砖、石和混 凝土预制块拱桥的砌筑施工以及混凝土拱圈的浇筑施工,而无支架施工主要用于肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、桁架拱桥和钢管混凝土拱桥等。当拱桥的跨径不大、拱圈净高较小或孔数不多时,可以采用就地浇筑方法来进行拱圈施工。就地浇筑方法可分为两种,即拱架浇筑法和悬臂浇筑法。20一、拱一、拱 架架 拱架是拱桥有支架施工必不可少的辅助结构,在整个施工期间,用以支承全部或部分拱圈和拱上建筑的重量,并保证拱圈的形状符合设计要求。因此,要求拱架具有足够的强度、刚度和稳定性。211拱架的结构类型拱架的结构类型 拱架的种类很多,按其使用材料可分
5、为木拱架、钢拱架、扣件式钢管拱架、斜拉式贝雷平梁拱架、竹拱架、竹木混合拱架、钢木组合拱架以及土牛胎拱架等多种形式;按结构形式可分为排架式、撑架式、扇形式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉式等。221)木拱架)木拱架 木拱架一般有排架式、撑架式、扇形式、叠桁式及木桁架式等。前四种在桥孔中间设有或多或少的支架,统称满布式拱架,最后一种可采用三铰木桁架形式,在桥孔中完全不设支架。2324(1)满布立柱式拱架满布立柱式拱架 图7-2-1 满布立柱式拱架 1-弓形木;2-立柱;3-斜撑;4-卸架设备;5-水平拉杆;6-斜夹木;7-水平夹木;8-桩木25(2)撑架式木拱架撑架式木拱架 图7-2-2撑架式木拱架
6、26(3)三铰桁式木拱架三铰桁式木拱架 三铰桁式木拱架272)钢拱架与钢木组合拱架)钢拱架与钢木组合拱架 钢木组合拱架是在木支架上用工字钢梁代替木斜梁,以加大斜梁的跨度,减少支架用量。工字钢梁顶面可用垫木垫成拱模弧形线。钢木组合拱架的支架常采用框架式工字梁活用钢拱架,构造简单,拼装方便,且可重复使用,其构造形式见图7-2-5。它适用于施工期间需保持通航、墩台较高、河水较深或地质条件较差的桥孔。282)钢拱架与钢木组合拱架)钢拱架与钢木组合拱架图7-2-4钢木组合拱架 图7-2-5工字梁活用钢拱架292)钢拱架与钢木组合拱架)钢拱架与钢木组合拱架30(2)钢桁架拱架钢桁架拱架 钢桁架拱架的结构类
7、型通常有常备拼装式桁架形拱架、装配式公路钢桁架节段拼装式拱架、万能杆件拼装式拱架、装配式公路钢桁架和万能杆件桁架与木拱盔组合的钢木组合拱架。图7-2-6常备拼装式桁架拱架 图7-2-7装配式公路钢桁架节段拼装式拱架 31(3)扣件式钢管拱架扣件式钢管拱架 扣件式钢管拱架一般有满堂式、预留孔满堂式及立柱式扇形等几种。扣件式钢管拱架一般不分支架和拱盔部分,它是一个空间框架结构,一般由立柱(立杆)、小横杆(顺水流向)、大横杆(涵桥轴向)、剪刀撑、斜撑、扣件和缆风索等组成,所有杆件(钢管)通过各种不同形式的扣件实现联结,不需设置卸落拱架 32(3)扣件式钢管拱架扣件式钢管拱架33(3)扣件式钢管拱架扣
8、件式钢管拱架34(3)扣件式钢管拱架扣件式钢管拱架35二、拱圈模板二、拱圈模板1.板拱模板 板拱拱圈模板(底模)厚度应根据弧形木或横梁间距的大小来确定。一般有横梁的底模板厚度为45cm,直接搁在弧形木上时为67cm。有横梁时为使顺向放置的模板与拱圈内弧形圆顺一致,可预先将木板压弯。石砌板拱拱圈的模板,应在拱顶处预留一定空间,以便于拱架的拆卸。模板顶面高程误差不应大于计算跨径的l/1000,且不应超过3cm。36二、拱圈模板二、拱圈模板2肋拱拱肋模板。拱肋模板其底模与混凝土或钢筋混凝土板拱拱圈底模基本相同。拱肋侧面模板,一般应预先按样板分段制作,然后拼装在底模上,并用拉木、螺栓拉杆及斜撑等固定。
9、拱肋间的横撑模板与上述侧模构造基本相同,处于拱轴线较陡位置时,可用斜撑支撑在底模板上。372肋拱拱肋模板肋拱拱肋模板38三、混凝土拱桥就地浇筑三、混凝土拱桥就地浇筑39 1.施工程序施工程序 现浇混凝土拱桥施工工序一般分3阶段进行:第l 阶段,浇筑拱圈(或拱肋)及拱上立柱的底座;第2阶段,浇筑拱上立柱、联结系及横梁等;第3阶段,浇筑桥面系。前一阶段的混凝土达到设计强度的75以上才能浇筑后一阶段的混凝土。拱架则在第2阶段或第3阶段混凝土浇筑前拆除,但必须事先对拆除拱架后拱圈的稳定性进行验算。若设计文件对拆除拱架另有规定,应按设计文件执行。402.拱圈或拱肋的浇筑拱圈或拱肋的浇筑 41 1)浇筑流
10、程浇筑流程 满堂式拱架浇筑流程为:支架设计基础处理拼设支架安装模板安装钢筋浇筑混凝土养护拆模拆除支架。满堂式拱架宜采用钢管脚手架、万能杆件拼设;模板可以采用组合钢模、木模等。42 1)浇筑流程浇筑流程 拱式拱架浇筑流程为:钢结构拱架设计拼设拱架安装模板安装钢筋浇筑混凝土养护拆模拆除拱架。拱式拱架一般采用六四式军用梁(三角架)、贝雷架拼设。432)连续浇筑连续浇筑 跨径小于16m的拱圈(或拱肋)混凝土,应按拱圈全宽度,自两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑,并在拱脚处混凝土初凝前全部完成。如预计不能在限定时间内完成,则需在拱脚处预留一个隔缝并最后浇筑隔缝混凝土。薄壳拱的壳体混凝土,一般从四周向中央进行浇
11、筑。442)连续浇筑连续浇筑453)分段浇筑分段浇筑 大跨径拱桥的拱圈或拱肋(跨径16m),为避免拱架变形而产生裂缝以及减小混凝土的收缩应力,应采用分段浇筑的施工方法。分段长度一般为615m。分段长度应以能使拱架受力对称、均匀和变形小为原则,拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架结点、拱顶及拱脚处,满堂式拱架宜设置在拱顶L/4部位、拱脚及拱架节点等处。各段的接缝面应与拱轴线垂直。463)分段浇筑分段浇筑 分段浇筑程序应符合设计要求,且对称于拱顶进行,使拱架变形保持对称均匀和尽可能地小。填充间隔缝混凝土,应由两拱脚向拱顶对称进行。拱顶及两拱脚间隔缝应在最后封拱时浇筑,间隔缝与拱段的接触面应事先按施
12、工缝进行处理。间隔缝的位置应避开横撑、隔板、吊杆及刚架节点等处。间隔缝的宽度以便于施工操作和钢筋连接为宜,一般为5100cm。间隔缝混凝土应在拱圈分段混凝土强度达到75设计强度后进行;为缩短拱圈合龙和拱架拆除的时间,间隔缝内的混凝土强度可采用比拱圈高一等级的半干硬性混凝土。473)分段浇筑分段浇筑484)箱形截面拱圈箱形截面拱圈(或拱肋或拱肋)浇筑浇筑 大跨径拱桥一般采用箱形截面的拱圈(或拱肋),为减轻拱架负担,一般采取分环、分段的浇筑方法。分段的方法与上述相同。分环的方法一般是分成2环或3环。分2环时,先分段浇筑底板(第1环),然后分段浇筑肋墙、隔墙与顶板(第2环);分3环时,先分段浇筑底板
13、(第1环),然后分段浇筑肋墙脚(第2环),最后分段浇筑顶板(第3环)。分环分段浇筑时,可采取分环填充间隔缝合龙和全拱完成后最后一次填充间隔缝合龙两种不同的合龙方法。图7-2-10为箱形截面拱圈采用分环分段浇筑的施工程序。49堆载预压堆载预压50拱圈钢筋绑扎拱圈钢筋绑扎51图7-2-10箱形截面拱圈分环分段浇筑的施工程序示意图(单位:cm)52拱圈砼浇注拱圈砼浇注53拱圈模板安装拱圈模板安装54 3.卸拱架卸拱架 1)卸架设备 (1)砂筒 (2)千斤顶 (3)木模2)卸架程序(1)满布式拱架的卸落(2)工字梁活用钢拱架的卸落(3)钢桁架拱架的卸落。5556 四、拱上建筑浇筑四、拱上建筑浇筑 拱上
14、建筑施工,应对称均衡地进行。施工中浇筑的程序和混凝土数量应符合设计要求。在拱上建筑施工过程中,应对拱圈的内力和变形及墩台的位移进行观测和控制。主拱圈拱背以上的结构物称为拱上建筑,它主要有横墙座、横墙、横墙帽或立柱座、立柱、盖梁、腹拣圈或梁(板)、侧墙、拱上结构伸缩缝及变形缝、护拱、拱上防水层、拱腔填料、泄水管、桥面铺装、栏杆系等。57施工工序施工工序1.伸缩缝及变形缝的施工2.拱上防水设施3.拱圈排水处理4.拱背填充5859桥面施工60五、拱桥的悬臂浇筑施工五、拱桥的悬臂浇筑施工 国外在拱桥就地浇筑施工中,多采用悬国外在拱桥就地浇筑施工中,多采用悬臂浇筑法。以下介绍塔架斜拉索法和斜吊臂浇筑法。
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