混凝土梁拱的支架現(xiàn)澆圖文PPT課件

1、5.1 概 述 現(xiàn)場澆注施工是一種古老的施工方法，它是在橋孔位置搭設(shè)支架，并在支架上安裝模板，綁扎及安裝鋼筋骨架，預(yù)留孔道，并在現(xiàn)場澆注混凝土與施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架，以前一般僅在小跨徑橋或交通不便的邊遠地區(qū)采用。隨著橋跨結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，出現(xiàn)了一些變寬的異形橋、彎橋等復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)，加之近年來臨時鋼構(gòu)件和萬能桿件系統(tǒng)的大量應(yīng)用，在其它施工方法都比較困難時，或經(jīng)過比較，施工方便、費用較低時，也常在中、大跨徑橋梁中采用現(xiàn)場澆注的施工方法。第1頁/共38頁 現(xiàn)澆施工方法有以下幾個特點 1、橋梁的整體性好，施工平穩(wěn)、可靠，不需大型起重設(shè)備； 2、施工中無體系轉(zhuǎn)換； 3、預(yù)應(yīng)

2、力混凝土連續(xù)梁橋可以采用強大預(yù)應(yīng)力體系，使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡化，方便施工； 4、需要使用大量施工支架，跨河橋梁搭設(shè)支架影響河道的通航和排洪，施工期間支架可能受到洪水和漂浮物的威脅； 5、施工工期長，費用高，需要有較大的施工場地，施工管理復(fù)雜。5.1 概 述第2頁/共38頁5.2 支架與拱架施工技術(shù)一、基礎(chǔ)處理 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工，撓度控制極為重要，對基礎(chǔ)處理要求較高，對于橋位地質(zhì)復(fù)雜的情況，地基承載力達不到設(shè)計要求，為保證設(shè)計允許的沉降量， 必須認真作好基礎(chǔ)處理。 （一）處理范圍 現(xiàn)澆支架平面投影范圍并兩邊各加寬1m以內(nèi)的場地。 （二）處理方法 這里只研究普通路段(不包括：溝渠、漁塘、軟土、沼澤、

3、江河等)，首先做試驗，驗證地基承載力。 第3頁/共38頁1、對于普通路段處理的方法主要有三種： 1)白灰土處理； 2)砂礫、碎石等材料處理； 3)澆筑一層低標號混凝土。 2、對于承臺基坑要認真回填，或采用其它支撐方式處理該段。 3、如采用水沖法清理模板時，建議在原地基表面鋪一層塑料布 或采用其他方法處理地表水使其排出地基以外。 4、無論采用何種方法處理地基，都要在處理范圍以外兩側(cè)沿橋縱向各挖一條6040的排水溝，使地基以內(nèi)地表水可通過排水溝排出，確保排架基礎(chǔ)不受干擾侵襲。 5.2 支架與拱架施工技術(shù)第4頁/共38頁二、支架、拱架、模板的類型（一）支架 支架按其構(gòu)造分為支柱式、梁式和梁柱式支架；

4、按材料可分為木支架、鋼支架、鋼木混合支架和萬能桿件拼裝的支架等。通常支架按其構(gòu)造劃分。 立柱式支架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第5頁/共38頁梁柱式支架梁式支架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第6頁/共38頁鋼管支架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第7頁/共38頁鋼管支架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第8頁/共38頁金良河橋支架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第9頁/共38頁（二）拱架 按結(jié)構(gòu)分有支柱式、梁式拱架、拱式拱架等； 按材料分為木拱架、鋼拱架、竹拱架和土牛拱胎。支柱式木拱架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第10頁/共38頁鋼木組合拱架撐架式木拱架 扇形拱架5.2 支架與拱架施工技術(shù)第11頁/共38頁（三）模板 就

5、地澆筑橋梁的模板常用木模和鋼模，也可采用鋼木結(jié)合模板、土模和鋼筋混凝土模型板等。木模板的一般構(gòu)造5.2 支架與拱架施工技術(shù)第12頁/共38頁鋼模板的一般構(gòu)造5.2 支架與拱架施工技術(shù)第13頁/共38頁三、支架預(yù)壓 等載預(yù)壓的目的：檢驗承載力消除地基和支架的非彈性變形；獲得荷載變形關(guān)系，為預(yù)留拱度提供依據(jù)。（一）預(yù)壓材料 常用材料：塑料編制袋裝土或砂、石等材料，亦有用特大塑料袋裝小袋的方法，另外一種就是用大的混凝土預(yù)制塊?，F(xiàn)在也有用水袋的.5.2 支架與拱架施工技術(shù)第14頁/共38頁（二）預(yù)壓期觀測及卸載 1、預(yù)壓常采用等載預(yù)壓，時間一般7天; 2、沿縱向特征點(跨中、1/4跨、支點)、橫向特征

6、點(斷面中心、投影線邊緣、斜腹板邊緣等)布設(shè)沉降觀測點; 3、荷載加到規(guī)定量后，進行沉降觀測，制成沉降曲線，待曲線趨于平穩(wěn)，視為穩(wěn)定，預(yù)壓穩(wěn)定標準為沉降量小于等于lmm/d; 4、卸載后觀測回彈標高，做為彈性變形; 5、根據(jù)地基與支架的彈性變形，箱梁自重、活載等因素產(chǎn)生的撓度，設(shè)置施工預(yù)拱度; 6、根據(jù)支架的預(yù)壓變形及預(yù)拱度，調(diào)整支架高度。 5.2 支架與拱架施工技術(shù)第15頁/共38頁四、拱架卸落設(shè)備（一）木楔 用途，4m以下石拱橋：61：10施工要點整個木楔以熱油浸制，以防木料受潮并在木楔斜面涂以肥皂，松木楔斜面應(yīng)力 2.5MPa，否則應(yīng)改用硬木。拆落時敲擊小頭。 5.2 支架與拱架施工技術(shù)

7、第16頁/共38頁（二）木馬 用途，49m石拱橋施工要點卸落支架時，鋸去及支承面積ab上的應(yīng)力不能超過木料橫紋容許壓力。ba5.2 支架與拱架施工技術(shù)第17頁/共38頁（三）組合楔 用途，4m以上石拱橋P木制aa5.2 支架與拱架施工技術(shù)第18頁/共38頁施工要點卸落支架時只須將拉緊楔子的螺栓放松，拉緊螺栓應(yīng)力aa混凝土制P式中： 斜面摩擦角（ 時楔子才能滑動）cos)sin(cos2P5.2 支架與拱架施工技術(shù)第19頁/共38頁（四）砂筒 用途，大小拱橋均可使用，一般用于10m以上拱橋。施工要點安裝時，筒內(nèi)裝入勻凈的干砂，后放頂心木，以增減砂子調(diào)整高度，砂筒應(yīng)加預(yù)壓（可用千斤頂），縫隙用青麻

8、塞緊并灌蓋瀝青，以防受潮。底頂心木下落量h金屬筒710cmP頂心木砂5.2 支架與拱架施工技術(shù)第20頁/共38頁（五）千斤頂 手動螺旋千斤頂可用于滿布式拱架的卸落，靈活可靠、控制 方便。 大噸位液壓千斤頂卸落拱架，常與拱圈內(nèi)力調(diào)整同時進行，多用于大跨度拱橋的建造。其卸落方法是，利用拱頂處的千斤頂，撐開兩個半拱，則拱頂上升。當上升高度達到拱在自重下的撓度與拱架的彈性撓度之和時，拱架荷載被解除，拱架即可卸落。控制千斤頂在拱頂處的位置和作用力的大小，便可實現(xiàn)拱圈內(nèi)力的調(diào)整。 5.2 支架與拱架施工技術(shù)第21頁/共38頁5.3 混凝土澆筑施工技術(shù)一、混凝土的澆筑速度 為了保證混凝土的整體性，防止在澆筑

9、上層混凝土時破壞下層，要求澆筑上層混凝土時須有一定的速度，使其能在先澆筑混凝土初凝之前完成，其最小增長速度可由下式計算。tSh 式中： 澆筑時混凝土面上升速度的最小允許值（m/s）； 澆筑混凝土的擾動深度，在無具體規(guī)定值時，可取 =0.250.5m 混凝土實際初凝時間（s）hSSt第22頁/共38頁二、梁式橋混凝土的澆筑順序 無論對任何一種型式的梁式橋，在考慮主梁混凝土澆筑順序時，不應(yīng)使模板和支架產(chǎn)生有害的下沉。為了對澆筑的混凝土進行振搗，澆筑混凝土應(yīng)采用相應(yīng)的分層厚度；當在斜面或曲面上澆筑混凝土時，一般從低處開始。1、簡支梁混凝土的澆筑（1）水平分層澆筑（2）斜層澆筑 （3）單元澆筑法 5.

10、3 混凝土澆筑施工技術(shù)第23頁/共38頁T梁和箱梁采用斜層澆筑的順序：采用梁式支架時的澆筑順序：5.3 混凝土澆筑施工技術(shù)第24頁/共38頁2、懸臂梁、連續(xù)梁混凝土的澆筑連續(xù)梁橋的澆筑順序坡橋連續(xù)梁的分段示意5.3 混凝土澆筑施工技術(shù)第25頁/共38頁三、混凝土、鋼筋混凝土拱橋就地澆筑施工 在支架上現(xiàn)澆上承式拱橋可分三個階段進行。第一階段澆筑拱圈或拱肋混凝土；第二階段澆筑拱上立柱、聯(lián)系梁及橫梁；第三階段澆筑橋面系。后一階段混凝土澆筑應(yīng)在前一階段混凝土強度達到設(shè)計要求后進行。拱圈或拱肋的拱架，可在拱圈混凝土強度達到設(shè)計強度的70%以上時，在第二階段或第三階段開始施工前拆除，但應(yīng)對拆架后的拱圈穩(wěn)定

11、進行驗算。 在澆筑主拱圈混凝土時，立柱的底座應(yīng)與拱圈或拱肋同時澆筑，鋼筋混凝土拱橋應(yīng)預(yù)留與立柱的聯(lián)系鋼筋。主拱圈的澆筑方法主要根據(jù)橋梁跨徑選定，其澆筑方法有：連續(xù)澆筑、分段澆筑和分環(huán)、分段澆筑。 5.3 混凝土澆筑施工技術(shù)第26頁/共38頁拱圈分段澆筑的施工程序5.3 混凝土澆筑施工技術(shù)第27頁/共38頁箱拱主拱圈分環(huán)、分段澆筑的程序5.3 混凝土澆筑施工技術(shù)第28頁/共38頁5.4 濱州黃河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工1 工程概況 濱州黃河公路大橋北引橋采用642m六孔一聯(lián)的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)箱梁，全橋左右幅相互獨立，每幅為單箱單室斜腹板箱梁。設(shè)2%單向橫坡和縱坡。箱梁高度為2.2m，底

12、部寬5.0m，上部寬(含兩側(cè)翼緣板)為13.25m，箱梁跨中頂板厚25cm，底板厚28cm與斜腹板交界截面頂板厚65cm，底板厚45cm，肋板厚55cm，實腹段厚100cm。箱梁底板、腹板均設(shè)置了縱向預(yù)應(yīng)力，頂板設(shè)置了縱橫向預(yù)應(yīng)力，采取現(xiàn)澆法一次成型。其中1#墩與0#臺之間為高填土地段，填土高差為9m左右。第29頁/共38頁2 地基處理1） 1#墩與6#墩之間的地基處理 由于1#墩與6#墩之間地基為易液化的粘土和亞粘土，且地下水與自然地平相對高差較小，地基承載力較低。正式施工前必須對地基進行摻灰處理。2） 0#臺與1#墩之間高填土段地基處理 由于0#臺與1#墩之間填土高差較大，擬采用開挖臺階法

13、進行施工。臺階最小寬度為180cm，臺階高度為60cm，臺階表面采用10cm厚C25的砼進行硬化，臺階外側(cè)采用寬度不小于20cm的C25砼進行補強。5.4 濱州黃河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工第30頁/共38頁地基處理臺階開挖示意圖 應(yīng)用條分法對在外荷載作用下邊坡的整體穩(wěn)定性進行驗算 按照瑞典圓弧法確定滑弧圓心，然后繪制通過坡角的滑弧，計算安全系數(shù)，其中將外部荷載疊加在土體自重中。計算所得的最小安全系數(shù)為1.69，坡體的整體穩(wěn)定性滿足要求。5.4 濱州黃河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工第31頁/共38頁條分法邊坡的整體穩(wěn)定性進行驗算示意圖直線滑動面法對典型臺階的穩(wěn)定性進行驗算示意圖5.4 濱州黃

14、河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工第32頁/共38頁3 支架選用 濱州黃河公路大橋北引橋橋址處地勢平坦，梁底距地面高度平均為15m。初步擬訂采用造橋機和碗扣式腳手架兩種方案。采用造橋機要一次性投入資金650萬元，而碗扣式腳手架只需150萬元，節(jié)省費用500多萬元。并且由于北引橋全長只有252m，施工作業(yè)面較小，因此選用碗扣式腳手架作為支架施工用材料。4 支架施工1) 碗扣支架構(gòu)件 碗扣支架用于連續(xù)梁施工時，所用的構(gòu)件為：立桿、橫桿、斜桿、可調(diào)底座、可調(diào)托。使用不同的立桿間距及橫桿豎向步距，可使每根立桿的容許軸向荷載從20kN達到40kN。5.4 濱州黃河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工第33頁/共38

15、頁2) 支架的平面布置及受力驗算支架荷載組合 根據(jù)技術(shù)規(guī)范和施工過程中各項荷載組合要求，對支架進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算，本文取最長跨(長48m、底寬6.15m)混凝土靜荷載來計算。根據(jù)碗扣支架的設(shè)計荷載，選用縱橫向0.9m間距的立桿間距及橫桿豎向0.9m的步距，查有關(guān)資料，此時每根立桿軸向承載力為30kN。模板及腳手架自重：均布荷載為1.5 kN /m2，支架均布荷載為3 kN /m2。底板和斜腹板范圍為25.11 kN /m2。翼緣板范圍為10.25 kN /m2。 施工人員、堆放及運輸?shù)墓ぞ呒安牧虾奢d分析取3 kN /m2。 振搗砼時產(chǎn)生的荷載分析取2 kN /m2，那么：支架承受荷載Q

16、支=31.61 kN /m2，地基承受荷載Q地=34.61 kN /m2。5.4 濱州黃河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工第34頁/共38頁支架材料強度驗算 每跨半幅箱梁可橫向布置8根，縱向布置55根立桿，總計440根。力桿按照1.3倍安全系數(shù)考慮。根據(jù)上述分析，支架承受荷載為31.61 kN /m2，按均布荷載分布后，立桿承載力滿足要求。 地基承載力驗算 通過試驗測得地基經(jīng)摻灰處理后，承載力不小于500kPa，考慮到腳手架基礎(chǔ)處于地面之上的降低系數(shù)，取值為0.4，則地基承載力滿足要求。 5.4 濱州黃河公路大橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工第35頁/共38頁3) 支架的搭設(shè)及縱橫坡調(diào)整 地基填土處理后灑水

17、養(yǎng)護，待其達到一定的強度后，在地基上放樣，下鋪50mm厚的1：2水泥砂漿調(diào)平層。在砂漿層上縱向間隔90cm鋪設(shè)廢舊枕木，并揉搓，使其與砂漿結(jié)合緊密，并灑水養(yǎng)護，等砂漿有一定強度后才可搭設(shè)支架。 首先根據(jù)支架的高度搭配好每根立桿所需的不同規(guī)格桿件數(shù)量。然后沿縱橫橋向掛線，定出第一層橫桿的位置和高度。立桿上、下端設(shè)置可調(diào)底托和形頂托，支架放置在底托上，縱橫向順直一致。由于支架高度較高，整體的剛度和穩(wěn)定性較差。通過理論計算分析，考慮到風力、梁體橫向坡度等水平力的影響，為增加其整體剛度和穩(wěn)定性，縱向間隔3.6m、橫向間隔4m布設(shè)一道剪刀撐，雙向水平分層用鋼管、扣件將支架連接。 第36頁/共38頁 對支架頂層水平桿的橫坡可通過U形頂托