斜拉橋的施工斜拉橋知識點6和7斜拉橋的施工

混凝土斜拉橋

—施工方法和結(jié)構(gòu)計算《橋梁工程》（下）

總體施工進(jìn)程（知識點6）斜拉橋是伴隨主梁懸臂分段施工技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展起來的橋梁，在其適用的跨徑范圍內(nèi)比其它橋梁有較大的優(yōu)勢斜拉橋施工方法選擇需考慮如下一些因素：施工現(xiàn)場自然條件、橋梁規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、主梁截面形式、橋塔的形狀和斜索的構(gòu)造和布置形狀等基于索支承結(jié)構(gòu)的受力要求，斜拉橋總體施工進(jìn)程為：塔柱——是首先施工的主要受力構(gòu)件主梁——塔柱施工完畢后或塔柱拉索錨固區(qū)施工約一半時開始施工（部分塔柱旁的梁段可能更早施工）斜拉索——主梁施工至錨索段后隨主梁延伸逐步安裝施工方法和結(jié)構(gòu)計算塔柱施工主梁施工斜拉橋結(jié)構(gòu)計算_概述施工方法和結(jié)構(gòu)計算斜拉索施工塔柱施工混凝土塔柱一般均采用分（節(jié)）段就地澆筑方法施工每段高度2～5m，類似高墩施工方法混凝土輸送采用吊斗或混凝土輸送泵塔柱施工方法有：支架法、滑模法、爬模法和大型模板構(gòu)件法等,各種塔柱施工方法的不同點，主要是模板、腳手平臺及支撐系統(tǒng)施工方法塔柱施工滿布工作平臺和模板施工法（支架法）從地面或橋面以上立滿布支架及模板適用于高度較小和形狀比較復(fù)雜的塔段施工，不需要特殊裝置和設(shè)備施工方法塔柱施工爬升或滑升式模板與工作平臺施工法

工作平臺與模板組拼成可自動升降的整體裝置利用下節(jié)塔柱中預(yù)埋的鋼件逐節(jié)提升模板與平臺結(jié)構(gòu)機(jī)械化程度較高，可縮短工期，適用于大型橋塔施工施工方法塔柱施工大型模板平臺組合件施工法模板及平臺做成容易組裝和解體的大型標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件利用吊機(jī)或特殊起吊設(shè)備進(jìn)行提升施工方法塔柱施工施工要點泵送混凝土配合比——塔柱高度大，泵送混凝土要求有很好的流動性，應(yīng)采用合理的坍落度保證泵送混凝土不堵管傾斜塔柱澆筑——應(yīng)計算塔柱自重產(chǎn)生的彎矩，設(shè)置足夠的橫撐，保證柱背側(cè)混凝土不受拉，必要時柱內(nèi)配置臨時預(yù)應(yīng)力筋，并且滿足線形控制要求施工方法塔柱施工施工要點橫梁的澆筑——雙柱塔間的橫梁屬于大體積混凝土，澆筑時應(yīng)防止溫度及收縮裂縫，同時模板支承必須穩(wěn)定可靠施工方法塔柱施工施工要點拉索錨固區(qū)澆筑——塔柱上拉索錨固區(qū)內(nèi)鋼筋布置很密，應(yīng)注意混凝土澆筑的密實性拉索錨固的引導(dǎo)鋼管等安置應(yīng)準(zhǔn)確、可靠固定，以保證拉索從管道中心穿過施工方法塔柱施工施工要點安全措施——塔柱施工是高空作業(yè)，安全應(yīng)放在首位腳手架必須有足夠的強(qiáng)度，在大風(fēng)天氣時應(yīng)有足夠的安全儲備高塔施工時應(yīng)防止雷擊事故施工方法主梁施工斜拉橋主梁施工方法的選擇需要考慮如下一些因素：施工現(xiàn)場自然條件、施工設(shè)備、結(jié)構(gòu)體系、索型、索距和主梁截面形式等斜拉橋主梁的常用施工方法有：懸臂施工法（懸臂懸臂拼裝法和懸臂澆筑法）、支架施工法、頂推施工法和轉(zhuǎn)體施工法等施工方法主梁施工懸臂施工方法現(xiàn)代大跨徑斜拉橋的主梁常采用懸臂法施工法利用斜拉索逐段吊拉主梁，充分發(fā)揮斜拉橋的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，減輕施工荷載，以達(dá)到延伸數(shù)百米長的懸臂懸臂施工法可分為懸臂拼裝法和懸臂澆筑法兩種：懸臂拼裝法一般先在塔柱兩側(cè)現(xiàn)澆一段起始梁段以提供放置起吊設(shè)備的長度，然后用起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)依次對稱安裝預(yù)制梁段，使懸臂不斷伸長直至合攏懸臂澆筑法是先在塔柱兩側(cè)現(xiàn)澆部分梁段以提供安裝掛籃的長度，然后用掛籃對稱逐段現(xiàn)澆混凝土直至合攏施工方法主梁施工懸臂施工方法若在塔柱兩側(cè)對稱進(jìn)行懸臂施工，稱為雙懸臂施工當(dāng)邊跨在陸地上、主跨在水面上時，邊跨也可在支架上施工，中跨仍采用懸臂施工，稱為單懸臂施工施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂拼裝法懸臂拼裝法用于混凝土主梁時，需要大噸位的起重設(shè)備水面上施工時可根據(jù)施工條件采用大噸位浮吊提升、拼裝梁段施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂拼裝法也可采用橋面吊機(jī)提升、拼裝梁段臨時定位后再連接施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂拼裝法施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂拼裝法施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂澆筑法懸臂澆筑法是成熟的施工方法，大部分混凝土斜拉橋的主梁都采用懸臂澆筑法施工施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂澆筑法早期掛籃每次只能澆筑3～5m，但拉索的索距一般為6～10m，掛籃必須移動兩次才能完成一個索距施工目前普遍使用的牽索（前支點）式掛籃，每次澆筑一個索距的節(jié)段，工期可以縮短一半施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂澆筑法為滿足長掛籃的受力要求，澆筑混凝土?xí)r將斜拉索臨時錨固在掛籃的前端待混凝土達(dá)到強(qiáng)度、預(yù)應(yīng)力筋張拉后將拉索錨點轉(zhuǎn)移到主梁上施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂澆筑法施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂澆筑法施工方法主梁施工懸臂施工方法_懸臂澆筑法單索面箱梁為減輕每次澆筑重量，可將梁段截面分解、按品字形方式向前澆筑先完成包含拉索錨固區(qū)的中箱，張拉斜拉索，形成獨立的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)然后以中箱為依托，澆筑兩側(cè)邊箱最后用懸挑小掛籃澆筑懸臂板施工方法主梁施工支架施工方法主梁全部在支架上澆筑或拼裝，然后安裝斜拉索，索力調(diào)整過程中主梁逐步脫架支架法只用于橋梁跨徑小，或橋下凈空低、搭設(shè)支架方便且不影響橋下交通的情況施工方法天津永和橋：260m，1987主梁施工支架施工方法施工方法主梁施工支架施工方法施工方法主梁施工頂推施工方法跨內(nèi)需設(shè)若干臨時支墩，頂推時可有兩種結(jié)構(gòu)方式：主梁配置臨時預(yù)應(yīng)力鋼束，頂推過程中為連續(xù)梁，塔柱、斜拉索在主梁頂推到位后安裝或主梁、塔柱和斜拉索在頂推時已安裝或部分安裝頂推法適用于塔梁固結(jié)、墩梁分離的斜拉橋施工方法主梁施工頂推施工方法Millauviaductbridge施工方法主梁施工頂推施工方法Millauviaductbridge施工方法主梁施工頂推施工方法Millauviaductbridge施工方法主梁施工頂推施工方法Millauviaductbridge施工方法主梁施工頂推施工方法Millauviaductbridge施工方法主梁施工轉(zhuǎn)體施工方法將上部結(jié)構(gòu)分別在兩岸或一岸順河流方向的支架上現(xiàn)澆或拼裝，并完成拉索安裝、落架等工作，然后以墩、塔為圓心整體旋轉(zhuǎn)到橋位合攏適用于橋址地形平坦、墩身較矮及適合整體轉(zhuǎn)動的中小跨徑斜拉橋施工方法施工方法主梁施工轉(zhuǎn)體施工方法主梁施工轉(zhuǎn)體施工方法施工方法主梁施工轉(zhuǎn)體施工方法施工方法制索工藝流程：鋼絲除銹——調(diào)直——應(yīng)力下料——防護(hù)漆——穿錨——鐓頭——澆錨——烘錨——拉索防護(hù)——超張拉——標(biāo)定。斜拉索施工拉索的制作斜拉索施工涉及拉索的制作、掛索和張拉拉索可分為預(yù)制索（成品索）和現(xiàn)制索施工方法索長計算：是為得出制作拉索的鋼絲下料長度，首先求出每一根拉索的長度基數(shù)L0，然后對這一基數(shù)進(jìn)行若干修正，即可得到鋼絲的下料長度L斜拉索施工拉索的制作施工方法斜拉索施工掛索掛索就是將拉索架設(shè)到索塔錨固點和主梁錨固點之間的位置上。由于斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點，掛索總是從短索進(jìn)行到長索較短的成品索直接利用吊機(jī)將拉索起吊，借助卷揚(yáng)機(jī)由鋼絲繩或鋼絞線將拉索錨頭分別牽入主梁和塔柱的錨墊板后方初步固定施工方法斜拉索施工掛索長索垂度大，無法直接用卷揚(yáng)機(jī)將錨頭牽引到錨墊板后方在錨頭接近錨墊板時，用鋼連接桿或鋼絞線束將錨頭連接到千斤頂，由千斤頂將錨頭拉到錨墊板后方，初步固定施工方法斜拉索施工掛索超長斜拉索垂度特別大，連接桿或鋼絞線束可能已無法將錨頭連接到千斤頂，可以先架設(shè)臨時索，然后沿臨時索將斜拉索牽引到位施工方法斜拉索施工掛索施工方法斜拉索施工掛索非成品現(xiàn)制鋼絞線拉索是在掛索過程中成索的先在拉索上方設(shè)置一根鋼纜作為導(dǎo)向索，將拉索的防護(hù)套管懸掛在導(dǎo)向索上然后逐根穿入鋼絞線，用小型千斤頂單根張拉鋼絞線后安裝夾片，完成成索、掛索和張拉全過程施工方法斜拉索施工張拉_塔上張拉成品索直接用千斤頂整索張拉施工方法斜拉索施工張拉_塔上張拉現(xiàn)場制作鋼絞線索可用小千斤頂逐根張拉，也可僅用小千斤頂將初應(yīng)力調(diào)均勻，然后再用大千斤頂整索張拉施工方法斜拉索施工張拉_梁上張拉施工方法斜拉索施工張拉國外還采用過臨時鋼索將主梁前端拉起或在支架上用千斤頂將主梁端頂起，安裝拉索后再將主梁放平的間接張拉方法施工方法斜拉橋計算_概述斜拉橋動力分析斜拉橋的計算（知識點7）結(jié)構(gòu)計算整體分析、局部分析及施工理論計算等風(fēng)振分析和地震分析等斜拉橋穩(wěn)定性分析斜拉橋靜力分析概述_靜力方面斜拉橋內(nèi)部高次超靜定，在結(jié)構(gòu)體系、尺寸、材料、重力確定后，結(jié)構(gòu)受力很大程度取決于拉索的張拉力單根索力大小及各根索力之間的分配，可以組成無窮多組索力方案，每組方案對應(yīng)一種受力狀態(tài)斜拉橋設(shè)計的首要問題是確定一組最優(yōu)索力，使成橋時的結(jié)構(gòu)永久作用（恒載）下受力達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)時，主梁和塔柱的永久作用（恒載）彎矩很小，索力分布合理，線形達(dá)到設(shè)計要求結(jié)構(gòu)計算概述_靜力方面斜拉橋的汽車人群（活載）下的受力性能與永久作用（恒載）下有很大區(qū)別，后者可通過索力調(diào)整，但前者只與結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件截面及材料等性能有關(guān)大跨度斜拉橋主梁自重大，永久作用（恒載）索力也大，汽車人群（活載）索力只約占總索力的20％，但主梁及塔柱的汽車人群（活載）彎矩遠(yuǎn)超過永久作用汽車人群（活載）撓度是體現(xiàn)斜拉橋剛度的主要指標(biāo)結(jié)構(gòu)計算概述_靜力方面濟(jì)南黃河大橋設(shè)計考慮的靜力因素及主梁內(nèi)力結(jié)構(gòu)計算概述_靜力方面濟(jì)南黃河大橋設(shè)計考慮的靜力因素及主梁內(nèi)力結(jié)構(gòu)計算概述_靜力方面確定了成橋最優(yōu)狀態(tài)后，可將該狀態(tài)看成一種理想狀態(tài)，再去定出施工階段的控制狀態(tài)按照該控制狀態(tài)進(jìn)行施工，成橋后就可能達(dá)到上述定義的理想狀態(tài)斜拉橋構(gòu)件局部計算內(nèi)容主要是橫梁及橋面板的計算結(jié)構(gòu)計算基本要素_幾何非線性結(jié)構(gòu)受力的平衡是建立在變形后的幾何形狀上的受力較小或結(jié)構(gòu)剛度很大時，幾何形狀改變可以忽略斜拉橋跨徑大、線剛度小，結(jié)構(gòu)變形大，幾何形狀改變不能忽略每個荷載增量均作用在幾何尺寸不同的結(jié)構(gòu)上，內(nèi)力、變形與荷載呈非線性關(guān)系由于幾何形狀改變造成的非線性稱為幾何非線性結(jié)構(gòu)計算概述_靜力方面橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用階段計算時，通常假定材料是線性彈性的，即應(yīng)力與應(yīng)變呈線性正比關(guān)系嚴(yán)格說材料（尤其是混凝土材料）是非線性彈性的，即彈性模量隨應(yīng)力的變化而變化，且通常彈性模量隨應(yīng)力增加而減小但斜拉橋?qū)儆诖笪灰菩?yīng)變的受力狀態(tài)，除非進(jìn)行超載和極限承載力計算，通?？刹豢紤]材料非線性影響在需考慮材料非線性時，需采用試驗獲得的材料應(yīng)力應(yīng)變曲線，由非線性有限元分析軟件計算結(jié)構(gòu)計算概述_穩(wěn)定方面斜拉橋的主梁及塔柱都是偏心受壓構(gòu)件，必須考慮成橋后和施工階段的穩(wěn)定性跨度不大時可按規(guī)范結(jié)合彈性穩(wěn)定分析方法進(jìn)行驗算超大跨徑時應(yīng)按實際受力情況進(jìn)行第二類穩(wěn)定分析結(jié)構(gòu)計算概述_動力方面斜拉橋具有較強(qiáng)的受力耦合性，扭轉(zhuǎn)和橫向彎曲振型常密切耦合在一起，動力分析最好采用空間模型地震較頻繁的地區(qū)初步設(shè)計階段就需考慮地震作用，飄浮體系斜拉橋的塔底彎矩有時會控制設(shè)計風(fēng)