系杆拱桥施工方法PPT课件
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系杆拱桥施工技术1 概述系杆拱是一种无推力的拱式组合体系,通过将要紧承受压力的拱肋与要紧承受拉力的系杆组合起来,共同承受荷载,这样就充分发挥被组合的简单体系的特点及组合作用,以达到节约材料与降低对地基的要求的目的。
系杆拱桥是外部静定结构,兼有拱桥的较大跨越能力与简支梁桥对地基习惯能力强的两大特点,因此在桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大净空(桥下净跨与净高),或者当墩台基础地质条件不良易发生沉降,但又要求保证较大的跨度时,要优先使用系杆拱桥。
2 系杆拱结构系杆拱桥通常由拱肋、吊杆、系杆、横梁、桥面系等构成。
结构见图1。
拱肋通常为钢筋砼或者钢管拱结构。
系杆通常为型钢或者预应力钢筋砼结构。
吊杆通常为预应力钢筋砼、圆钢或者高强钢丝束。
1 拱肋;2 拱顶;3 拱脚;4 拱轴线;5 拱腹;6 拱背;7 系杆;8 支承节;吊杆; 10 吊杆节点; 11 横梁; 12 桥道梁; 13 支座; 14 横撑;净跨径; 计算跨径; 净矢高; 计算矢高图1 系杆拱结构3 系杆拱桥施工工艺3.1 系杆拱桥常用施工方法系杆拱桥根据拱肋与系杆相对刚度不一致,分为柔性系杆刚性拱(EI拱/EI系=80~100)、刚性系杆柔性拱(EI拱/EI系<1/80)、刚性系杆刚性拱(EI拱/EI系=1/80~80)。
关于柔性系杆刚性拱桥,由于系杆只承受拉力,施工时抗弯能力较差,多使用就地现浇法施工;关于刚性系杆柔性拱,由于刚性系杆作为偏心受拉构件,有抵抗拉力与弯矩的能力,可使用就地现浇法施工或者预制装配法施工;关于刚性系杆刚性拱桥,由于系杆与拱肋刚度大,均能承受轴力与弯矩,施工中可使用就地现浇法施工、整体拼装施工或者整体拖拉(顶推)施工。
实际施工中,由于场地与其它条件限制,多种方法可交叉使用。
下面介绍常用的系杆拱桥施工方法:先梁后拱的施工方式,设临时支墩,拖拉架设支架粱,在支架梁上立模现浇系梁,张拉部分预应力索,再在系梁上搭设支架安装并焊接钢管成钢管拱,然后由拱脚向拱顶对称泵送无收缩混凝土形成钢管混凝土拱肋,安装并张拉吊杆,拆除系梁支架,调整好吊杆力,施工二期恒载及桥面系,复测并调整吊杆索力至设计值,至此,系杆拱桥施工完成;3.2 施工工艺3.2.1 施工工艺框图(见图2)图2 系杆拱桥施工工艺框图3.2.2 临时支墩施工临时支墩在桥孔内设置,拖拉时要承受拖拉的反力、纵横向风载、支架梁上下墩与墩顶移动时的水平荷载及拖拉中产生的冲击力,系杆现浇时要承受系杆的自重及施工荷载,因此要具有足够的强度与刚度。
6.4系杆拱桥施工6.4.1系杆拱桥工程概况滩地公路引桥在黄河大堤附近平面弯出后,南北两岸铁路采用钢管混凝土系杆拱桥立交跨越黄河大堤。
拱桥为自平衡简支系杆拱桥,单孔跨径94m,矢高18.8 m,主梁采用混凝土边主箱梁截面,拱肋采用钢管混凝土结构,拱肋矢跨比为1/5,吊索纵桥向间距6m。
桥式布置见下页图所示。
铁路跨堤钢管混凝土系杆拱结构图拱桥为自平衡简支系杆拱桥,单孔跨径94m,矢高18.8 m,在纵桥向设置两处支承,一处为固定支承,一处为竖向支承,横桥向设置两个支座。
吊索纵桥向间距6m。
主梁顶部全宽16m,底部全宽17.2m。
拱肋面与竖直面夹角为14°,拱顶截面钢管顶部宽5.484m,底部宽6.939m,高3m。
跨中横截面见下图。
6.4.2系杆拱桥施工步骤施工步骤一:铁路跨堤钢管混凝土系杆拱跨中横截面图(2)钢管拱肋制作。
施工步骤二:(1)施工拱脚满堂红支架。
(2)安装支座,浇筑端横梁、拱脚和拱脚部分相连的纵梁。
(3)待端横梁砼强度达到100%,龄期大于10天,张拉端横梁钢束到设计吨位。
施工步骤三:(1)满堂红支架继续搭设,施作拱形安装平台,拱肋分四段在拱形作业平台上安线形拼装完成。
(2)采用履带吊进行拱肋吊装,调整轴线位置。
用千斤顶调整两拱肋到同一标高,使两个半拱形成接触,乃至形成三铰拱。
拱肋内部产生压应力,促使两半拱的下挠部分上拱,及时进行支垫,最后合拢处间隙进行焊接处理。
拱肋合拢焊接后,用超声波进行100%焊缝检测,对拱顶进行射线检测,焊缝合格方可进行下一步工作。
(3)拱肋脱架后,拉紧缆风绳,用缆风绳调整拱轴线至设计和规范要求。
在架设拱肋过程中,检测拱脚位移情况,若拱脚位移大于1.5cm,张拉临时钢束进行调整。
(4)穿好吊杆。
施工步骤四:(1)张拉拱肋至设计张拉力要求。
(2)用砼泵灌筑拱肋无收缩混凝土,浇筑时同时进行并一次性浇筑完成。
施工步骤五:(1)搭设主梁支架平台;拆除临时支撑。
一)、施工顺序:鉴于如海运河为通航河道。
为减少断航和碍航时间,拱架采用整体放样、分段预制,杆件吊装就位采用浮吊、龙门吊、支架相结合的施工方案。
组拼合拢、穿束、张拉等工序均在少支架的工作平台上进行。
其主要施工顺序为:(1)、利用主墩立托架,搭设临时支架,在墩顶、托架和临时支架上设贝雷片构成施工平台。
(2)、拱架采用整体放样,拱肋和系杆均分段预制(不含端块件)。
(3)、在支架上现浇拱肋和系杆端部块件及端横梁。
张拉端横梁第一批钢束,钢束锚下张拉控制应力0.75f pk。
吊装系杆预制块,并组拼、合拢(合拢段的混凝土应在凌晨温度最低时浇注完毕)、穿预应力钢束。
(4)、安装2、6、10、14号吊杆处中横梁,张拉上述横梁第一批钢束,钢束锚下张拉控制应力0,75f pk。
(5)、对称张拉系杆第一批预应力N5、N6、N7、N8钢束,钢束锚下张拉控制应力0.75f pk。
(6)、搭设拱肋支架。
安装拱肋中段,合拢拱肋)合拢段的混凝土应在凌晨温度最低时浇注完毕)。
并安装风撑。
(7)、安装吊杆,并焊接好钢管,拆除拱肋支架。
安装其余中横梁,并张拉其余中横梁的第一批钢束,钢束锚下张拉控制应力0.75 f pk。
(8)、对称张拉系杆第二批预应力Nl、N4、N9、N12钢束。
锚下张拉控制应力为0.72f pk。
(9)、第一次张拉吊杆钢束。
吊杆张拉力及张拉顺序见《主桥上部结构施工工序图》。
(10)、拆除临时支架。
(11)、对称张拉系杆第三批N2、N3预应力钢束,钢束锚下张拉控制应力0.72f pk。
(12)、安装行车道板,现浇中横梁二期砼。
(13)、对称张拉系杆第四批N10、N11、N13、N14预应力钢束,锚下张拉控制应力为0.72f pk。
(14)、现浇桥面l0cm厚C40整体化混凝土。
(15)、张拉端横梁和中横梁第二批预应力钢束,钢束锚下张拉控制应力0.75f pk。
(16)、第二次张拉吊杆钢束,张拉顺序同第一次,吊杆钢束张拉锚固后,在吊杆钢管内进行压浆。