桥梁施工教案Word文档格式.docx
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3、了解桥梁施工方法及选择
教学重点
1、桥梁施工的发展概况
2、桥梁的组成和类型
3、梁施工方法及选择
教学难点
1、桥梁的类型
2、桥梁施工方法
教具和
媒体使用
多媒体课件
教学后记
教学内容与过程
第一节、概述
1、桥梁定义——供车辆行人等跨越障碍物(沟河海线)的工程构造物。
美学、城市象征。
2、桥梁工程——是指有关桥梁勘测、设计、施工、养护、检测、维修、加固及与桥梁相关的科学研究和工程技术的总称。
含义有二:
桥梁建筑本身、建桥相关科技知识。
3、桥梁工程施工的特点——
1)施工生产的流动性和地区性
2)施工周期长、占用流动资金多
3)露天作业、水中作业、高空作业多
4)工程的单一性
5)施工生产组织的复杂性
第二节、桥梁工程施工技术的发展概况
1、我国桥梁有过辉煌的历史。
赵州桥:
第十二个“国际土木工程里程碑”
2、18C以后,欧洲进入工业社会,铁路桥梁。
3、20C初,美国高速公路和城市交通建设,中小跨度钢筋砼桥、大跨度钢桁架桥、钢拱桥、钢悬索桥(金门大桥)。
30N首创拱桥“米兰法”无支架工艺。
4、二战后,德日崛起,斜拉桥初露锋芒。
1953年首创挂篮悬臂浇筑工艺,PC梁桥突破100m。
5、20C60N,欧美高速公路高潮,PC技术高峰期(夹片锚、镦头锚、悬拼工艺)。
斜拉桥发展的第一个高峰期(从铆钉到高强螺栓,从钢桥面到砼桥面)。
6、20C70N,PC技术成熟期,斜拉桥由德国推广到欧美、加拿大、日本。
法国出现PC斜拉桥。
顶推工艺。
7、20C80N,日本丹麦兴建跨海工程,日本首创悬索桥平行钢丝股索技术。
我国开始改革开放,广东掀起建桥高潮。
8、20C90N,世界桥梁工程进入崭新阶段,新材料新工艺在大跨桥梁的应用。
9、近10年来,我国桥梁建设确定了在世界的地位。
2008年苏通大桥多项世界第一,代表了世界桥梁建设的最高水平。
第三节、桥梁结构类型
1、桥梁组成:
上部结构(桥垮结构)、下部结构(墩台基础)、附属结构(护坡护岸)。
2、桥梁分类(受力特点):
梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥。
1)梁式桥:
桥型古老,结构形式不断演进。
2)拱式桥:
在竖向荷载作用下产生水平推力的结构物。
按材料:
石拱桥、钢筋砼拱桥、木拱桥、钢拱桥
按拱上建筑形式:
实腹式、空腹式
按主拱轴线形:
圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱
按桥面位置:
上承式、中承式、下承式
按我国工程习惯:
石拱桥(砼)、双曲拱桥、钢筋砼箱型拱桥、钢筋砼肋拱桥、钢筋砼桁架拱桥、钢筋砼刚架拱桥、钢管砼拱桥、劲性骨架砼拱桥、钢拱桥
3)悬索桥:
桥梁皇后,由主缆、加劲梁、吊杆、主塔、锚碇构成。
分类:
地锚式、自锚式、双链式
4)斜拉桥:
由斜拉索、塔柱、主梁组成,较悬索桥经济、刚度大、空气动力性能好。
斜拉索:
布置有单索面、双索面,形式有辐射形、竖琴形、扇形
塔柱:
数量不一、形式多样
结构体系:
悬浮体系、支承体系、塔梁固结体系、刚构体系、协作体系
5)刚构桥:
将墩梁刚性固结的桥型。
超静定结构,次内力。
按支承方式:
无铰刚构桥、有铰刚构桥
按工程习惯:
单跨刚构桥、多跨刚构桥、斜腿刚构桥、PCT型刚构桥(跨中设铰,今年少用)、PC连续刚构桥(适用于高墩大跨,柔性薄壁墩)
第四节、桥梁工程施工方法及选择
一、桥梁基础施工
1、主要类型:
直接基础(明挖扩大基础)、桩基础(打入桩、钻孔桩)、管柱基础、沉井基础、组合基础(沉井+管柱、沉井+钻孔桩)、特殊基础(双承台管柱基础、锁口管柱基础、多桩基础、地下连续墙基础、沉箱基础、设置基础)
2、明挖扩大基础
适用:
基础不深、土层稳定、有排水条件、对机具要求不高
内容:
定位放样、基坑开挖、坑壁支护、基底处理、浇筑基础结构物
3、桩基础
地基浅层土质较差、持力土层较深
木桩、钢筋砼桩、PC桩、钢桩
按制作方法:
预制桩、钻(挖)孔桩
按施工方法:
锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力压桩、就地灌注桩、钻孔埋置装
钻孔方法:
冲击法、冲抓法、旋转法
4、管柱基础
广泛、尤其是在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚、不宜修建其他基础时。
(不)需要设置防水围堰的高、低承台基础
导向结构:
控制管柱倾斜、防止位移
5、沉井基础
定义:
是用钢筋砼制成的井筒结构物,由刃脚、井壁、隔墙、封底砼、井孔顶盖板组成。
类型:
就地制作沉井、浮式沉井
特点:
埋深大、整体性强、稳定性好、刚度大、受荷大
6、地下连续墙基础
工艺:
深槽开挖、安放接头管、吊装钢筋笼、浇筑水下砼、拔出接头管、完成单元墙
二、桥梁上部结构施工
1、就地浇筑法
是在桥位处搭设支架,在支架上浇筑桥体混凝土,达到强度后拆除模板、支架。
优点:
无需预制场地,不需要大型起吊、运输设备,主筋可不中断,整体性好。
缺点:
工期长,施工质量不容易控制;
收缩、徐变引起的预应力损失比较大;
支架、模板耗用量大,施工费用高;
搭设支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。
2、预制安装法
在预制厂或桥址附近设预制场进行(简支)梁的预制,再采用一定的架设方法进行安装。
1)构件质量好,机械化施工
2)上下部结构可平行作业,可缩短工期
3)能有效利用劳动力,降低造价
4)施工速度快,可用于紧急施工工程
5)存梁时间可减少混凝土收缩、徐变引起的变形
3、悬臂施工法
从桥墩开始,两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。
1)宜用于营运状态与施工阶段的受力状态接近的桥梁,如PCT型刚构、连续梁桥、连续刚构、斜拉桥
2)墩、梁临时固结,结构体系转换
3)机具设备种类很多,挂篮:
桁架式、斜拉式、三角式、菱形等
4)施工简便,结构整体性好
5)可不用或少用支架,不影响通航或桥下交通
4、转体施工法
将桥梁构件先在桥位处岸边进行预制,待砼达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。
1)可以利用地形,方便预制构件
2)不断航,不影响桥下交通,并可在跨越通车线路上进行桥梁施工
3)施工设备少,装置简单,容易制作并便于掌握
4)节省木材,节省施工用料
5)减少高空作业,施工工序简单,施工迅速
6)适合于单跨和三跨桥梁
7)大跨桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益
5、顶推法施工
在桥纵轴方向的台后设预制场地,分节段预制,并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体,通过水平千斤顶施力,将梁体向前顶推出预制场地。
之后进行下一节段梁的预制,循环操作直至施工完成。
1)设备简单,施工费用低
2)结构整体性好
3)便于管理、改善条件、避免高空作业。
模板设备周转使用,节段预制周期7d~lOd。
4)施工阶段与营运时期的粱的受力状态差别较大,用钢量较高;
可采取临时墩、前导梁等措施以减小施工内力
5)宜用于中等跨径等截面梁
6、移动模架逐孔施工法
使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工,直到对岸
1)不需支架,不影响通航通车,安全、可靠
2)施工环境、质量好,一套模架可多次周转使用,具有在预制场生产的优点
3)机械化、自动化程度高,上下部结构可以平行作业,缩短工期
4)每一施工梁段的长度取一孔梁长,接头位置选在桥梁受力较小的部位
5)移动模架设备投资大,施工准备和操作都较复杂
6)宜在跨径小于50m的多跨长桥上使用,如中等跨径PC连续梁
7、横移法施工
在拟待安置结构的位置旁预制该结构物,并横向移运该结构物安置就位。
支座位置不变,即没有改变结构体系。
正常通车线路上的桥梁工程的换梁。
8、提升与浮运施工
是一种采用竖向运动施工就位的方法
提升施工:
在未来安置结构物以下的地面上预制该结构并把它提升就位
浮运施工:
大型浮船将岸上预制桥梁移运至桥位安装就位的方法
要求:
1)在该结构下面需要有一个适宜的地面
2)被提升结构下的地面要有一定的承载力
3)拥有一台支承在一定基础上的提升设备
4)该结构应该是平衡的,至少在提升操作期间是平衡的
5)采用浮运法要有一系列的大型浮运设备
三、桥梁施工方法选择
综合考虑以下条件:
1、使用条件
桥型、跨径、墩高、桥下空间限制、平面场地的限制、桥墩形状
2、施工条件
工期、机具设备、架设时交通要求、临设、材料供应,经济核算
3、自然环境条件
山区或平原、地质条件、对河道的影响、运输线路的影响
4、社会环境影响
公害、景观、污染、桥下交通阻塞、公共道路的使用、建筑限界
桥梁结构类型与施工方法
简支梁桥
悬臂梁桥
T型刚构
连续梁桥
刚架桥
拱桥
组合体系桥
斜拉桥
悬索桥
现场浇筑法
V
预制安装法
悬臂施工法
转体施工法
顶推施工法
逐孔施工法
横移施工法
提升于浮运施工法
思考与习题:
1、名字解释:
桥梁、桥梁工程、桥梁施工
2、桥梁的组成和类型有哪些?
3、桥梁下部结构施工有哪些方法?
4、桥梁上部结构施工有哪些方法?
5、桥梁施工方法如何选择?
第二章桥梁施工的常用设备
1、了解桥梁施工常备式设备
2、了解桥梁架设安装的常用机具
3、了解混凝土施工的常用设备
4、了解预应力工艺的常用机具和设备
1、了解桥梁架设安装的常用机具
2、了解混凝土施工的常用设备
1、桥梁架设安装的常用机具
2、预应力工艺的常用机具和设备
多媒体课件、多媒体视频
桥梁施工设备和机具主要有:
1)常备式结构,万能杆件、贝雷梁、军用梁、钢管支架等装配式支架设备;
2)架设安装机具设备,起重架桥设备;
3)混凝土施工设备,拌和机、输送泵、振捣设备等;
4)预应力张拉设备,各类张拉千斤顶、钢丝镦头设备、各类锚夹具。
5)其他。
钢筋模板钻孔泥浆浮运等
第二节、常备式结构及应用
一、万能杆件
拼装式钢脚手架,是用角钢制成的可拼装为节间距2m×
2m的桁架杆件。
通用性强、标准件,装拆、运输方便,利用率高,可拼装成多种形式,可作为墩台、索塔施工脚手架
构件的类型:
1、杆件:
拼装时组成桁架的弦杆、腹杆、斜撑
2、连接板:
有各种规格,可将弦杆、腹杆、斜撑等连接成需要的各种形状
3、缀板:
可在各种弦杆、腹杆等节间中点做一个加强连接点,整体性更好
万能杆件类型:
铁道部门的甲型(M型)、乙型(N型)和西安筑路机械厂的乙型(西乙型)。
二、贝雷梁
是一