拱桥施工

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钢拱架现浇上承式箱型拱桥施工方案

现浇箱梁施工方案一、工程概况K135+199.445分离立交桥位于郓城互通区内,横跨338省道,交角为90°,跨径为22-28-22m,全长72m。该桥基础形式为钻孔灌注桩,共30颗,桥台钻孔桩直径1.2m,长38m,桥墩钻孔桩直径1.5m,右幅钻孔桩桩长47m,左幅钻孔桩桩长48m。桥墩、桥台桩顶皆设有承台,桥台为肋式台,桥墩为立柱,立柱直径1.3m。上部构造为现浇连续箱梁,左幅箱梁宽13.5m,为三室结构,右幅箱梁宽17.0m,为4室结构。箱梁高1.4m,梁室高0.98m,底板厚0.2m,顶板厚0.22m,腹板宽0.45m。箱梁采用C50混凝土,共1381.56m3。二、现浇箱梁施工方案 现浇箱梁支架采用满堂式碗扣支架,搭设满堂支架时,封闭338省道交通,从3#台路基进行改道,确保满堂支架施工的安全。碗扣支架上搭设纵横方木,箱梁底模板及侧模板采用厚1.5cm的高强度竹胶板,箱室内模采用木模板。箱梁砼浇筑采用二次浇筑法,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板,待箱梁砼强度达到100%时进行预应力张拉。Ⅰ、地基处理1、地基处理1、338省道两侧排水沟回填处理将排水沟内松散浮土和淤泥挖除干净,然后按照50cm一层分层回填山皮石,回填高度略低于省道路面高度,用压路机分层碾压至无沉降为止。然后填筑40cm厚6%灰土,分两层回填,压实度达到93%以上,回填土顶面与省道路面齐平,并做出2%—4%的横坡,以利于排水。2、桥梁范围内路基地表处理用平地机及推土机清除地表,并将地表整平。然后用铧犁翻松30cm厚表面土层,掺入10%生石灰粉,用旋耕犁拌和均匀,待含水量合适实,压路机碾压密实,压实度达到90%以上。然后再填筑30cm厚10%灰土,并做出2%—4%横坡,压实度达到93%以上,以高出地面不受雨水浸泡影响。3、排水沟挖设在10%灰土处理过的地基范围四周挖设50×50cm的排水沟,排水沟与路线右侧的省道两侧的自然排水沟连通,将雨水引进排水沟,防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架产生不均匀沉降。Ⅱ、支架搭设K135+199.445分离立交桥现浇箱梁为单幅3跨整体施工,支撑方式采用满堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架,架杆外径4.8cm,壁厚0.35cm,内径4.1cm。支架顺桥向纵向间距0.9m,横隔板处纵向间距0.6m,横桥向横向间距梁底为0.9m,翼缘板底为1.2m,纵横水平杆竖向间距1.2m。考虑支架的整体稳定性,在纵横向布置斜向钢管剪力撑。1、测量放样测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线,同样用白灰线做上标记。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。2、布设立杆垫块根据立杆位置布设立杆垫板,垫板采用5cm木板,使立杆处于垫板中心,垫板放置平整、牢固,底部无悬空现象。3、碗扣支架安装根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于垫块中心,一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆,保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接,安装时尽量布置在框架结点上。4、顶托安装为便于在支架上高空作业,安全省时,可在地面上大致调好顶托伸出量,再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距,顺桥向设左、中、右三个控制点,精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量,以便校验。最后再用拉线内插方法,依次调出每个顶托的标高,顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。Ⅲ、纵横梁安装顶托标高调整完毕后,在其上安放10×15cm的方木纵梁,在纵梁上间距30 cm安放10×10cm的方木横梁,横梁长度随桥梁宽度而定,比顶板一边各宽出至少50cm,以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵横方木时,应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开,且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。Ⅳ、支架预压为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响,在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂袋,预压范围为箱梁底部,重量不小于箱梁总重的1.2倍。因悬臂板本身重量较轻,可根据实测的预压结果,对悬臂板模板的预拱度作相应调整。1、加载顺序:分三级加载,第一、二次分别加载总重的30%,第三次加载总重的40%。2、预压观测:观测位置设在每跨的L/2,L/4处及墩部处,每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测杆,以便于沉降观测。采用水准仪进行沉降观测,布设好观测杆后,加载前测定出其杆顶标高。沉降观测过程中,每一次观测均找测量监理工程师抽检,并将观测结果报监理工程师认可同意。第一次加载后,每2个小时观测一次,连续两次观测沉降量不超过3mm,且沉降量为零时,进行第二次加载,按此步骤,直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意,可进行卸载。3、卸载:人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载,卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录,整理出预压沉降结果,调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。Ⅴ、模板安装1、底模板底模板采用1.5cm厚高强度竹胶板,模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计图纸规定的2%横坡,横向宽度要大于梁底宽度,梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm,以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm。模板拼接缝要纵横成线,避免出现错缝现象。底模板铺设完毕后,进行平面放样 ,全面测量底板纵横向标高,纵横向间隔5m检测一点,根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行二次调整。2、侧模板和翼缘板模板侧模板和翼缘板模板采用1.5cm厚高强度竹胶板,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,用钢管及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板。翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同,外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后,全面检测标高和线型,确保翼缘板线型美观。3、箱室模板由于箱梁混凝土分两次浇筑,箱室模板分两次安装。第一次用钢模板做内模板,用方木做横撑,同时用定位筋进行定位固定,并拉通线校正钢模板的位置和整体线型。当第一次混凝土达到一定强度后拆除内模,再用方木搭设小排架,在排架上铺设2cm厚的木板,然后在木板上铺一层油毛毡,油毛毡接头相互搭接5cm,用一排铁钉钉牢,防止漏浆。在浇筑砼过程中派专人检查内模的位置变化情况。为方便内模的拆除,在每孔的设计位置布设人孔。Ⅵ、钢筋加工安装 1、钢筋安装顺序(1)安装绑扎箱梁底板下层钢筋网;(2)安装腹板钢筋骨架和钢筋;(3)安装横隔板钢筋骨架和钢筋;(4)安装和绑扎箱梁底板上层钢筋网及侧角钢筋;(5)第一次浇筑混凝土,待强度上拉以后,安装和绑扎顶板上下层钢筋网、侧角钢筋和护栏、伸缩缝等预埋件。2、钢筋加工及安装钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型,钢筋安装时控制好间距、位置及数量。要求绑扎的要绑扎牢固,要求焊接的钢筋,可事先焊接的应提前成批次焊接,以提高工效。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求。钢筋加工及安装应注意以下事项:(1)钢筋在场内必须按不同钢种、等级、规格、牌号及生产厂家分别挂牌堆放。钢筋存放采用下垫上盖的方式避免钢筋受潮生锈。(2)钢筋在加工场内集中制作,运至现场安装。(3)钢筋保护层采用提前预制与主梁等标号的砼垫块,砼保护层的厚度要符合设计要求。(4)在钢筋安装过程中,及时对设计的预留孔道及预埋件进行设置,设置位置要正确、固定牢固。(5)钢筋骨架焊接采用分层调焊法,即从骨架中心向两端对称、错开焊接,先焊骨架下部,后焊骨架上部。钢筋焊接要调整好电焊机的电流量,防止电流量过大或操作不当造成咬筋现象。钢筋焊接优先采用双面焊,当双面焊不具备施工条件时,采用单面焊接。钢筋焊接完毕后,将焊渣全部敲除掉。钢筋焊接完成后自检合格后,报请监理工程师检验合格后,方可进行下道工序施工。(6)钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时,应适当调整钢筋位置,确保预应力构件位置符合设计要求。焊接钢筋时应避免钢绞线和金属波纹管道被电焊烧伤,防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。钢筋加工安装完毕,经自检合格报请监理工程师抽检合格后,方可进行下道工序施工。Ⅶ、混凝土浇筑混凝土采用2座混凝土拌和站拌和,分别为本合同段K137+600处混凝土拌合站,距离施工现场2.5公里,十二合同段K124+100处混凝土拌合站,距离施工现场11公里。混凝土运输采用5台罐车运送,本合同段采用2台罐车运送,十二合同段采用3台罐车运送。现场采用1台泵车浇注混凝土,再联系1台泵车以备用。箱梁混凝土分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板,浇注至肋板顶部,第二次浇筑顶板和翼板,两次浇筑接缝按施工缝处理。混凝土浇筑从一端向另一端呈梯状分层连续浇筑,上层与下层前后浇筑距离保持2m左右,在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。混凝土浇筑应注意以下事项:1、混凝土浇筑前,用人工及吹风机将模板内杂物清除干净,对支架、模板、钢筋和预埋件进行全面检查,同时对吊车、拌合站、罐车、发电机和振捣棒等机械设备进行检查,确保万无一失。2、混凝土浇筑应对称纵向中心线,先中心,后两侧对称浇筑。混凝土分层厚度为30cm,浇注过程中,随时检查混凝土的坍落度。3、混凝土振捣采用插入式振动棒,移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍,作用半径约为振动棒半径的8~9倍。4、振动棒振捣时与侧模保持5~10cm的距离,避免振捣棒接触模板和预应力管道等。振捣上层混凝土时,振捣棒要插入下层混凝土10cm左右。对每一振动部位振捣至混凝土停止下沉,不再冒气泡,表面平坦、泛浆为止,避免漏振或过振,每一处振完后应徐徐提出振动棒。5、在混凝土浇筑过程中安排专人跟踪检查支架和模板的情况,模板若出现漏浆现象,要用海绵条进行填塞。在浇筑混凝土前,在L/2,L/4截面位置的底模板下挂垂线,每截面分左边、左中、中线、右中、右边设五道垂线。垂线下系钢筋棍,在地面对应位置埋设钢筋棍,在两根钢筋棍交错位置划上标记线,以此来观测混凝土浇筑过程中底板沉降情况,若发生异常情况,立即停止浇筑混凝土,查明原因后再继续施工。6、第一次浇筑混凝土,浇注至腹板顶部时,做好施工缝。混凝土高度略高出设计腹板顶部1cm左右,将顶面的水泥浆和松散砼凿除掉,露出坚硬的混凝土粗糙面,用水冲洗干净。7、第二次浇筑箱梁顶板混凝土时,在L/2,L/4墩顶等断面处,从内侧向外侧间距5m布设钢筋棍,将钢筋棍焊在顶层钢筋上,使顶端标高为顶板标高,以此办法来控制顶板砼浇筑标高及横坡度。混凝土经振实整平后进行真空吸水。真空吸水时间(min)为板厚(cm)的1~1.5倍,为10~15min,以剩余水灰比来检验真空吸水效果。真空吸水机开机后真空度逐渐增加,当达到要求的真空度(500~600mm汞柱)开始正常出水后,真空度要保持均匀。结束吸水工作前,真空度逐渐减弱,防止在混凝土内部留下出水通路,影响混凝土的密实度。真空吸水完毕后,用提浆棍滚压,使其表面出浆,便于抹面。提浆棍滚压后,紧跟着人工抹面,抹面时要架设木板,不得踩砼面,以免影响平整度。待抹面后约半小时左右,采用抹光机再次进行抹面整平,最后再人工进行收浆抹面。混凝土收浆抹面后进行人工拉毛,采用钢丝刷横桥向拉毛,深度控制在1~2mm。要掌握好拉毛时间,早了带浆严重,影响平整度,晚了则拉毛深度不够,一般凭经验掌握,在砼表面用手指压时有轻微硬感时拉毛为宜。分两次进行抹面。第一次抹面对混凝土进行找平,在混凝土接近终凝、表面无泌水时,进行二次抹面收光。然后横桥向进行拉毛处理。8、在浇筑箱梁顶板预留孔混凝土前,应清除箱内杂物,避免堵塞底板排水孔。主梁顶面预留孔四壁凿毛,填筑预留孔混凝土要振捣密实。9、混凝土养生采用土工布覆盖洒水养生,保证混凝土表面始终处于湿润状态,养生时间不少于7天。用于控制张拉、落架的混凝土强度试块放置在箱梁室内,同条件进行养生。养生期内,桥面严禁堆放材料。Ⅷ、预应力工程预应力工程作为现浇箱梁的重中之重,从预留孔道的布设、锚垫板的安装、锚下砼的振捣以及张拉和压浆操作均不容忽视。一旦某一环节出现问题,就会造成质量问题。预应力工程分孔道成型、下料编束、穿索、张拉和压浆五个步骤:1、孔道成型预应力管道成型采用金属波纹管,金属波纹管在使用前要逐根检查,不得使用有锈包裹及沾有油污,泥土或有撞击、压痕,裂口的波纹管。金属波纹管在安放时,根据管道座标值,安设计图纸要求设置定位筋,并用绑丝绑扎牢固,曲线部分采用U型定位环与定位筋绑扎,卡牢波纹管。在波纹管接头部位及其与锚垫板喇叭接头处,用宽胶带粘绕紧密,保证其密封,不漏浆。锚头安装时,应使锚头入槽,不得随意放置。限位板安装过程中注意钢绞线与孔洞一一对应,防止错位,造成张拉过程中钢绞线断丝,限位板槽的深浅合适,防止过浅钢绞线刻痕厉害,过深造成夹片外露较长或错位。2、下料编束首先检查钢绞线质量是否符合设计要求,保证钢绞线表面无裂纹毛刺,机械损伤,氧化铁皮或油迹。钢绞线下料长度经计算确定,L=(两锚头间的设计长度)+2(锚具厚度+限位板厚度+千斤顶长度+预留长度)。钢绞线切割用砂轮机切割后编成束,编束时保持每根钢绞线之间平行,不缠绕,每隔1—1.5m绑扎一道铅丝,铅丝扣向里,绑好的钢绞线束编号挂牌堆放,离开地面,以保持干燥,并遮盖防止雨淋。3、穿束箱梁钢绞线采用钢套牵引法,穿束时钢绞线头缠胶带,防止钢绞线头被挂住。4、张拉① 张拉设备的选型:张拉设备为2台350吨千斤顶和两台ZB4-500油泵,为了保证张拉工作安全可靠和准确性,所选用设备的额定张拉力要大于所张拉预应力筋的张拉力。预应力筋的张拉力计算如下:Ny=N×δk×Ag×1/1000式中:Ny——预应力筋的张拉力;N——同时张拉的预应力筋的根数;δk——预应力筋的张拉控制应力;Ag——单根钢绞线的截面积。本施工段预应力张拉需用最大张拉力为:Ny=15×1370×182×1/1000=374(t)现场采用2台400吨千斤顶进行同步张拉,通过上式计算可知,能够满足现场生产的需要。根据规范及张拉应力的要求,采用油压表的量程为0~100Mpa,精度为1.5级,其读数盘的直径要求大于150mm。② 设备的校验:油压千斤顶的作用力一般用油压表来测定和控制,为了正确控制张拉力,因此需对油压表和千斤顶进行标定。首先在计量局对油压表进行检验,测试合格后,方可用于施工中。然后选用大吨位的砝码加载万能试验机进行加载试验,对千斤顶和油泵组成的系统进行标定,标定合格后方可用于施工中。③ 张拉施工人员安排:组成张拉班,技术负责人2人,司泵2人,记录2人,千斤顶操作2人,各负其责,张拉前对张拉班进行技术培训,使明白设备性能、操作规程和安全要领等方面的知识。④ 预应力筋张拉预应力筋按技术规范和设计图纸进行张拉,张拉程序为0→初应力→δk (持荷2min 锚固)。张拉时,边张拉边测量伸长值,采用应力、应变双控制,实际伸长值与理论伸长值相比误差控制在±6%以内,如发现伸长值异常则暂停张拉并通知监理工程师,张拉现场记录及时整理,并报监理工程师,并按监理工程师批示的措施进行处理。各批钢束张拉时为对称张拉。张拉过程中统一指挥,两端张拉速度尽可一致。出现的响动或异常现象立即停止施工,进行检查,查明原因后再行张拉。钢绞线理论伸长值△L计算△ L=PpL/(ApEp)式中:Pp——张拉力(N);L——预应力筋的长度(mm);Ap——预应力筋的截面面积(mm2);Ep——预应力筋的弹性模量(N/ mm2)。预应力筋张拉的实际伸长值△L,按照下式计算:△ L=△L1+△L2△ L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;△L2——初应力以下的推算伸长值,可采用相邻级的伸长值。由于千斤顶等设备未到位,无法计算L值,待设备就位后再计算△L值。5、孔道压浆压浆前为使孔道压浆流畅,并使浆液与孔壁结合良好,压浆前用高压水冲冼孔道,然后用无油脂压缩空气吹干。采用真空灌浆工艺及时灌浆,压浆时采用边拌和边压浆的方式连续进行,直至出口冒出新鲜水泥浆,其稠度与压注的浆注相同时即可停止。压浆施工完毕后,立即进行封锚混凝土施工。Ⅸ、卸架预应力工程施工完毕后,开始进行卸架,卸架时应按先跨中后两边的顺序均匀拆除,严禁野蛮施工,卸架后的支架应堆放整齐,以方便以后的施工。三、质量保证措施1、质量目标:严格执行交通部现行《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)及招标文件投标书中有关规定并满足设计要求,争创优质工程。2、开工前,首先对测量放样数据作好纪录。3、对于关键的预应力工程实行专人负责,专人管理。4、施工前,施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件,了解设计意图,明确施工技术重点、难点,进行技术交底。5、施工过程中严格执行自检、互检、专职检的三检制度,且内部监理行使否决权。6、实行工序交接制度,关键工序班组检查合格,经内部监理工程师检查,确认符合要求后,填写好检查记录,然后请监理工程师复核鉴定,才能进行下道工序施工。四、进度保证措施1、确保施工质量,只有质量有保证,施工进度才能有保证;2、成立现浇箱梁生产项目领导责任区,由项目经理负责,加强对箱梁施工的宏观管理。3、各负其责,责任到人,建立施工质量、进度奖罚制度;4、钢筋、砂石料和水泥等原材料备料充足,避免出现等料误工情况的发生;5、对拌合站、吊车及发电机等机械设备及时检查,保证机械设备始终处于良好工作状态;6、加强对施工人员培训工作,使之能快速、熟练掌握操作要领,保证工序衔接紧密。五、安全、文明施工保证措施1、严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定。2、箱梁梁施工前,安保部对现场工作人员进行安全技术交底。3、封闭338省道时,满堂支架两侧10m处堆放砂袋,并安排专人指挥交通。4、钢绞线张拉时,两端设警戒标志,专人看护,闲杂人员不得靠近,确保张拉安全。5、施工人员必须配戴安全帽和安全带,支架上方搭设栏杆和安全网。6、机械操作必须遵守规程安全操作,不得违章作业。7、施工现场要整齐规范,各种警示牌和施工铭牌树立齐全。 箱梁支架受力计算书K135+199.445分离立交桥箱梁支架受力计算取右幅箱梁支架进行受力计算。一、荷载计算1、箱梁荷载:箱梁钢筋砼自重:G=777m3×26KN/m3=20202KN 偏安全考虑,取安全系数r=1.2,以全部重量作用于底板上计算单位面积压力: F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷(12.4m×72m)=27.153KN/m2 2、施工荷载:取F2=2.5KN/m2 3、振捣混凝土产生荷载:取F3=2.0KN/m2 4、箱梁芯模:取F4=1.5KN/m2 5、竹胶板:取F5=0.1KN/m2 6、方木:取F6=7.5KN/m3二、底模强度计算箱梁底模采用高强度竹胶板,板厚t=15mm,竹胶板方木背肋间距为300mm,所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。1、模板力学性能(1)弹性模量E=0.1×105MPa。(2)截面惯性矩:I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4(3)截面抵抗矩:W= bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3(4)截面积:A=bh=30×1.5=45cm22、模板受力计算(1)底模板均布荷载:F= F1+F2+F3+F4=27.153+2.5+2.0+1.5=33.153KN/m2q=F×b=33.153×0.3=9.946KN/m(2)跨中最大弯矩:M=qL2/8=9.946×0.32/8=0.112 KNm(3)弯拉应力:σ=M/W=0.112×103/11.25×10-6=9.9MPa<[σ]=11MPa 竹胶板板弯拉应力满足要求。(4)挠度:从竹胶板下方木背肋布置可知,竹胶板可看作为多跨等跨连续梁,按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算,计算公式为: f=0.677qL4/100EI=(0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)=0.65mm<L/400=0.75mm 竹胶板挠度满足要求。 综上,竹胶板受力满足要求。三、横梁强度计算横梁为10×10cm方木,跨径为0.9m,中对中间距为0.4m。截面抵抗矩:W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3截面惯性矩:I= bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4作用在横梁上的均布荷载为:q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.4=(33.153+0.1)×0.4=13.3KN/m跨中最大弯矩:M=qL2/8=13.3×0.92/8=1.35KNm落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×103MPa1、横梁弯拉应力:σ=M/W=1.35×103/1.67×10-4=8.08MPa<[σ]=14.5MPa横梁弯拉应力满足要求。2、横梁挠度:f=5qL4/384EI=(5×13.3×0.94)/(384×11×106×8.33×10-6) =1.24mm<L/400=2.25mm横梁弯拉应力满足要求。综上,横梁强度满足要求。四、纵梁强度计算纵梁为10×15cm方木,跨径为0.9m,间距为0.9m。截面抵抗矩:W=bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3截面惯性矩:I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m40.9m长纵梁上承担3根横梁重量为:0.1×0.1×0.6×7.5×3=0.135KN横梁施加在纵梁上的均布荷载为:0.135÷0.9=0.15KN/m作用在纵梁上的均布荷载为:q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.15=33.253×0.9+0.15=30.078KN/m跨中最大弯矩:M=qL2/8=30.078×0.92/8=3.045KNm落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×103MPa1、纵梁弯拉应力:σ=M/W=3.045×103/3.75×10-4=8.12MPa<[σ]=14.5MPa纵梁弯拉应力满足要求。2、纵梁挠度:f=5qL4/384EI=(5×30.078×0.94)/(384×11×106×2.81×10-5) =0.83mm<L/400=2.25mm纵梁弯拉应力满足要求。综上,纵梁强度满足要求。

钢筋混凝土拱桥施工技术方法

  一、拱桥的类型与施工方法   1、类型   按拱圈与车行道的相对位置以及承载方式分:上承式、中承式、下承式   按拱圈混凝土浇筑的方式分:现浇混凝土拱、预制混凝土拱再拼装   2、主要施工方法   按拱圈施工的拱架(支撑方式 ):支架法、少支架法、无支架法   施工方法选用:根据拱桥的跨度、结构形式、现场施工条件、施工水平等因素   3、拱架种类与形式   拱架种类按材料分:木拱架、钢拱架、竹拱架、竹木混合拱架、钢木组合拱架、土牛拱胎架   按结构形式分:排架式、撑架式、扇架式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉式   选用拱架原则:拱架应有足够的强度、刚度和稳定性,同时要求取材容易、构造简单、受力明确、制作及装拆方便,并能重复使用   二、现浇拱桥施工   1、一般规定   装配式拱桥构件吊装时,混凝土的强度不得低于设计要求,无设计要求是,不得低于设计强度值的75%   拱圈(拱肋)放样是应按设计要求设预拱度,当设计无要求时,可根据跨度大小、恒载挠度、拱架刚度等因素计算预拱度,拱顶宜取计算跨度的1/1000-1/500;放样时,水平长度偏差及拱轴线偏差,当跨度大于20m时,不得大于计算跨度的1/5000;当跨度小于或等于20m,不得大于4mm   拱圈(拱肋)封拱合龙温度应符合设计要求,当设计无要求时,宜在当地年平均温度或5-10°C时进行   2、在拱架上浇筑混凝土拱圈   跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土:应按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称、连续浇筑,并在拱脚混凝土初凝前全部完成,不能完成时,则应在拱脚预留一个隔缝,最后浇筑隔缝混凝土   跨径大于或等于16m的拱圈或拱肋:宜分段浇筑;分段位置:拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、1/4跨径、拱脚及拱架节点等处;各段的接缝面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5-1m,当预计拱架变形较小时,可减少或不设间隔槽,应采取分段间隔浇筑   分段浇筑程序应符合设计要求,应对称于拱顶进行,各分段内的混凝土应一次连续浇筑完毕,因故中断时,应将施工缝凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式接合面   间隔槽混凝土浇筑应由拱脚向拱顶对称进行,应待拱圈混凝土分段浇筑完成且强度达到75%设计强度且接合面按施工缝处理后再进行   分段浇筑钢筋混凝土拱圈(拱肋)时,纵向不得采用通长钢筋,钢筋接头应安设在后浇的几个间隔槽内,并应在浇筑间隔槽混凝土时焊接   浇筑大跨径拱圈(拱肋)混凝土时,宜采用分环(层)分段浇筑方法浇筑,也可纵向分幅浇筑,中幅先行浇筑合龙,达到设计要求后,再横向对称浇筑合龙其他幅   拱圈(拱肋)封拱合龙时混凝土强度应符合设计要求,设计无要求时,各段混凝土强度应达到设计强度的75%;当封拱合龙前用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时,拱圈(包括已浇间隔槽)的混凝土强度应达到设计强度   三、装配式桁架拱和刚构拱安装   1、装配式桁架拱、刚构拱采用卧式预制拱片时,为防止拱片在起吊过程中产生扭折,起吊时必须将全片水平吊起后,再悬空翻身竖立   2、大跨径桁式组合拱,拱顶湿接头混凝土,宜采用较构件混凝土强度高一级的早强混凝土   3、安装过程中用全站仪,对拱肋、拱圈的挠度和横向位移、混凝土裂缝、墩台变位、安装设施的变形和变位等项目进行观测   4、拱肋吊装定位合龙时,应进行接头高程和轴线位置的观测,以控制、调整其拱轴线,使之符合设计要求。拱肋松索成拱以后,从拱上施工加载起,一直到拱上建筑完成,应随时对1/4跨、1/8跨及拱顶各点进行挠度和横向位移的观测   四、钢管混凝土拱   1、弯管宜采用加热顶压方式,加热温度不得超过800°C   2、拱肋节段焊接强度不应低于母材强度   3、在钢管拱肋上应设置混凝土压注孔、倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板   4、钢管拱肋外露面应按设计要求做长效防护处理   5、钢管拱肋成拱过程中,应同时安装横向连系,未安装连系的不得多于一个节段,否则应采取临时横向稳定措施   6、节段间环焊缝的施焊应对称进行,并应采用定位板控制焊缝间隙,不得采用堆焊   7、合龙口的焊接或栓接作业应选择在环境温度相对稳定的时段内快速完成   8、采用斜拉扣索悬拼法施工时,扣索采用钢铰线或高强钢丝束时,安全系数应大于2   【拓展】拱桥   拱桥由来   赵州桥中国的拱桥始建于东汉中后期,已有一千八百余年的历史。它是由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。在形成和发展过程的外形都是曲的,所以古时常称为曲桥。在古文献中,还用“囷”、“窌”、“窦”、“瓮”等字来表示拱。   拱桥。造型优美,曲线圆润,富有动态感。单拱的如北京颐和园玉带桥,拱券呈抛物线形,桥身用汉白玉,桥形如垂虹卧波。多孔拱桥适于跨度较大的宽广水面,常见的多为三、五、七孔,著名的颐和园十七孔桥,长约150米,宽约6.6米,连接南湖岛,丰富了昆明湖的层次,成为万寿山的对景。河北赵州桥的“敞肩拱”是中国首创,在园林中仿此形式的很多,如苏州东园中的一座。   拱桥特点   中国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年,但中国的拱桥却独具一格。形式之多,造型之美,世界少有。有驼峰突起的陡拱,有宛如皎月的坦拱,有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥,也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的(如大拱上加小拱,现称空腹拱)和不敞开的(现称实腹拱)。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形,可说应有尽有。   拱桥孔数上有单孔与多孔,多孔以奇数为多,偶数较少,多孔拱桥,如果当某孔主拱受荷时,能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去,这样的拱桥称为连续拱桥,简称连拱;江浙水乡的三、五、七、九孔石拱桥,一般是中孔最大,两边孔径依次按比例递减,桥墩狭薄轻巧,具有划一格局,令人钦佩。由于桥孔搭配适宜,全桥协调匀称,自然落坡既便于行人上下,又利于各类船只的航运。杭州市城北的拱辰桥是三孔的一例,建于明崇祯四年(1631年)。有的桥孔多达数十孔,甚至超过百孔,如1979年发现的徐州景国桥,就有104孔,估计它是明清桥梁。多跨拱桥又有连续拱和固端拱,固端拱采用厚大桥墩,在华北、西南、华中、华东等地都可见到,连续拱只见于江南水乡。按建拱的材料分有石拱、木拱、砖拱、竹拱和砖石混合拱。   单孔拱桥   拱桥以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济,结构简单,施工方便,是普遍采用的形式,但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的.拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。   拱桥式样   拱桥是中国最常用的一种桥梁型式,其式样之多,数量之大,为各种桥型之冠,特别是公路桥梁,据不完全统计,中国的公路桥中7%为拱桥。由于中国是一个多山的国家,石料资源丰富,因此拱桥以石料为主。建于公元1990年,跨径120m的湖南乌巢河大桥,是当今世界跨径第一的石拱桥。中国建造的钢筋混凝土拱桥的形式更是繁花似锦,式样之多当属世界之最,其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等,它们大多数是上承式桥梁,桥面宽敞,造价低廉。   拱桥箱形拱主要用于大跨径。重庆涪陵乌江大桥,跨径200米,是中国已建成的最大跨径的箱形拱,跨径420米的万县长江大桥正在设计中,它将是世界最大跨径的钢筋混凝土拱桥。双曲拱是中国首创并不断改进的一种新型钢筋混凝土拱桥,它发源于江苏无锡,遍步各地,最大跨径当推河南前河大桥,跨径150米;桁架拱是在软土地基上为了减轻自重、改善拱上建筑与主拱圈共同作用,藉桁架原理逐步发展起来的一种轻型钢筋混凝土拱桥,适用于中小跨径桥梁。当采用了预应力措施和悬臂拼装的方法,就形成一种悬臂组合桁架拱桥,正在建造的贵州江界河大桥,主跨330米,是国内最大跨径的在建拱桥。四川宜宾小南门大桥为跨径240米的中承式肋拱,是中国该种桥型的最大跨径。刚架拱桥是从简化拱上建筑着眼,利用斜撑将桥面最不利荷载位置的荷载传至拱脚,以改善主拱的受力,在江苏无锡建成了跨越大运河的三座跨径100米的钢筋混凝土刚架拱。在中国也建有一定数量的下承式钢筋混凝土肋拱,其中有的是系杆拱或刚拱刚梁组合拱,后者是跨径100m米的中承式无铰拱;中国还修建了一些钢拱桥及斜腿刚架桥。   中国在建造钢筋混凝土拱桥的实践中进行了拱轴线优化,混凝土徐变对混凝土拱内力重分布影响、连拱计算、拱桥荷载横向分布、各种形式拱桥的设计计算理论的创立与完善、组合装配式混凝土拱桥的施工控制等研究。为了适应在软土地基上建造混凝土拱桥,提出了组合桥台形式与其计算理论。在拱桥施工方法上也有所创新:如中小跨径拱桥以预制拱肋为拱架,少支架施工为主,或采用悬砌方法;大跨径拱桥则采取纵向分条,横向分段,预制拱肋,无支架吊装,组合拼装与现浇相组合的施工方法;此外,在采用无支架转体施工方法建造拱桥方面也有不少成功的经验。