请输入您要查询的百科知识:

 

词条 混凝土桥架设
释义 hunningtuqiao jiashe
混凝土桥架设(卷名:土木工程)
concrete bridge erection
  将混凝土桥(包括素混凝土桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥)的预制节段或构件拼装成桥并架设就位的施工过程。以往,混凝土桥是在支架上现浇的,其施工方法和钢桥架设方法区别较大。随着预应力混凝土技术的发展,过去用于钢桥的架设方法,也逐步应用到混凝土桥。就施工而言,现浇混凝土桥的方法,可以同预制件混凝土桥架设的方法,并在一起论述。混凝土桥架设施工方法,按桥梁主要承重结构在施工阶段的受力状态,可归纳为:支架施工,悬臂施工和整体架设三类(见桥梁施工、钢桥架设)。
  支架施工  包括膺架法、拱架法、移动式支架法等。
  膺架法  混凝土桥可在落地式膺架(也称脚手架)上现浇或拼装预制节段。由于混凝土桥的自重较大,膺架需按沉落量设置预加拱度,并安装落梁装置。如需跨越深沟或通航河流,可用整孔脚手钢梁代替落地式膺架,或在膺架中设置一部分脚手钢梁。有的混凝土桥承担悬臂弯矩的能力很小,不能采用悬臂施工;若在桥位设置膺架现浇或拼装,又受地形限制难以实现。遇此情况,只能在岸上浇制或拼装后,沿膺架或脚手钢梁顶面拖拉就位。中国兰州新城黄河桥(1959年)跨度62.4米的拱、梁组合结构(见彩图)就是这样架设的。


  拱架法  拱桥可在拱架上现浇或拼装预制节段。早期的混凝土拱桥,在木拱架上灌筑。40年代以后,逐步改用钢拱架施工。法国普卢加斯泰勒(Plougastal)三孔净跨171.7米公铁两用拱桥,在1930年用一套带系杆的木拱架,两端托在驳船上浮运到位,逐孔灌筑拱肋。西班牙埃斯拉拱桥(1939年)净跨192.4米,用悬吊在临时缆索上的轻型钢拱架,分8次灌筑拱圈的截面,并将拱架筑在混凝土内。每次灌筑达到一定强度后,用千斤顶在拱顶预留的楔口上施加推力,使之承担一部分恒载,故所用的拱架很轻。跨度 228米的苏联第聂伯河公铁两用上承式拱桥(1952年),在常备式钢拱架上分层灌筑拱肋,拱架桁高6米,共28片,用钢量较大。跨度150米的中国丰(台)沙(城)铁路永定河七号中承式拱桥(1966年),也是在常备式钢拱架上拼装预制构件拱肋的。由于设计时考虑拱肋底板合龙后能和拱架共同受力,拱架的用钢量减为700吨左右。澳大利亚格莱兹维尔拱桥 (1964年),跨度304.8米,桥宽26.5米,横向分为四条箱形拱肋,在钢拱架上拼装预制节段。拱架为折线支架,用一孔67米的钢桁架跨越通航河段,两端为多孔18.3米的钢梁支承在钢管排架上。拱架的宽度按一条拱肋设计,拼完一条后在桩基上横移,拼装下一条拱肋。由于桩基础不能重复使用。工程造价仍较昂贵。
  移动式支架法  也称逐孔施工法。中等跨度的混凝土梁桥,可用移动式模架逐孔现浇,或用移动支架逐孔拼装。
  ① 移动式模架法。模架由可移动的钢支架(桁架或箱梁)和制梁机组(包括模板、灌筑棚、张锚设备及有关机具)组成,分上承和下承式两种。长度约为桥跨的1.5~2.5倍。灌筑时,模架的支腿支承在桥墩上;模架前移时,后支腿在制成的梁上移动,中间及前支腿交替支承在前方桥墩上。此法的机械化施工程度较高,浇制一孔30~60米的预应力混凝土梁,只要10~20天,但模架的体积庞大,设备投资较多,故仅适用于桥位较高,桥梁外形大致相同的连续多跨长桥或高架桥。联邦德国的凯蒂格尔坡 (Kettiger Hang)桥(1955年)最早使用移动模架逐孔现浇施工。以后,其他国家亦相继采用此法建成一些中等跨度的长桥,如1975年日本建成的北上川铁路桥,为45孔30米、48孔32米及7孔47.71米的双线简支梁;1980年瑞士建成的贝肯里德高架桥为 40+55×55+50+35米的连续梁;中国公路桥梁公司1983年在伊拉克承建的摩苏尔四号桥为44+10×56+44米的连续梁等。
  ② 移动支架法。支架用钢桁架制成,分上承和下承两种。上承式支架支承在桥墩上,长度大致等于桥梁的跨度。在支架上拼完一孔混凝土梁后,用起重机将支架吊出,架设到下一孔继续拼装。下承式支架较长,支承在前方桥墩及已完成的梁上,移动时可向前推进。此法的施工进度较快,并能控制拼装的质量。美国的长礁(Long Key)桥全长3.7公里,用上承式支架逐孔拼装跨度 36米(两端孔为34.4米)的连续梁(8孔一联),平均每周拼装2.25孔。另一座用同法施工的7英里桥,全长10.6公里,用下承式支架逐孔拼装跨度41米(两端孔为25及43米)的连续梁(7孔一联),最快一周可拼装6孔。 
  悬臂施工  包括悬臂灌筑法、悬臂拼装法、顶推法等。悬臂的方式有:全悬臂、半悬臂、单悬臂、平衡悬臂等。
  悬臂灌筑法  简称悬浇法。
  ① 梁式桥悬浇法。混凝土梁桥可在悬臂端设置吊篮,在吊篮内灌筑混凝土节段,并张锚预应力筋,然后将吊篮前移,逐段悬臂灌筑。悬浇节段的长度一般为3~5米,施工周期 7天左右。此法的适用范围较广,大跨度预应力混凝土梁桥,宜用平衡悬臂法灌筑,以减小悬臂的长度。中等跨度梁式桥,可以单悬臂灌筑。早在30年代初,钢筋混凝土梁桥就用过悬浇法施工(见桥梁工程发展史)。但是,直到50年代,这种施工方法和预应力混凝土技术相结合以后,才充分发挥它的优越性,为混凝土梁桥向大跨度发展创造条件。 
  1953年,联邦德国用平衡悬臂法灌筑主跨114.2米的沃尔姆斯T形刚构桥,它是第一座跨度超过100米的预应力混凝土桥。1964年,以同样的施工方法建成本多夫T形刚构桥(见彩图),主跨达208米。此后,其他国家用悬浇法又建造一些跨度超过200米的预应力混凝土桥,如日本在1972~1976年接连建成浦户 (主跨230米)、彦岛(236米)、滨名(240米)等三座T形刚构桥;1977年,在太平洋加罗林群岛建成主跨240.8米的科罗尔—巴伯尔图阿普有铰连续梁桥;澳大利亚正在施工主跨260米的布里斯班的加特韦(Gateway)连续刚架桥等。中国柳州柳江公路桥 (1967年)主跨124米的T形刚构,成(都)昆(明)铁路孙水河5号桥(1970年),32.3+64.6+32.3米铰式连续梁,重庆长江公路桥(1980年,见彩图)主跨174米的T形刚构及主跨111米的沙洋汉江公路桥(1985年,图1),均采用悬浇法施工。
  


  ② 拱桥悬浇法。钢筋混凝土拱桥的跨度,虽然在60年代已超过300米,但由于采用拱架施工,造价方面难与预应力混凝土梁桥相竞争。因此,60年代后期,拱桥开始寻求新的施工途径,采用无支架的方法,从两端悬臂浇筑,在跨中合龙。由于拱肋截面的抗弯能力较弱,拱桥悬臂施工要有临时支承协助承受悬臂的弯矩。临时支承的方法:可在拱端设置塔索,吊住悬伸的拱肋;或设置拉杆与拱肋及拱上立柱构成悬臂的桁拱。1966年,南斯拉夫用塔索法悬臂灌筑跨度 246.4米的希贝尼克公路拱桥。一年以后,又以同样的施工方法建成跨度193.2米的帕格岛公路拱桥。此后,其他国家也用悬浇法建成一些大跨度拱桥。例如:跨度154.4米的联邦德国内卡河公路拱桥(1977年),及跨度272米的南非布劳克朗斯公路拱桥(1983年)等,均采用塔索法悬臂灌筑。日本赤谷川双线铁路桥(1979年),为跨度126米的拱、梁组合结构,是用斜拉杆组成悬臂桁拱的方法悬浇施工。
  悬臂拼装法  简称悬拼法。
  ① 梁式桥悬拼法。预应力混凝土梁桥可预制成节段悬臂拼装架设。和悬浇法相比,悬拼法除具有工厂预制节段的优点外(见混凝土桥制造),主要的特点是施工进度快,但需用吊装能力较大的起重设备,悬拼接缝也需要较高的工艺。节段间的接缝,一般分为宽接缝和密接灌注接缝。宽接缝填充混凝土或干硬性水泥砂浆,故也称湿接缝。密接灌注接缝为用环氧树脂,并可设剪力键传递剪力的接缝。节段的吊装,可用常备的吊机(可设在悬臂端、或岸上、或船上),但更适用的是推进式支架。推进式支架有长短两种。短支架的长度稍大于桥跨,采用平衡悬臂拼装时,支架前端悬臂,中间支腿支承在墩顶的梁上,后支腿支承在拼好的梁上。长支架的长度约为桥跨的两倍,悬拼时三个支腿均支承在桥墩上;支架前进时,后支腿在制成梁上移动,中间及前支腿交替支承在前方桥墩。由于推进式支架的成本随跨度的加大而剧增,目前多在跨度不超过 100米的多跨桥中采用。荷兰东斯海尔德桥(1965年,见彩图)的55孔91.4米及法国奥莱龙桥(1966年)的26孔79米的T形刚构,均采用平衡悬臂拼装架设。东斯海尔德桥的节段重190~275吨,用长支架吊装悬拼,接缝填充混凝土,平均进度每孔1.5周。奥莱龙桥的节段较轻,仅重42~75吨,用短支架吊装悬拼,节段间为密接灌注接缝,施工周期平均每孔8~10天。中国成(都)昆(明)铁路旧庄河桥(1966年)24+48+24米有铰连续梁及兰州城关黄河公路桥(1979年)47+3×70+47米连续梁等,均为悬拼法施工。


  ② 拱桥悬拼法。大跨度拱桥悬臂施工,除悬臂浇筑外,还可采用塔索或用拉杆和拱肋及立柱临时构成悬臂桁拱的方法,进行悬臂拼装。1979年,中国建成跨度150米的宜宾金沙江公路拱桥,就是用塔索协助悬臂拼成的。1980年,南斯拉夫建成以跨度390米闻名的克尔克桥(见彩图),其拱肋为预制构件拼装的单箱三室截面,先悬拼中间一室,并用滑模现浇拱上立柱,另在桥面位置及拱腹间设置水平拉杆及斜杆,和拱肋及立柱临时构成悬臂的桁架拱,用两台10吨缆索吊机吊装构件,从两端悬拼至跨中合龙,悬臂长度达195米(图2);最后,拼装拱肋的两侧室,完成全拱截面,并在拱顶设千斤顶进行应力调整。中国浙江嵊县清风桥 (1979年)2孔92米箱拱,也用类似的方法悬拼施工。
 


  顶推法  中等跨度的预应力混凝土连续梁,在桥头路堤上分节段现浇或拼装,用千斤顶顶推使其在滑道上纵移,悬臂架设就位。此法是在拖拉法(见钢桥架设)的基础上发展起来的,其特点为:不需要支架和大型机械设备,工程质量容易控制,边浇制边顶推占用场地少,冬季防寒简便,施工不受季节影响,但仅能用于等高度的梁桥,桥上线路应为直线或等半径的曲线。顶推的滑道用聚四氟乙烯板和镍铬钢板组成,滑移面的摩擦系数为0.02~0.04。顶推的方法有两种:①用竖直千斤顶将梁顶高5~10毫米左右,使之脱离支垛,启动水平千斤顶推动竖直顶连同梁体在滑道上纵移(图3a)。此法也可简化为竖直千斤顶位置固定,仅作顶落梁之用,梁体支承在另一个滑座上,用水平千斤顶推动(也可用穿心式水平顶拉曳)滑座连同梁体在滑道上纵移(图3b)。②用位置固定的穿心式水平千斤顶,通过拉杆及锚板直接拉曳梁体在滑道上纵移(图3c)。顶推的反力集中作用在一处的称为集中顶推;分散在各个墩台的称为多点顶推。多点顶推的施工进度快,桥墩受到的水平力较小。为减小顶推的悬臂弯矩,可在梁端加设导梁,或设置塔索吊住悬臂端,或设置临时墩。一般情况,顶推的悬臂长度(包括导梁)以40~50米为宜。在顶推的过程中,桥梁的每个截面都要交替承受梁跨的正负弯矩,故需增设预应力筋。


  1964年,委内瑞拉建成的卡罗尼河桥,为48+4×96+48米的连续梁,采用集中顶推施工。顶推时加设17米长的导梁,并在四个主跨中间各设置一个临时墩。顶推速度平均每天19.2米。南非象河铁路桥(1976年),为11×45+45+11×45米的连续梁(中孔为简支梁),全长1035米。施工时,将全桥23孔临时连成一整联连续梁,并设18米长的导梁,从桥的一端集中顶推,施工进度每孔7~10天。中国包头黄河公路桥(1983年),为3联4×65米的连续梁,用20米长的导梁并在每跨间设一个临时墩,采用分联多点顶推(每联重4600吨),顶推速度每小时2.7~4米。
  整体架设  包括整体吊装法、浮运法、转体法、横移法、架桥机架设法等。
  整体吊装法  整孔小跨度混凝土桥或混凝土桥的大型梁段,可用起重设备整体吊装架设。美国两座长38公里多的庞恰特雷恩湖堤桥(1956,1969年),分别为17.1米和25.6米的预应力混凝土简支梁,就是纵向分片预制,用浮吊整体吊装架设的,每天完成8~10孔。中国广东容奇公路桥(1984年)为73.5+3×90+73.5米连续梁,使用浮吊整体吊装500吨大型梁段。
  浮运法  混凝土桥也可采用浮运架设。科特迪瓦阿比让公铁两用桥(1957年)为8孔46.5米简支梁,每片重800吨,采用浮运法架设。苏联卢日尼克公路和地铁两用桥(1959年)为45+108+45米三跨连续系杆拱,中跨为全拱,边跨为半拱,在岸边分片拼装,经在中跨两端设临时塔架,塔顶用拉杆相连,且用斜杆吊住边跨,组成全重约5500吨的无推力结构,置于浮驳上浮运架设就位,然后拆除临时塔架及拉杆。
  转体法  混凝土斜张桥或拱桥,可分作两个半跨,在两岸利用地形及简单支架灌筑或拼装后,以索塔或墩台为中心,在水平面内整体旋转就位合龙。转体法的特点是:施工设备简单,质量容易控制,并能节省支架用料。转体的滑移装置,可用聚四氟乙烯板和镍铬钢板的环行滑道。奥地利多瑙运河56+119+56米的斜张桥 (1974年),分为两半(各长111米,重3000吨)在岸边浇筑后,以索塔为中心各转体45°就位合龙。 中国四川遂宁琼江公路拱桥(1977年)跨度70米,分为两个半拱(各重1200吨)在岸上浇筑,用卷扬机牵引各转体140°左右就位合龙(图4)。


  横移法  混凝土桥亦可采用横移法架设。联邦德国科隆—多伊茨桥,全长437米,分跨为132.1+184.5+120.7米。1979年要在1948年所建的钢梁一侧预留的位置处,增设一桥,经采用和钢梁同等跨度及高度的预应力混凝土连续梁,在钢梁旁边建成后,再整体横移5.3米就位。
  架桥机架设法  跨度不大的铁路混凝土简支梁,常使用铁路架桥机架设。
  参考书目 W.Podolny,Jr.,J.M.Muller,Construction and Desiɡn of Prestressed Concrete Seɡmental Bri-dɡes, John Wiley & Sons,New York,1982.
随便看

 

百科全书收录78206条中英文百科知识,基本涵盖了大多数领域的百科知识,是一部内容开放、自由的电子版百科全书。

 

Copyright © 2004-2023 Newdu.com All Rights Reserved
更新时间:2024/12/24 11:03:44