斜拉桥的施工斜拉桥知识点6和7斜拉桥的施工.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,桥梁工程,（下）,混凝土斜拉桥,施工方法和结构计算,桥梁工程,（下）,总体施工进程（,知识点,6,）,斜拉桥是伴随主梁悬臂分段施工技术进步而发展起来的桥梁，在其适用的跨径范围内比其它桥梁有较大的优势,斜拉桥施工方法选择需考虑如下一些因素：施工现场自然条件、桥梁规模、结构形式、主梁截面形式、桥塔的形状和斜索的构造和布置形状等,基于索支承结构的受力要求，斜拉桥总体施工进程为：,塔柱,是首先施工的主要受力构件,主梁,塔柱施工完毕后或塔柱拉索锚固区施工约一半时开始施工（部分塔柱旁的梁段可能更早施工）,斜拉索,主梁施工至锚索段后随主梁延伸逐步安装,施工方法和结构计算,塔柱施工,主梁施工,斜拉桥结构计算,_,概述,施工方法和结构计算,斜拉索施工,塔柱施工,混凝土塔柱一般均采用分（节）段就地浇筑方法施工,每,段高度,2,5m,，类似高墩施工方法,混凝土输送采用,吊斗或混凝土输送泵,塔柱施工方法有：支架法、滑模法、爬模法和大型模板构件法等,各种塔柱施工方法的不同点，主要是模板、脚手平台及支撑系统,施工方法,塔柱施工,满布工作平台和模板施工法（支架法）,从地面或桥面以上立满,布支架及模板,适用于高度较小和形状,比较复杂的塔段施工，,不需要特殊装置和设备,施工方法,塔柱施工,爬升或滑升式模板与工作平台施工法,工作平台与模板组拼成,可自动升降的整体装置,利用下节塔柱中预埋的,钢件逐节提升模板与平,台结构,机械化程度较高，可缩,短工期，适用于大型桥,塔施工,施工方法,塔柱施工,大型模板平台组合件施工法,模板及平台做成容易组装和解体的大型标准构件,利用吊机或特殊起吊设备进行提升,施工方法,塔柱施工,施工要点,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动性，应采用合理的坍落度保证泵送混凝土不堵管,倾斜塔柱浇筑,应计算塔柱自重产生的弯矩，设置足够的横撑，保证柱背侧混凝土不受拉，必要时柱内配置临时预应力筋，并且满足线形控制要求,施工方法,塔柱施工,施工要点,横梁的浇筑,双柱塔间的横梁属于大体积混凝土，浇筑时应防止温度及收缩裂缝，同时模板支承必须稳定可靠,施工方法,塔柱施工,施工要点,拉索锚固区浇筑,塔柱上拉索锚固区内钢筋布置很密，应注意混凝土浇筑的密实性,拉索锚固的引导钢管等安置应准确、可靠固定，以保证拉索从管道中心穿过,施工方法,塔柱施工,施工要点,安全措施,塔柱施工是高空作业，安全应放在首位,脚手架必须有足够的强度，在大风天气时应有足够的安全储备,高塔施工时应防止雷击事故,施工方法,主梁施工,斜拉桥主梁施工方法的选择需要考虑如下一些因素：施工现场自然条件、施工设备、结构体系、索型、索距和主梁截面形式等,斜拉桥主梁的常用施工方法有：悬臂施工法（悬臂悬臂拼装法和悬臂浇筑法）、支架施工法、顶推施工法和转体施工法等,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,现代大跨径斜拉桥的主梁常采用悬臂法施工法,利用斜拉索逐段吊拉主梁，充分发挥斜拉桥的结构优势，减轻施工荷载，以达到延伸数百米长的悬臂,悬臂施工法可分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两种：,悬臂拼装法,一般先在塔柱两侧现浇一段起始梁段以提供放置起吊设备的长度，然后用起吊设备从塔柱两侧依次对称安装预制梁段，使悬臂不断伸长直至合拢,悬臂浇筑法,是先在塔柱两侧现浇部分梁段以提供安装挂篮的长度，然后用挂篮对称逐段现浇混凝土直至合拢,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,若在塔柱两侧对称进行悬臂施工，称为,双悬臂施工,当边跨在陆地上、主跨在水面上时，边跨也可在支架上施工，中跨仍采用悬臂施工，称为,单悬臂施工,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂拼装法,悬臂拼装法用于,混凝土主梁时，,需要大吨位的起,重设备,水面上施工时可,根据施工条件采,用,大吨位浮吊,提,升、拼装梁段,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂拼装法,也可采用,桥面吊机,提升、拼装梁段,临时定位后再连接,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂拼装法,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂拼装法,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂浇筑法,悬臂浇筑法是成熟的施工方法，大部分混凝土斜拉桥的主梁都采用悬臂浇筑法施工,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂浇筑法,早期挂篮每次只能浇筑,3,5m,，但拉索的索距一般为,6,10m,，挂篮必须移动两次才能完成一个索距施工,目前普遍使用的,牵索（前支点）,式挂篮，每次浇,筑一个索距的节,段，工期可以缩,短一半,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂浇筑法,为满足长挂篮的受力,要求，浇筑混凝土时,将斜拉索临时锚固在,挂篮的前端,待混凝土达到强度、,预应力筋张拉后将拉,索锚点转移到主梁上,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂浇筑法,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂浇筑法,施工方法,主梁施工,悬臂施工方法,_,悬臂浇筑法,单索面箱梁为减轻每次浇筑重量，可将梁段截面分解、按品字形方式向前浇筑,先完成包含拉索锚固区的中箱，张拉斜拉索，形成独立的稳定结构,然后以中箱为依托，,浇筑两侧边箱,最后用悬挑小挂篮,浇筑悬臂板,施工方法,主梁施工,支架施工方法,主梁全部在支架上浇筑或拼装，然后安装斜拉索，索力调整过程中主梁逐步脱架,支架法只用于桥梁跨径小，或桥下净空低、搭设支架方便且不影响桥下交通的情况,施工方法,天津永和桥：,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,顶推施工方法,跨内需设若干临时支墩，顶推时可有两种结构方式：,主梁配置临时预应力钢束，顶推过程中为连续梁，塔柱、斜拉索在主梁顶推到位后安装,或主梁、塔柱和斜拉索在顶推时已安装或部分安装,顶推法适用于塔梁,固结、墩梁分离,的斜拉桥,施工方法,主梁施工,顶推施工方法,Millau viaduct bridge,施工方法,主梁施工,顶推施工方法,Millau viaduct bridge,施工方法,主梁施工,顶推施工方法,Millau viaduct bridge,施工方法,主梁施工,顶推施工方法,Millau viaduct bridge,施工方法,主梁施工,顶推施工方法,Millau viaduct bridge,施工方法,主梁施工,转体施工方法,将上部结构分别在两岸或一岸顺河流方向的支架上现浇或拼装，并完成拉索安装、落架等工作，然后以墩、塔为圆心整体旋转到桥位合拢,适用于桥址地形平,坦、墩身较矮及适,合整体转动的中小,跨径斜拉桥,施工方法,施工方法,主梁施工,转体施工方法,主梁施工,转体施工方法,施工方法,主梁施工,转体施工方法,施工方法,制索工艺流程：,钢丝除锈,调直,应力下料,防护漆,穿锚,镦头,浇锚,烘锚,拉索防护,超张拉,标定。,斜拉索施工,拉索的制作,斜拉索施工涉及拉索的制作、挂索和张拉,拉索可分为预制索（成品索）和现制索,施工方法,索长计算：,是为得出制作拉索的钢丝下料长度，首先求出每一根拉索的长度基数,L0，,然后对这一基数进行若干修正，即可得到钢丝的下料长度,L,斜拉索施工,拉索的制作,施工方法,斜拉索施工,挂索,挂索就是将拉索架设到索塔锚固点和主梁锚固点之间的位置上。由于斜拉桥的结构特点，挂索总是从短索进行到长索,较短的成品索直接利用吊机将拉索起吊，借助卷扬机由钢丝绳或钢绞线将拉索锚头分别牵入主梁和塔柱的锚垫板后方初步固定,施工方法,斜拉索施工,挂索,长索垂度大，无法直接用卷扬机将锚头牵引到锚垫板后方,在锚头接近锚垫板时，用钢连接杆或钢绞线束将锚头连接到千斤顶，由千斤顶将锚头拉到锚垫板后方，初步固定,施工方法,斜拉索施工,挂索,超长斜拉索垂度特别大，连接杆或钢绞线束可能已无法将锚头连接到千斤顶，可以先架设临时索，然后沿临时索将斜拉索牵引到位,施工方法,斜拉索施工,挂索,施工方法,斜拉索施工,挂索,非成品现制钢绞线拉索是在挂索过程中成索的,先在拉索上方设置一根钢缆作为导向索，将拉索的防护套管悬挂在导向索上,然后逐根穿入钢绞线，用,小型千斤顶单根张拉钢绞,线后安装夹片，完成成索、,挂索和张拉全过程,施工方法,斜拉索施工,张拉,_,塔上张拉,成品索直接用千斤顶整索张拉,施工方法,斜拉索施工,张拉,_,塔上张拉,现场制作钢绞线索可用小千斤顶逐根张拉，也可仅用小千斤顶将初应力调均匀，然后再用大千斤顶整索张拉,施工方法,斜拉索施工,张拉,_,梁上张拉,施工方法,斜拉索施工,张拉,国外还采用过临时钢索将主梁前端拉起或在支架上用千斤顶将主梁端顶起，安装拉索后再将主梁放平的间接张拉方法,施工方法,斜拉桥计算,_,概述,斜拉桥动力分析,斜拉桥的计算（,知识点,7,）,结构计算,整体分析、局部分析及施工理论计算等,风振分析和地震分析等,斜拉桥稳定性分析,斜拉桥静力分析,概述,_,静力方面,斜拉桥内部高次超静定，在结构体系、尺寸、材料、重力确定后，结构受力很大程度取决于,拉索的张拉力,单根索力大小及各根索力之间的分配，可以组成无穷多组,索力方案,，每组方案对应一种受力状态,斜拉桥设计的首要问题是确定一组,最优索力,，使成桥时的结构永久作用（恒载）下受力达到,最优状态,达到最优状态时，主梁和塔柱的永久作用（恒载）弯矩很小，索力分布合理，线形达到设计要求,结构计算,概述,_,静力方面,斜拉桥的汽车人群（活载）下的受力性能与永久作用（恒载）下有很大区别，后者可通过索力调整，但前者只与结构体系、构件截面及材料等性能有关,大跨度斜拉桥主梁自重大，,永久作用,（恒载）,索力,也大，,汽车人群,（活载）,索力,只约占总索力的,20,，,但主梁及塔柱的,汽车人群,（活载）,弯矩,远超过永久作用,汽车人群,（活载）,挠度,是体现斜拉桥刚度的主要指标,结构计算,概述,_,静力方面,济南黄河大桥设计考虑的静力因素及主梁内力,结构计算,概述,_,静力方面,济南黄河大桥设计考虑的静力因素及主梁内力,结构计算,概述,_,静力方面,确定了成桥最优状态后，可将该状态看成一种,理想状态,，再去定出施工阶段的控制状态,按照该控制状态进行施工，成桥后就可能达到上述定义的理想状态,斜拉桥构件局部计算内容主要是横梁及桥面板的计算,结构计算,基本要素,_,几何非线性,结构受力的平衡是建立在变形后的几何形状上的,受力较小或结构刚度很大时，几何形状改变可以忽略,斜拉桥跨径大、线刚度小，结构变形大，几何形状改变不能忽略,每个荷载增量均作用在几何尺寸不同的结构上，内力、变形与荷载呈非线性关系,由于几何形状改变造成的非线性称为,几何非线性,结构计算,概述,_,静力方面,桥梁结构在正常使用阶段计算时，通常假定材料是线性弹性的，即应力与应变呈线性正比关系,严格说材料（尤其是混凝土材料）是非线性弹性的，即弹性模量随应力的变化而变化，且通常弹性模量随应力增加而减小,但斜拉桥属于大位移小应变的受力状态，除非进行超载和极限承载力计算，通常可不考虑材料非线性影响,在需考虑材料非线性时，需采用试验获得的材料应力应变曲线，由非线性有限元分析软件计算,结构计算,概述,_,稳定方面,斜拉桥的主梁及塔柱都是偏心受压构件，必须考虑成桥后和施工阶段的稳定性,跨度不大时可按规范结合弹性稳定分析方法进行验算,超大跨径时应按实际受力情况进行第二类稳定分析,结构计算,概述,_,动力方面,斜拉桥具有较强的受力耦合性，扭转和横向弯曲振型常密切耦合在一起，动力分析最好采用空间模型,地震较频繁的地区初步设计阶段就需考虑地震作用，飘浮体系斜拉桥的塔底弯矩有时会控制设计,风作用也是超大跨径斜拉桥控制设计的主要因素之一,结构计算,概述,_,结构计算模型的选取,目前，斜拉桥已可能采用基于块体或板壳单元的有限元分析软件，进行受力全过程模拟和受力性能分析,但限于技术普及程度、计算机容量及计算时间的限值等问题，必须进行一些适当的简化,斜拉桥设计普遍使用,平面杆系有限元分析模型,进行整体静力计算，稳定及动力计算则大多采用,空间杆系有限元分析模型,，局部计算多采用,三维板壳和块体单元模型,进行分析,结构计算,谢,谢,各,位,