1B413070 大跨径桥梁施工

　　主要考点讲解

　　刚构桥的施工

　　钢桥基本知识

　　按照力学体系分类，钢桥有梁、拱、索三大基本体系和组合体系桥;按照主梁结构形式，可分为钢板梁、钢箱梁、钢桁梁和结合梁;按照截面沿跨度方向有无变化，可分为等截面钢梁和变截面钢梁;按照连接方式，可分为铆接、焊接、栓接以及栓焊连接，若钢桥构件在工厂焊接后运到工地，再全部用焊接组装成钢桥，称为工地全焊连接，若在工地部分构件用高强度螺栓连接，另一部分用焊缝焊接组装成钢桥，则称为合用连接;而铆接现在己经基本上不再应用。

　　根据钢桥基本构件结构外形和构造的不同，钢桥制造可分为杆系、板系、管系结构。三种构件的制造在单元体的划分、下料切割、节段组装焊接、拼装等方面有很大的不同。杆系结构一般由H形断面和矩形断面的杆件组成的桁梁桥的基本构件，通常在工厂焊接成构件，在工地用高强螺栓连成整梁，结构的整体几何线形主要由栓孔尺寸线控制。板系结构由带纵横加劲肋的板单元件组成的箱梁，一般用于悬索桥和斜拉桥的主梁，通常在工厂焊接成带肋的板单元件，组装成箱梁节段，再运至桥位吊装连成桥梁整体，桥梁几何线形和焊接变形影响较大。管系结构是指钢管拱桥，通常在工厂制成管状拱肋节段安装，跨中合龙;或者在桥位岸侧拼装成半跨，转体就位、跨中合龙，合龙精度常受拱肋制造精度和焊接变形的影响。

　　杆系结构钢桥

　　钢桥的主要特点

　　1.钢材材质均匀，工作可靠度高，其抗拉、抗压和抗剪强度都较高，因而相对同跨度的桥梁，钢桥自重轻，便于运输和架设安装，适合修建大跨度桥和特大跨度桥;

　　2.钢材塑性和韧性好，抗冲击和振动能力高，不易突然断裂破坏;

　　3.钢桥的构件适合于工业化生产制造，便于运输，工地安装速度快，效率高，质量好，工期短;

　　4.钢桥在受到破坏后，易于修复和更换，适宜于战备和灾害恢复的快速抢修;

　　5.钢桥易于腐蚀，因此需要经常检查和定期喷涂防腐涂料，因此钢桥与其它桥梁相比，其养护费用较高。

　　钢桥工地安装要求

　　(1)杆件宜采用预先组拼、栓合或焊接，扩大拼装单元进行安装，对容易变形的构件应进行强度和稳定性验算，必要时应采取加固措施。杆件组拼前应清除杆件上的附着物，摩擦面应保持干燥、整洁。应根据外界环境和焊接等变形因素的影响，采取措施，保证钢梁结构的线形、拱度及中心线位置。

　　(2)在支架上拼装钢梁时，冲钉和粗制螺栓总数不得少于孔眼总数的1/3，其中冲钉不得多于2/3;孔眼较少的部位，冲钉和粗制螺栓总数不少于6个或将全部孔眼插入冲钉或粗制螺栓。

　　采取悬臂或半悬臂法拼装钢梁时，联结处所需冲钉数量应按所承受荷载计算决定，但不得少于孔眼总数的一半，其余孔眼宜布置精制螺栓，冲钉和精制螺栓应均匀布置。

　　高强度螺栓栓合梁拼装时，冲钉数量应符合上述规定，其余孔眼宜布置高强度螺栓，吊装杆件时，必须等杆件完全固定后方可松钩卸载。

　　(3)拼装用的冲钉直径(中段圆柱部分)应较孔眼设计直径小0.2～0.3㎜，其长度应大于板束厚度。

　　拼装用精制螺栓的直径应较孔眼设计直径小0.4㎜，拼装板束用的粗制螺栓直径应较孔眼直径小1.0㎜，冲钉和螺栓可用35号碳素结构钢制造。

　　(4)钢桥安装过程中，每完成一节间应测量其位置、标高和预拱度，不符合要求时应进行校正。

　　钢桥安装时的高强度螺栓连接施工要求

　　(1)由制造厂处理的钢桥杆件的摩擦面，在钢桥安装前应复验所附试件的抗滑移系数，合格后方可安装，并应符合设计要求。

　　(2)高强度螺栓连接副的安装应在钢桥杆件中心位置调整准确后进行，高强度螺栓、螺母和垫圈应按制造厂提供的批号配套使用。安装时杆件的摩擦面应保持清洁、干燥，并不得在雨中进行安装作业。

　　(3)高强度螺栓连接副组装时，应在板束外侧各置一个垫圈，有内倒角的一侧应分别朝向螺栓头和螺母支承面。高强度螺栓的长度应与安装图一致，安装时其穿入方向应全桥一致，且应自由穿入孔内，不得强行敲入;对不能自由穿入螺栓的孔，应采用铰刀进行铰孔修整，铰孔前应将该孔四周的螺栓全部拧紧，使板层密贴，防止钢屑或其他杂物掉入板层缝隙中，铰孔的位置应作施工记录。严禁采用气割方法扩孔。

　　(4)安装施工时，高强度螺栓不得作为临时安装螺栓使用，亦不得采用塞焊对螺栓孔进行焊接。

　　(5)高强度螺栓连接副施拧前，应在施工现场按出厂批号分批测定其扭矩系数。每批号的抽验数量应不少于8套，其平均值和标准偏差应符合设计要求;设计未要求时平均值偏差应在0.11～0.15范围内，其标准偏差应小于或等于0.01。测定数据应作为施拧的主要参数。

　　(6)高强度螺栓的设计预拉力、施工预拉力应符合规定。

　　(7)施拧高强度螺栓时，应按一定顺序，从板束刚度大、缝隙大之处开始，对大面积节点板应从中间部分向四周的边缘进行施拧，并应在当天终拧完毕。施拧时，不得采用冲击拧紧和间断拧紧方式作业。大六角头高强度螺栓的施拧，仅应在螺母上施加扭矩。

　　(8)高强度螺栓施拧采用的扭矩扳手，在作业前后均应进行校正，其扭矩误差不得超过使用扭矩值的±5%。

　　(9)采用扭矩法施拧高强度螺栓连接副时，初拧、复拧和终拧应在同一个工作日内完成。

　　钢桥工地焊接连接要求

　　(1)杆件的工地施焊连接应按设计规定的顺序进行;设计未规定的，纵向宜从跨中向两端，横向宜从中线向两侧对称进行。

　　(2)箱形梁梁段间的焊接连接，应在梁段就位、固定并经检查合格后再进行施焊。施焊应按顶板、底板、纵隔板的顺序对称进行;梁段间的焊缝经检验合格后，应按先对接后角接的顺序焊接U形肋嵌补件。

　　(3)当钢桥为焊接与高强度螺栓合用连接时，栓接结构应在焊缝检验合格后再终拧高强度螺栓连接副。

　　(4)工地焊接前应做工艺评定试验，施焊应严格按己评定的焊接工艺进行。焊接前应对接头坡口、焊缝间隙和焊缝板面高低差等进行检査，并应采用钢丝砂轮对焊缝进行除锈，且工地焊接应在除锈后的24h内进行。

　　(5)工地焊接时应设立防风、防雨设施，遮盖全部焊接处，工地焊接环境要求为：风力应小于5级;温度应高于5℃;相对湿度应小于85%;在箱梁内焊接时应有通风防护安全措施。

　　斜拉桥施工

　　斜拉桥由梁、塔、索三种基本构件组成桥梁结构体系。

　　斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用斜拉索直接锚固在索塔上的一种桥梁，是由承压的塔、 受拉的索和承弯的梁组合起来的一种结构体系，可看作是用拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。这种布置形式可使梁体内弯矩减少，降低建筑高度，减轻结构自重，节省材料。斜拉 桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的主要桥型。

　　斜拉桥按主梁的受力状态分为漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系。

　　漂浮体系为塔墩固结、塔梁分离，主梁除两端有支承外，其余全部为拉索悬吊的多点弹 性支承的单跨梁。

　　支承体系即塔墩固结、塔梁分离，主梁在墩、塔处均设有支座，为具有多点弹性支承的 三跨连续梁，所有墩上支座均不约束纵向位移的称为半漂浮体系。

　　塔梁固结体系为塔梁固结并支承在墩上，梁的内力和挠度同主梁与塔柱的弯曲刚度比值有关，这种体系的连续支座至少有一个为纵向固定。

　　刚构体系为梁塔墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。另外，还有边跨斜拉索锚固在地锚上的地锚体系和在斜拉桥主跨跨中设置挂孔或剪力铰形成的T构体系。

　　按主梁材料分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥和钢管混凝土 斜拉桥。

　　按拉索的特征分为双索面、单索面、稀索体系、密索体系以及无背索体系斜拉桥。

　　按拉索的锚固体系分为自锚、地锚及部分地锚斜拉桥。

　　按塔形分为门形、独柱形、钻石形、A形、H形、倒V形、倒Y形等，还有斜塔、矮塔、 折线塔和曲线形塔等。

　　斜拉桥的施工主要包括主塔的施工、主梁的施工、拉索的施工等。

　　斜拉桥索塔施工要点

　　1.索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计综合考虑选用合适的方法。裸塔施工宜用爬模法，横梁较多的高塔宜用劲性骨架挂模提升法。

　　2.索塔的施工，除设置相应的塔吊外，还应设置工作电梯及安全通道。施工时应对其平面位置、断面尺寸、倾斜度、应力和线形等进行监测和控制。

　　3.斜拉桥施工时应避免塔梁交叉施工干扰，必须交叉施工时应根据设计和施工方法采取保证塔梁质量和施工安全的措施。

　　4.索塔横梁施工时应根据其结构、重量及支撑高度设置可靠的模板和支撑系统，考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差及日照的影响，必要时应设支承千斤顶调控，体积过大的横梁可二次浇筑。

　　5.斜塔柱施工时，必须对各施工阶段塔柱的强度和变形进行计算，应分高度设置横撑，使其线形、应力、倾斜度满足设计要求并保证施工安全。

　　6.索塔混凝土现浇应选用输送泵施工，超过一台泵的工作高度时，允许接力泵送，但必须做好接力储斗的设置，并尽量降低接力站台高度。

　　7.宜在索塔施工中设置劲性钢骨架，设置的劲性骨架应能起到保证钢筋架立、模板安装和拉索预埋导管空间定位精度的作用;劲性骨架应采用型钢制作，不得使用管材。

　　8.索塔施工组织设计中必须制定整体和局部的安全措施：

　　(1)设置运输安全设施，如塔吊起重量限制器、断索防护器、钢索防扭器、风压脱离开关等;

　　(2)防范雷击、强风、暴雨、寒暑、飞行器对施工的影响;

　　(3)防范吊落和作业事故并有应急的措施;

　　(4)应对塔吊、支架安装、使用和拆除阶段的强度稳定等进行计算和检查。

　　9.必须避免上部塔体施工时对下部塔体表面的污染。

　　拉索的构造

　　拉索按材料和制作方式的不同可分为以下几种形式：

　　1.平行钢筋索;

　　2.平行(半平行)钢丝索;

　　3.平行(半平行)钢绞线索;

　　4.单股钢绞缆;

　　5.封闭式钢缆。