桥梁结构工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,项目九 桥梁结构工程,(1),桥梁工程的概念,指供公路、城市道路、,铁路、渠道、管线等,跨越,水体、山谷,或彼此间相互,跨越的,工程构筑物,，是交,通运输中重要的组成部分。,2,(2),桥梁的原始雏形是堤梁,(,在浅滩溪涧中筑起一个个石堤，堤间流水，人从石堤上跨越,),、独木桥、浮桥、石拱。,项目九 桥梁结构工程,3,独木桥,项目九 桥梁结构工程,4,石拱桥,世界上现存最古老的石桥，在希腊的伯罗奔尼撒半岛，是一座用石块干垒的单孔石拱桥，距今,3500,年左右。,项目九 桥梁结构工程,5,嘎尔输水桥,该桥又称尼姆水槽或嘎尔渡槽，位于法国，跨嘎尔河，用于供水。桥长,275m,，高,48.8m,，由上下三层石灰石拱卷组成。下层,6,个拱，中层,11,个拱，上层,36,个拱支承着输水槽。下层是人行桥，上层小拱平均跨径,4.8m,，水槽宽,1.22m,，顶面覆盖石板。建于公元前,19,世纪。,项目九 桥梁结构工程,6,浮,桥,项目九 桥梁结构工程,7,(3),现代桥梁的组成,其材料多用钢筋混凝土、预应力混凝土和钢材建造。,1),桥跨结构,(,桥孔或上部结构,),包括：,桥面板、桥,面梁,以及支承它们的,结构构件如,大梁、拱、,悬索,等。,作用：,承受桥面上各种车辆、行人的荷载。,项目九 桥梁结构工程,8,2),桥墩、桥台,(,下部结构,),是,支承桥跨结构的承重构件,。,桥台设在桥身两侧。作用支承桥跨结构还要与路堤衔接并防止路堤滑塌。,项目九 桥梁结构工程,9,3),墩台基础,是桥墩、桥台的埋入土中的扩大部分。,作用：,使桥上全部荷载传至地基。,墩台基础是桥梁工程施工较困难的部分，常要在水中作业。,项目九 桥梁结构工程,10,项目九 桥梁结构工程,11,桥墩。墩台基础在其下，常要水中作业，是桥梁施工的困难部分。,我国某特大斜拉桥正在施工的情况,项目九 桥梁结构工程,12,墩基础施工情况。该基础施工采用钢板桩围堰。,项目九 桥梁结构工程,13,武汉长江二桥水中,H,型桥塔施工情况,项目九 桥梁结构工程,14,桥梁涵洞按长度的分类,根据,公路工程技术标准,规定,:,涵洞：,L,8m,，,l,5m,小桥：,8m,L,30m,，,5m,l,20m,中桥：,30m,L,100m,，,20m,l,40m,大桥：,100m,L,500m,，,40m,l,100m,特殊大桥：,L500m,，,l,100m,项目九 桥梁结构工程,15,铁路桥梁规定,:,特大桥,(,桥长大于,500m),；,大桥,(,桥长,100,500m),中桥,(,桥长,20,100m),；,小桥,(,桥长,20m,及以下者,),涵洞,孔径一般为,0.75,6.0 m,到,2007,年止，营业线路桥梁,46888,座、,3355620,延长米。其中，全长,500,米以上的特大桥,826,座，,100,500,米的大桥,5459,座，,20,米,100,米的中桥,13872,座，,20,米的小桥,26731,座。,项目九 桥梁结构工程,16,按桥跨结构分,有梁式桥,(,含简支梁、连续梁、伸臂梁式,),、桁架桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥等。,梁 式 桥,项目九 桥梁结构工程,17,龙脑桥位于四川省泸州，建于明代洪武年间,(,公元,1378,1398,年,),。桥高,5,米、长,54,米，宽,1.9,米，共,13,孔，由,30,块长,3.6,米的青石板组成。中间个桥墩上分别雕有龙、象和麒麟的头像，石雕艺术精湛，造型别致，布局奇特。因石雕中有,4,个龙头故名龙脑桥。,项目九 桥梁结构工程,18,汉江桥位于陕西紫阳县，主跨为,45,2,50,45,米预应力混凝土形简支梁，边跨为,4,30,米预应力混凝土形简支梁，全桥,390,米，薄壁空心墩高,58,米，于,1987,年建成。,现代化的梁式桥,项目九 桥梁结构工程,19,该桥为预应力混凝土形简支梁桥。跨径布置为,67,50,米，全长,3429,米，基础钻孔桩直径,1.4,米和,2.1,米，桩长,32.537,米是黄河上第一座特大型桥梁，,1977,年建成。,洛阳黄河桥,项目九 桥梁结构工程,20,拱 桥,赵州桥,项目九 桥梁结构工程,21,乌龙江桥位于福建省福州市乌龙江下游峡口处，是中国较早建成的一座大跨度预应力混凝土型钢构桥。总长,552m,，分跨为,58,3,144,58m,，各刚构间采用,33m,简支挂梁连接。桥宽,12m,。,刚架桥,项目九 桥梁结构工程,22,丰城赣江桥位于江西省丰城市，总长,1207m,，分跨为,12,40,55,4,70,55,8,40m,；桥宽,2,1.0m,11m,。正桥为型墩,6,孔预应力混凝土连续刚构桥,.,Y,型墩连续刚架桥,项目九 桥梁结构工程,23,来宾红水河桥位于广西红水河湘桂铁路,线，是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥，建于,1981,年。全长,398m,，主跨,48,96,48m,，采用双塔竖琴型、塔梁固结、塔墩分离的结构形式。主梁截面为单箱双室，梁高,3.2m,，箱宽,4.8m,。索塔高,29m,，由两个塔柱组成。,斜拉桥,项目九 桥梁结构工程,24,沪定铁索桥，跨越大渡河，位于川、藏要道，是铁索桥中现存制作最精良的一座。桥净跨,100m,，桥宽,2.8,米，上铺木板，底索,9,根，每根索长约,128m,，两侧各有两根栏杆索，由四川善于制作铁索桥的全天州修建。两岸石砌桥台，用台身自重来平衡铁索的拉力。,悬索桥,项目九 桥梁结构工程,25,现代化大跨径悬索桥,江阴长江大桥位于江苏省江阴市与靖江市之间。大桥主跨,1385,米，为中国第一、世界第四大跨径悬索桥梁。桥面宽,33.8,米，按,6,车道高速公路标准建造，设计时速,100,公里。,项目九 桥梁结构工程,26,活动桥,还有特殊用途的桥如浮桥、活动桥等。,项目九 桥梁结构工程,27,桥梁结构施工方法总结,基础施工,墩台施工,上部结构施工,简支梁桥,逐孔法,悬臂法,顶推法,现浇拱桥,缆索吊装法,转体法,船,水中支架,自然,筑岛,围堰,干地施工,水域施工,就地浇筑,拼装预制件,桥梁结构施工,28,一、明挖扩大基础施工,施工内容：定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理、基础砌筑（浇注）、基坑回填。,1.,基坑开挖定位放样,开挖平面尺寸,=,基础尺寸,+,（,0.51.0,）米,+,放坡宽度,9.1,桥梁基础施工,29,9-1,明挖扩大基础施工,2.,、旱地（陆地）基坑开挖,1,）坑壁不加支撑的基坑,适用于垂直坑壁开挖、放坡开挖。,机械与人工配合开挖。,底部,30cm,人工开挖。,30,基坑施工注意事项：,（,1,）基坑四周设截水沟，防止水沟渗水，避免冲刷坑壁，影响坑壁稳定性。,（,2,）坑壁边缘留护道，静荷载距坑壁边缘,0.5m,，动荷载距坑壁,1.0m,。,（,3,）观察坑壁边缘是否开裂、松散塌落，保证安全。,（,4,）连续施工,（,5,）机械开挖至坑底，预留,30cm,人工开挖。,（,6,）避免雨季施工。,（,7,）基坑减少暴露时间，避免影响地基承载力。,（,8,）及时回填夯实。,31,安全事故案例,32,2,）坑壁设支撑的基坑开挖,A.,挡板支撑,分直衬板式、横衬板式、框架式、,锚桩式、锚杆式、斜撑式等。,根据土质情况，一次或分次开挖，,每次开挖深度小于,2m,。,33,34,B.,混凝土护壁支撑：,喷射混凝土和浇注混凝土,混凝土护壁适用于,除流砂及呈流塑状态的粘土外,的各类土的开挖防护，特别适用于较大直径、较深基坑的圆形或椭圆形基坑。,混凝土坑壁厚度：,d=EaD/2,35,36,喷射混凝土护壁,厚度,58cm,，深度,10m,。,渗水地段处理措施：,（,1,）每层开挖深度不大于,0.5m,，汇水坑设在基坑中心；,（,2,）开挖含水层时，一般扩挖,0.4m,，石料码砌，表面喷射厚度,58cm,混凝土；,（,3,）流砂、淤泥等夹层，可采用打设木桩，表面张挂铁丝网、竹筋后喷射混凝土。,37,现浇混凝土护壁,（,1,）每次施工深度,11.8m,；,（,2,）上下层预留,0.2m,浇注口堵塞；,（,3,）混凝土壁厚,815cm,。,38,3.,水中基础的基坑开挖,围堰施工,围堰的一般要求：,（,1,）围堰顶宜高出施工期间最高水位,70cm,（最低,50cm,），用于防御地下水时宜高出水位或地面,2040cm,。,（,2,）围堰外形应适应水流排泄，尽量减少压缩河床断面，以免造成雍水危及围堰安全和影响通航、导流。,（,3,）围堰要防水严密，减少渗漏。围堰外边坡采取防冲刷措施。,（,4,）围堰一般安排在枯水季节施工。,39,（一）土石围堰,适用范围：水浅、流速小、河床土层为不透水层。,当流速大于,0.7m/s,时，可采用草袋围堰。,草袋围堰应交错码砌，自上游开始，下游合拢。,（二）木笼围堰或竹笼围堰,适用范围：深层裸露河床不宜打桩或流速较大水深在,1.54.0m,情况。,构造：用方木、圆木或竹材叠成框架，内填土石,要求：稳定性，一般宽度大于,0.6,倍水深。,40,土石围堰,筑岛施工,2024/12/10 周二,41,42,筑岛施工,43,44,45,A.,钢板桩围堰,适用范围：适用于水深,1030m,的土层、砾石、卵石层、软岩等。,钢板桩锁口形式：阴阳锁口、环形锁口、套形锁口。,施工注意事项：,（,1,）具有可靠导向设备，保证垂直沉入；（,2,）逐根插打到稳定深度后再依次打入设计深度；（,3,）插打顺序：自上游分头向下游插打，在下游合拢；（,4,）注意锁口及时用黄油和棉花捻缝，防止渗水；（,5,）当水深较深时，采用围囤作为定位和支撑。,封底混凝土浇注,46,钢板桩围堰,47,钢板桩围堰,48,钢板桩锁口,49,B.,钢筋混凝土板桩围堰,适用范围：埋置不深的水中基础或承台。,材料：木板、钢板、钢丝网水泥板制成。,施工顺序：施工准备制作就位下沉清基浇注水下混凝土。,注意事项：,（,1,）就位准确；（,2,）可靠承受水压力；（,3,）垂直就位；（,4,）基底检验合格后浇注水下封底混凝土。,50,C.,套箱围堰,适用范围：埋置不深的水中基础或承台。,材料：木板、钢板、钢丝网水泥板制成。,施工顺序：施工准备制作就位下沉清基浇注水下混凝土。,注意事项：,（,1,）就位准确；（,2,）可靠承受水压力；（,3,）垂直就位；（,4,）基底检验合格后浇注水下封底混凝土。,51,套箱围堰,52,套箱围堰,53,5.,基底检验与处理,施工技术规范,规定：基坑开挖并处理完毕后，应首先由技术人员自检并报请检验，确认合格后填写地基检验表。经检验签证的地基检验表由施工单位保存作为竣工交验资料；未经签认，不得砌筑基础。,检验目的：确定地基容许承载力、基坑位置与标高是否与设计文件相符，以确保基础的强度和稳定性，不致发生滑移、倾覆等病害。,检验内容：平面位置、尺寸大小、基底标高、土质均匀性、地基稳定性、承载力；基底处理和排水情况；施工日志，试验资料等。,54,地基承载力检测方法：,（,1,）标准贯入试验,（,2,）静载试验,（,3,）规范法（室内试验，查承载力指标）,（,4,）理论计算法,（,5,）参照法,地基处理方法：地基加固方法：换填、砂砾垫层、砂井、排水塑料板、石灰桩、真空预压、粉体深层搅拌加固（旋喷桩、粉喷桩）等。,55,6.,基础圬工浇（砌）注,分无水砌筑、排水砌筑和水下灌注。,1,、无水砌筑：无水状态下砌筑。,2,、排水砌筑：边排水、边砌筑，要求水流不能冲刷混凝土，避免将砂浆带走。待混凝土或砂浆凝固后方能允许浸水。,3,、水下灌注：直升导管法浇注混凝土。,分为水下封底和水下浇注混凝土两种方式。,水下封底混凝土起到封闭渗水的作用，不作为混凝土的一部分；水下浇注混凝土为结构实体。,56,导管法浇注水下混凝土注意事项：,（,1,）导管使用前进行试拼并进行水密性试验，防止渗水。,（,2,）混凝土具有良好的流动性，按照水下混凝土配比进行设计。,（,3,）浇注连续性，保证正常埋置深度,0.5,米。,（,4,）混凝土流动半径选择：,34,米,（,5,）水下浇注混凝土基础注意预留锚固钢筋。,57,10,桥梁结构工程,9.1,桥梁基础施工,二、沉井基础,沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构。是桥梁工程中广泛采用的一种基础结构物。沉井在施工时作为基础开挖的围堰，依靠自身重量，克服井壁摩阻力逐渐下沉，直至到达设计位置。同时，沉井经过混凝土封底，并填充井孔后成为墩台的基础。,58,10,桥梁结构工程,江阴长江公路大桥北锚沉井,59,10,桥梁结构工程,60,10,桥梁结构工程,(1),沉井的构造,包括：井壁、刃脚、隔墙、凹槽、封底、盖板。,沉井构造,1,人孔；,2,取土井；,3,顶盖；,4,凹槽；,5,井壁；,6,内隔墙；,7,刃脚；,8,封底,井壁：,足够的强度、足够的重量，厚度,0.41.2m,。,刃脚：,减少下沉阻力,，,宽,10,20cm,，,高约,1.5m,，,内侧倾角,45,60,。,隔墙：,厚约,0.5m,，,增加沉井刚度,，,多个施工井孔,(,取土井,),，,挖土均衡。,凹槽：,底板与井壁有更好联结,，,底距刃脚踏面,2.5m,，,槽高约,1.0m,，,凹入深度约,150250mm,。,封底：,防止地下水渗入井内,浇注的混凝土底板。,顶盖：,钢筋混凝土，顶盖达设计强度后方可砌筑墩、台及其它结构。,61,10,桥梁结构工程,(2),沉井的分类,1),按形状分,圆形 圆端形 矩形,柱形 阶梯形,2),按,建筑材科,分,混凝土沉井、钢筋混凝士沉井、钢壳沉井,62,10,桥梁结构工程,3),按下沉方法分,筑岛沉井,(,就地制作,),、浮式沉井、泥浆润滑套沉井、空气幕沉井。,适应场合：,地表地基土的承载力不足，而持力层埋置较深；,河流冲刷大，或河中有较大卵石不宜于桩基施工；,岩层表面较平坦，覆盖层不厚，但河水较深。,特点：,埋置深度大、整体性强、稳定性好、刚度大、承载力大、工艺简单、施工简单；,下沉时如果遇到障碍物，会影响施工，不适用于岩层面倾泻过大的地方，工期长。,63,10,桥梁结构工程,(3),施工工序,64,10,桥梁结构工程,65,10,桥梁结构工程,1),整平场地,要求场地平整，地面与岛面有一定承载力，否则换填。,一般情况下，应在平整的场地上铺设不小于,0.5m,厚的砂或砂砾层。,2),第一节沉井的制造,工序：,场地整平夯实、铺设垫木、立沉井模板及撑、绑扎钢筋、浇注混凝土、拆模等。,66,10,桥梁结构工程,铺设垫木,与刃脚周边垂直,67,10,桥梁结构工程,土内模制造沉井刃脚,68,10,桥梁结构工程,测量放样定出沉井轮廓线；用粘土、亚粘土按照刃脚及隔墙的形式和尺寸分层填筑夯实，最后修整土模表面，使与设计尺寸相符；在土,模表面及刃脚底面的地面上铺,筑一层,3cm,厚的水泥砂浆，砂,浆表面涂隔离剂。安放钢刃脚、,立井孔模板、安放钢筋、立外,模；灌筑混凝土：应对称均匀,地进行灌筑。,沉井刃脚模板,1,内模；,2,外模；,3,立柱；,4,角钢；,5,垫木；,6,砂垫层,69,10,桥梁结构工程,立模板绑钢筋,有较好的刚度,浇注混凝土、养生,四边均匀浇注；底节强度,100,%,，其余,70%,可下沉。,3,）拆模及抽垫木,混凝土强度达,2.5MPa,以上拆模混凝土强度达设计要求抽垫。,拆模顺序：,井孔模板、外侧模板、隔墙,下,支撑及模板、刃脚斜面下支撑及模板。,70,10,桥梁结构工程,抽垫木顺序：,内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔,1,根撤,1,根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除。,4),挖土下沉,沉井的挖土方法有,水挖法,和,干挖法,两种常用方法。,水挖法,即不排水开挖法。这种方法和特点是沉井内外的水位基本一致，所以地下水位以下的开挖是水中挖掘。该法适于渗水量大的砂砾层和流砂层等不稳定地层,71,10,桥梁结构工程,(,可避免排水造成的涌砂等不良现象的发生,),，或者施工现场环境条件限制不允许排水时,(,如大量排水影响周围构造物安全或排水污染水源等等,),。,干挖法,即排水开挖法。为了确保干挖法的施工安全，发挥其工期短、成本低等成点，控制好地下水位是其关键。必须依据施工地点以往的土质资料和现行调查的结果，邻近构筑物、水井的状况及施工条件，制定出切合实际的排水措施。不过在考虑排水措施时，必须严禁抽取地下水带来的周围地层的沉降、井水干枯等现象的发生。,72,10,桥梁结构工程,下沉施工,73,10,桥梁结构工程,74,10,桥梁结构工程,5),接高沉井,第一节沉井下沉至距地面还剩,1,2m,时，应停止挖土，浇筑第二节沉井。浇筑第二节沉井前，校正第一节沉井并凿毛顶面，然后立模浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度等级后，再拆模继续挖土下沉。,6),筑井顶围堰,如沉井顶面低于地面或水面时，应在沉井上面接筑围堰。围堰的平面尺寸略小于沉井尺寸，其下端与井顶预埋锚杆相连。围堰是临时性结构，待墩身出水后即拆除。,75,10,桥梁结构工程,76,10,桥梁结构工程,7),地基检验和处理,沉井沉到设计标高后，应对基底进行检验。检验的内容包括地基土质和平整度。排水下沉的沉井，可直接进行检验；不排水下沉的沉并，可由潜水工进行检验或钻取土样鉴定。,8),封底、充填井孔及浇筑顶盖,地基的检验以及处理符合设计要求后，应立即进行封底工作。如封底是在不排水的情况下进行时，应按浇筑水下混凝土的要求进行。,77,10,桥梁结构工程,灌注混凝土时，采用先低处后高处和先周围后中部的原则，使混凝土保持大致相同的标高。,在灌注过程中，随时注意混凝土的堆高和扩展情况，相应调整混凝土坍落度及导管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于,1:5,的流动坡度。,混凝土的最终灌注高度，比设计提高不小于,15cm,，待灌注完成、混凝土强度达到要求后，再抽水凿除表面松弱层。,填充井孔前，将井内水抽干，并清理封底混凝土表面的浮浆后，按设计要求进行填充。,78,砂垫层,承垫木,第二节沉井,底节沉井,79,80,煤渣片石,素混凝土,钢筋混凝土,81,项目九 桥梁结构施工,简支梁桥安装,一、,陆地架设法,二、,浮吊架设法,三、,联合架桥机架设法,逐孔法施工,悬臂法施工,一、,悬臂浇筑施工,二、,悬臂拼装施工,顶推法施工,现浇拱桥施工,缆索吊机安装拱桥,转体法施工,一、,有平衡重平面转体,施工,二、,无平衡重平面转体施工,2024/12/10 周二,82,