混凝土桥梁施工.doc

9混凝土桥梁施工教学目标1. 了解简支梁桥的常用施工方法。2. 熟悉钢筋混凝土简支梁的制作过程。3. 了解预应力混凝土施工的常用设备，掌握锚夹具的种类和选择。9.1钢筋混凝土简支梁的制造当桥墩及其基础施工完毕后，为了将梁体结构落在设计位置，通常采用两种主要的施工方法，即就地浇筑法和预制安装法1. 就地浇筑法它是在桥孔位置搭设支架，作为工作平台，然后在其上面立模板，绑扎及安装钢筋骨架，预留孔道，并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。这种施工方法适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥，或靠岸边水不太深且无通航要求的中小跨径桥梁。其特点如下：(1)桥梁的整体性好，不需大型起重设备和开辟专门的预制场地。(2)施工中无体系转换。(3)预应力混凝土连续梁桥可以采用强大预应力体系，使结构构造简化，方便施工。(4)需要使用大量施工支架，影响河道的通航、排洪。(5)工期长、费用高，需要有较大的施工场地，施工管理复杂。2预制安装法 当同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深且有通航要求时，通常便将桥跨结构用纵向竖缝划分成若干个独立的构件，放在桥位附近专门的预制场地或者工厂进行成批制作，然后将这些构件适时地运到桥孔处进行安装就位。通常把这种施工方法称作预制安装法。用预制安装法施工的装配式梁桥与就地浇筑的整体式梁桥相比，有如下特点：(1)工期缩短构件预制可以在下部结构施工的同时进行预制工作，做到上、下部结构平行施工。(2)节约模板支架装配式梁桥往往采用无支架或少支架施工。另外，构件预制时采用的模板和支架易于做到尽量简便合理，可反复使用。(3)提高工程质量装配式梁桥的构件在预制过程中较做到标准化和机械化。(4)需要吊装设备主要预制构件的质量，少则几吨或十几吨，一般为几十吨，这就要求施工单位有相应的吊装能力和设备。(5)用钢量略为增大混凝土梁桥的施工方法很多，应根据桥梁的设计、施工现场、环境、设备、经验等因素结合实际情况，选择适宜的施工方法。无论采用哪一种施工方法进行施工，对于混凝土简支梁结构本身来说，都必须经过下图所示的基本施工工艺流程才能成型。图9.1 混凝土构件基本施工工艺流程下面将对常用施工方法的具体过程进行介绍。9.1.1钢筋混凝土常用设备钢筋工程和混凝土工程是钢筋混凝土结构的两个重要组成部分，其质量好坏直接关系到结构的承载能力和使用寿命，而施工设备对结构质量好坏起着重要的作用。下面就对钢筋混凝土施工的主要设备进行介绍。1钢筋加工机械常用钢筋加工机械有以下几种：(l) 钢筋调直机：用于将成盘的细钢筋和经冷拨的低碳钢丝调直，亦称为甩直机械。目前，常用的定型调直机有GT4/8型和GT4/l4型以及数控钢筋调直机。(2) 钢筋切断机：是把钢筋原材料和已矫直的钢筋切断成所需要的长度的专用机械。切断机有机械式和液压传动两种，多以电动机驱动。目前普遍使用的机械式有GQ40型钢筋切断机主要用于切断6 40mm的普通钢筋，每分钟可切断32次。常用液压式型号有DYJ-32型钢筋切断机。(3) 钢筋弯曲机：钢筋经过调直、切断后，须加工成构件或构件中所需要配置的形状，如端部弯钩、梁内弯起钢筋等。钢筋弯曲机又称冷弯机，常用型号有GW40型。(4) 钢筋焊接机1) 对焊机：对焊是将两根钢筋的端部加热到近于熔化的高温状态，利用其高塑性施加顶锻压力而达到连接的一种工艺操作。对焊不仅可以提高工效、节约钢材，而且能确保焊接质量，大量利用短料钢筋。常用对焊机是UNl型系列。2) 电弧焊机：适用于各种形状钢材的焊接，是金属焊接中使用较广的工艺，电弧焊的主要设备是弧焊机，分为交流弧焊机和直流弧焊机。2混凝土机械(l) 混凝土拌和机1) 混凝土拌和机分类混凝土拌和机按拌和原理分为自落式拌和机和强制式拌和机。自落式拌和机是指拌和叶片和拌筒之间无相对运动。自落式按形状和出料方式又可分为鼓筒式、锥形反转出料式、锥形倾翻出料式。强制式拌和机是指拌和机拌和叶片和拌筒之间有相对运动。2）混凝土拌和机构造特点锥形反转出料式，主要特点是拌和筒轴线始终保持水平位置。筒内设有交叉布置的拌和叶片。在出料端设有一对螺旋形出料叶片，正转拌和时，物料一方面被叶片提升、落下。另一方面强迫物料作轴向窜动，拌和运动比较强烈。反转时由出料叶片将混凝土卸出。适用于拌和塑性较好的普通混凝土和半干硬性混凝土。双锥形倾翻出料式，其特点是拌和面的进出料合为一口，拌和时锥形筒轴线具有约15仰角，出料时拌和筒下旋转50 60，卸料方便、速度快、生产效率高。适用于混凝土拌和站（楼）作主机使用。立轴强制式，其特点是靠拌和筒内的涡浆式叶片的旋转将物料挤压、翻转、抛出而进行强制拌和的，具有拌和均匀、时间短、密封性好的特点，适合干拌和干硬性混凝土和轻质混凝土。卧轴强制式，这种拌和机兼有自落式和强制式的优点，即拌和质量好，生产效率高，耗能少。能拌和干硬性、塑性、轻集料混凝土以及各种砂浆、灰浆和硅酸盐等混合物，是一种多功能的拌和机械。(2) 混凝土拌和站（楼）拌和站（楼）其特点是制备混凝上的全过程是机械化或自动化，生产量大，拌和效率高、质量稳定、成本低，劳动强度减轻。拌和站或拌和楼的区别是：拌和站的生产能力较小，结构容易拆装，能组成集装箱转移地点，适用于施工现场；拌和楼体积大，生产效率高，只能作为固定式的拌和装置，适用于产量大的商品混凝土供应。拌和站（楼）主要由物料供给系统、称量系统、拌和主机和控制系统等四大部分组成。1)物料供给系统，指组合成混凝土的砂、石、水泥、水等几种物料的堆积和提升系统。砂和石料的提升，一般是以悬臂拉铲为主，另有少部分采用装载机上料，配以皮带输送机输送的方式。水泥则以压缩空气吹入散装的水泥筒仓，辅之以螺旋机和水泥秤供料。拌和用水一般用水泵实现压力供水。2)称量系统，砂石一般采用累积计量，水泥单独称量，拌和用水一般采用定量水表计量。3)控制系统，一般有两种方式，一是开关电路，继电器程序控制；另一种是采用运算放大器电路，增加了配比设定，落实调整容量变换等功能。随着微机控制技术在控制系统的应用，控制系统的可靠性明显提高。4)主机系统，拌和主机的选择，决定了拌和站（楼）的生产率。常用的圭机有锥形反转出料式、主轴涡浆式和双卧强制式等三种形式。(3) 混凝土的运输设备混凝土的运输设备必须根据工程情况来选用。常用的混凝土运输工具有手推车、机动翻斗车、混凝土拌和运输车、混凝土泵、提升机、起重机架空缆索等。 1)手推车：主要用于短距离水平运输，具有轻巧、方便的特点，其容量为0.070.1m3。2)机动翻斗车：具有机动灵活、装卸快速操作简便等特点，用于短距离混凝土的运输或砂石等散装材料的倒运。3)混凝土拌和运输车：是一种用于长距离运输混凝土的施工机械。它是将拌和筒安装在汽车底盘上，把在拌和站生产的成品混凝土装入拌和筒内，然后运至施工现场，在整个运输过程中，混凝土拌和筒始终在作慢速转动，从而使混凝土在长途运输后，仍不会出现离析现象，以保证混凝土的质量。当运输距离很长，采用上述运输工具难以保证运输质量时，可采用装载干料运输、拌和用水另外存放的方法，当快到浇筑地点时方加水拌和，待到达浇筑地点时混凝七也已经拌和完毕，便可卸料进行浇筑。混凝土拌和运输车的外形见图图9.2 混凝土拌和运输车示意图1拌和筒；2进料斗；3卸料斗；4卸料溜槽(4) 混凝土的振动设备混凝土振动设备（混凝土振动器）是一种借助动力通过一定装置作为振源产生频繁的振动，并使这种振动传给混凝土，以振动捣固混凝土的设备。合理选择和正确使用混凝土振动器，不但可以提高混凝土浇筑速度和质量，而且可以降低工程成本，改善劳动条件，是人为振捣无法达到的。以下介绍混凝土振动设备类型及操作要点。目前，使用较普通的振动设备有插入式振动器、附着式振动器、平板式振动器和振动台等。1)插入式振动器插入式振动器又叫内部振动器，主要由振动棒、软轴和电动机三部分组成。振动棒J作部分长约500mm，直径3550mm，内部装有偏心振子，电机开动后，由于偏心振子的作用使整个棒体产生高频微幅的振动。振动棒和混凝土接触时，便将振动传给混凝上，很快使混凝土密实成型。插入式振动器主要用于振动各种垂直方向尺寸较大的混凝土体，如桥梁墩台、基础、柱、梁、坝体、柱及顶制构件等。 2) 平板式振动器 平板式振动器属外部振动器，它是直接放在混凝土表面上移动进行振捣工作。适用于坍落度不太大的塑性、半塑性、干硬性、半干硬性的混凝土或浇筑层不厚，表面较宽敞的混凝土捣固，如水泥混凝土路面、平板、拱面等。振动器构造见图9.3。 图9.3平板式振动器示意图1底板；2外壳；3定子；4转子轴；5偏心块 3) 附着式振动器附着式振动器也属于外部振动器，其振动构造是同于平板振动器的工作部分。由于振动作业方式的不同，附着式振动器是靠底部的螺栓或其他锁紧装置固定安装在模板外部（或滑槽料斗等），振动器是通过模板传给混凝土，从而使混凝土被振捣密实。附着式振动器的振动作用不太远，仅适用于振捣钢筋较密、厚度较小等不宜使用插入式振捣器的结构。9.1.2模板与支架1模板(1) 模板的支立钢筋混凝土空心板结构多采用预制装配的施工工艺，钢筋混凝土实心板结构的模板比较简单，因此着重介绍肋板梁的模板。跨径不大的肋板梁模板，一般用木料制作，安装时，首先在支架纵梁上安装横木，横木上钉底板，然后在其上安装肋梁的侧模板和桥面板底板。当肋梁的高度较高时，其模板一般采用框架式，这时，梁的侧模及桥面板的底膜，用木板或镶板钉在框架上。当梁的高度超过1.5米时，梁下部混凝土的浇筑和振捣宜从侧面进行，此时，梁的一侧的模板须开窗口或分两次装订。框架式模板的构造示例见图9.4图9.4 肋板梁模板1小柱架；2侧面镶板；3肋木；4底板；5压板；6拉杆；7填板（2）模板的卸落梁桥模板的卸落，应对称、均匀和有顺序地进行。卸架设备应放在适当的位置，当为满布式支架时应放在立柱处，当为梁式支架时应放在支架梁支点处（参见图9.5）。 卸架设备一般聚用木楔和砂筒。2支架(1) 支架的形式就地现浇的钢筋混凝土简支梁桥的施工，首先应根据桥孔跨径、桥孔下面覆盖土层的地质条件、水的深浅等因素，合理地选择支架形式。支架按其构造分为立柱式支架、梁式支架和梁一柱式支架；按材料可分为木支架、钢支架、钢木混合结构和万能杆件拼装的支架等。图9.5示出了按构造分类的几种支架构造图。支柱式构造简单，用于陆地或不通航河道以及桥墩不高的小跨径桥梁。c）、d）为梁式支架根据跨径不同，采用钢板梁或钢桁梁，钢板梁用于跨径小于20m的桥梁，钢桁梁用于大于20m的情况；e）、f）为梁一柱式支架，用于桥墩较高、跨径较大且支架下需要排洪的情况。(2)对支架的要求支架是临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒重，因此必须有足够的强度、刚度以及具有足够的纵、横、斜三个方向的连接杆件来保证支架的整体性能。支架的基础必须坚实可靠，以保证其沉陷值不超过施工规范的规定。在河道中施工的支架要充分考虑洪水和漂浮物的影响，除对支架的结构构造有所要求外，在安排施工进度时，应尽量避免在高水位情况下施工。支架在受荷后有变形和挠度，对此在安装前要有充分的估计和计算，并在安装支架时设置预拱度，使就地浇筑的主梁线型符合设计要求。支架的卸落设备有木楔、砂筒和千斤顶等，卸架时要对称、均匀，不应使主梁发生局部受力的状态。图9. 5 常用立架的主要构造9.1.3钢筋加工1钢筋骨架加工在支架上浇筑钢筋混凝土梁时，为减少在支架上的钢筋安装工作，梁内的钢筋宜预先在工厂或桥梁工地制成平面或立体骨架；当梁的跨径较大时，可预先分段制成骨架；当不能预先制成骨架时，则钢筋的接长应尽可能预先进行。制作钢筋骨架时，须焊扎坚固，以防在运输和吊装过程中变形。钢筋骨架都要通过钢筋调直切断除锈弯曲焊接或者绑扎等工序以后才能成型。除绑扎工序外，每个工序都可应用相应的机械设备来完成。对于就地现浇的结构，焊接或者绑扎的工序多放在现场支架上来完成，其余均可在工地附近的钢筋加工车间完成。图9.6 钢筋骨架2钢筋骨架的拼装用焊接的方法拼接骨架时，应用样板严格控制骨架位置。骨架的施焊顺序，宜由骨架的中间到两边，对称地向两端进行，并应先焊下部后焊上部，每条焊缝应一次成形，相邻的焊缝应分区对称地跳焊，不可顺方向连续施焊。为保证混凝土保护层的厚度，应在钢筋骨架与模板之间错开放置适当数量的水泥砂浆垫块、混凝土垫块或钢筋头垫块，骨架侧面的垫块应绑扎牢固。3钢筋骨架的运输和吊装运输预制钢筋骨架时，骨架可放在平车上或在骨架下面垫以滚轴，用铰车拖拉。运输道路可根据现场条件，或设在桥上或设在桥侧面，孔数较多时，以设在桥侧面为宜。由桥侧面运进和吊装时，侧面模板应在骨架人模后再安装。用起重机吊装骨架时，为防骨架弯曲变形，宜加设扁担梁。4钢筋骨架质量要求钢筋骨架除应按规定对加工质量、焊接质量及各项机械性能进行检验外，并应检查其焊接和安装的正确性。其允许偏差详见公路桥涵施工技术规范(JTJ041 2000)。9.1.4混凝土工程混凝土工程包括混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等施工工序。各个施工工序既相互联系又相互影响，在混凝土施工过程中除按有关规定控制混凝土原材料质量外，任意施工过程处理不当都会影响混凝土的最终质量，因此，如何在施工过程中控制每一施工环节，是混凝土工程需要研究的课题。随着科学技术的发展，近年来混凝土外加剂发展很快。它们的应用改进了混凝土的性能和施工工艺。此外，自动化、机械化的发展、新的施工机械和施工工艺的应用，都大大改变了混凝土工程的施工面貌。1 混凝土制备混凝土制备应采用符合质量要求的原材料，按规定的配合比配料，混合料应拌合均匀，以保证结构设计所规定的混凝土强度等级，满足设计提出的特殊要求（如抗冻、抗渗等）和施工和易性要求，并应符合节约水泥，减轻劳动强度等原则。由于大部分桥梁施工远离城市，特别是中、小桥以及涵洞工程混凝土用量不大，基本上都采用现场拌制混凝土，除非城市桥梁施工，采用商品混凝土（预拌混凝土）。因此工程技术人员要设计并控制好现场混凝土配合比，确保混凝土质量。配合比的设计是依据设计图纸中混凝土强度等级进行的，在道路建筑材料中有详细介绍，在此不作叙述。选择配合比的原则：在具有适合作业要求的和易性范围内，应尽量减少单位用水量，并根据试验确定配合比。由于计量、搅拌、养生、浇筑以及集料的含水量等方面原因，施工现场拌制混凝土时与试验室存在着一定的差异，因此试配强度应大于设计标准强度。另外在做配合比试验时，所有材料都应当与施工用料相同，否则试配将是无效的，为了节约水泥和改善和易性，缩短或延长凝结时间提高耐冻性，应积极使用外加剂。 2 混凝土拌制混凝土拌制通常以机械为主，人工为辅。工程中少量的塑性混凝土才用人工拌制。 （1）机械拌制 机械拌制靠搅拌机完成，常用的机械有自落式和强制式搅拌机两种。自落式搅拌机用于拌和塑性混凝土，强制式搅拌机用于拌和半干硬性混凝土。搅拌机使用前应清扫干净，否则搅拌机内部有灰浆粘着硬化，会缩短机器的正常使用寿命，影响拌和料的质量。当搅拌机长久未用时，使用时应先放入一部分砂、石搅拌，然后倒出去，以除去拌和机内的锈等杂质。给搅拌机喂料误差控制如下：水泥、外加剂干料2%，粗细集料3%，水、外加剂溶液2%。喂料顺序应根据机器类型、集料种类等具体情况确定。对于强制式拌和机：先砂，再水泥，最后加石料，上料后提起料斗，把全部原料倒入搅拌机内拌和，同时打开进水阀，等搅拌机拌和至各材料混合均匀，颜色一致才出料。混凝土最短搅拌时间见下表。表9.1 混凝土最短搅拌时间搅拌机类别搅拌机容量(1)混凝土坍落度(一)70混凝土最短搅拌时间(min)自落式4002.01.51.08002.52.01.512002.51.5强制式4001.51.01.015002.51.51.5注：1）搅拌细砂混凝土或掺有外加剂的混凝土时，搅拌时间应适当延长12min；2）外加剂应先调成适当浓度的溶液再掺人；3）搅拌机装料数量(装入粗骨料、细骨料、水泥等松体积的总数)不应大于搅拌机标定容量的110%；4）搅拌时间不宜过长，每一工作班至少应抽查两次；5）表列时间为从搅拌加水算起；6）当采用其他形式的搅拌设备时，搅拌的最短时间应按设备说明书的规定或经试验确定。 对于大桥或特大桥以及混凝土数量较多时应设置混凝土拌和站，各种混凝土采用集中拌制，电子计量，这有利于混凝土的质量控制。 （2）人工拌制 速度慢，劳动强度大，仅用于小量的辅助或修补工程。 3混凝土的运输 （1）混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。当混凝土拌和物运距较近时，可采用无搅拌器的运输工具运输；当运距较远时，宜采用搅拌运输车运输。运输时间不宜超过表9.2的规定。表9.2 混凝土拌和物运输时间限制气 温()无搅拌设施运输(min)有搅拌设施运输(min)2030306010194575596090注：1）当运距较远时，可用搅拌运输车运干拌料到浇筑地点后再加水搅拌；2）掺用外加剂或采用快硬水泥拌制混凝土时，应通过试验查明所配制混凝土的凝结时间后，确定运输时间限制；3）表列时间系指从加水搅拌至入模时间。（2）用无搅拌运输工具运送混凝土时，应采用不漏浆、不吸水、有顶盖且能直接将混凝土倾人浇筑位置的盛器。（3）采用泵送混凝土应符合下列规定：1）混凝土的供应必须保证输送混凝土的泵能连续工作。2）输送管线宜直，转弯宜缓，接头应严密，如管道向下倾斜，应防止混入空气，产生阻塞。3）泵送前应先用适量的、与混凝土内成分相同的水泥浆润滑输送管内壁。混凝土出现离析现象时，应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土，泵送间歇时间不宜超过15min。4）在泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。4混凝土的浇筑浇筑前应会同监理工程师对模板、钢筋以及预埋件的位置进行检查。 （1）混凝土的浇筑速度 为了保证浇筑混凝土的整体性，防止在浇筑上层混凝土时破坏下层混凝土，浇筑层次的增加须有一定的速度，须使次一层的浇筑能在先浇筑的一层混凝土初凝以前完成。 （2）混凝土的浇筑顺序 在考虑主梁混凝土的浇筑顺序时，不应使模板和支架产生有害的下沉；为了使混凝土振捣密实，应采用相应的分层浇筑；当在斜面或曲面上浇筑混凝土时，一般应从低处开始。 1)简支梁混凝土的浇筑 水平分层浇筑 对于跨径不大的简支梁桥，可在钢筋全部扎好以后，将梁与桥面板沿一跨全长内水平分层浇筑，在跨中合龙。分层的厚度视振捣器的能力而定，一般为0.150.3m，当采用人工捣实时可采用0.150.2m。为避免支架不均匀沉陷的影响，浇筑工作应尽量快速进行，以便在混凝土失去塑性以前完成。斜层浇筑 跨径不大的简支梁桥混凝土的浇筑，还可用斜层法从主梁两端对称向跨中进行，并在跨中合龙。 较大跨径的简支梁桥，可用水平分层或斜层法先浇筑纵横梁，然后沿桥的全宽浇筑桥面板混凝土。在桥面板与纵横梁间应设置工作缝。采用斜层浇筑时，混凝土的适宜倾斜角度与混凝土的稠度有关，一般可为2025 单元浇筑法 当桥面较宽且混凝土数量较大时，可分成若干纵向单元分别浇筑。每个单元的纵横梁可沿其长度方向水平分层法或斜层法浇筑，在纵梁间的横梁上设置工作缝，并在纵横梁浇筑完成后填缝连接。之后桥面板可沿桥全宽全面积一次浇筑完成，不设工作缝。桥面板与纵横梁间可设置水平工作缝。图9. 7 混凝土的浇筑方法 5混凝土的振捣 混凝土的振捣分人工振捣和机械振捣两种。人工振捣一般用于坍落度大、混凝土数量少或钢筋过密部位的振捣。大规模的混凝土浇筑，必须用机械振捣。 机械振捣设备有插入式、附着式、平板式振捣器和振动台等。平板式振捣器用于大面积混凝土施工，如桥面、基础等。附着式振捣器可设在侧模板上，但附着式振捣器是借助振动模板来振捣混凝土，故对模板要求较高，而振捣效果不是太好，常用于薄壁混凝土部分振捣，如梁肋上和空心板两侧部分。插入式振捣器常用的是软管式的，只要构件断面有足够的地方插入振捣器，而钢筋又不太密时，采用插入振捣器的振捣效果比平板式和附着式都要好。振捣时应注意以下几点： (1)严禁利用钢筋振动进行振捣。 (2)每次振捣的时间要严格掌握。插入式振捣器，一般只要15 30s，平板式振捣器2540s。6养护及拆除模板 混凝土浇筑完毕后，应在收浆后尽快用草袋、麻袋或稻草等物予以覆盖和洒水养护。洒水持续时间，随水泥品种的不同和是否掺用塑化剂而异，对于用硅酸盐水泥拌制的混凝土构件不少于7昼夜，对于用矿渣水泥、火山灰水泥或在施工中掺用塑化剂的，不少于14昼夜。混凝土构件经过养护后，达到了设计强度的25% 50%时，即可拆除侧模；达到了设计吊装强度并不低于设计强度等级的70%时，就可起吊主梁。9.2预应力混凝土简支梁的制造按照施工工艺的要求，施加预应力需要有一些设备或配件，下面做一下简单介绍。9.2.1预应力混凝土常用设备1液压千斤顶预应力张拉机构由预应力用液压千斤顶和供油的高压油泵组成。液压千斤顶常用的有：拉杆式千斤顶、台座式千斤顶、穿心式千斤顶和锥锚式千斤顶等四类。选用千斤顶型号与吨位时，应根据预应力筋的张拉力和所用的锚具形式来确定。(1) 锥锚式千斤顶 图9. 8所示的是TD-60型锥锚式三作用千斤顶的构造和张拉装置简图。这种千斤顶具有张拉、顶锚和退楔块三种功能，适用于锥形锚具的钢丝束。千斤顶的工作靠高压油泵的进油与回油来控制，施加预应力的大小靠油表读值及力筋延伸率大小来控制。(2)拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶构造简单，操作方便，适用于张拉常用螺杆式和镦头式锚、夹具的单根粗钢筋、钢筋束或碳素钢丝束。图9. 9为常用的CJzY-60A型拉杆式千斤顶的构造示意图。张拉前先用连接器将预应力筋和张拉杆联结。(3)穿心式千斤顶这种千斤顶主要用于张拉带有夹片式锚、夹具的单根钢筋、钢绞线或钢筋束和钢绞线束。图9. 10示出CJzY-60型穿心式千斤顶的构造简图。张拉前先将预应力筋穿过千斤顶，在其后端用锥销式工具锚将力筋锚住，然后借助高压油泵完成张拉工作。图9. 8 TD - 60型锥锚式三作用千斤顶张拉装置图9. 9 CJzY-60A型千斤顶构造示意图 图9. 10 CJzY-60型穿心式千斤顶构造图2制孔器后张法构件的预留孔道是用制孔器形成的。目前，国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有抽拔橡胶管与螺旋金属波纹管。(1)抽拔橡胶管 在钢丝网胶管内事先穿入钢筋（称芯棒），再将胶管（连同芯棒一起）放入模板内，待浇筑混凝土达到一定强度后，抽去芯棒，再拔出胶管，则形成预留孔道。这种制孔器可重复使用，比较经济，管道内压注的水泥浆与构件混凝土结合较好。但缺点是不易形成多向弯曲形状复杂的管道，且需要控制好抽拔时间。(2)螺旋金属波纹管（简称波纹管） 在浇筑混凝土之前，将波纹管按预应力钢筋设计位置，绑扎于与箍筋焊连的钢筋托架上，再浇筑混凝土，结硬后即可形成穿束的孔道。金属波纹管是用薄钢带经卷管机压波后卷成，其重量轻，纵向弯曲性能好，径向刚度较大，连接方便，与混凝土黏结良好，与预应力钢筋的摩阻系数也小，是后张法预应力混凝土构件一种较理想的制孔器。目前，在一些桥梁工程中已经开始采用塑料波纹管作为制孔器，这种波纹管由聚丙烯或高密度聚乙烯制成。使用时，波纹管外表面的螺旋肋与周围的混凝土具有较高的黏结力。这种塑料波纹管具有耐腐蚀性能好、孔道摩擦损失小以及有利于提高结构抗疲劳性能的优点。3穿索机在桥梁悬臂施工和尺寸较大的构件中，一般都采用后穿法穿束。对于大跨桥梁有的预应力钢筋很长，人工穿束十分吃力，故需采用穿索（束）机。穿索（束）机有两种类型：一是液压式；二是电动式，桥梁中多使用前者。它一般采用单根钢绞线穿入，穿束时应在钢绞线前端套一子弹形帽子，以减小穿束阻力。穿索机由马达带动用四个托轮支承的链板，钢绞线置于链板上，并用四个与托轮相对应的压紧轮压紧，则钢绞线就可借链板的转动向前穿入构件的预留孔中。最大推力为3kN，最大水平传送距离可达150m。4灌孔水泥浆及压浆机(1)水泥浆在后张法预应力混凝土构件中，预应力钢筋张拉锚固后，应尽早进行孔道灌浆工作，以免钢筋锈蚀，降低结构耐久性，同时也是为了使预应力钢筋与梁体混凝土尽早结合为一整体。灌浆用的水泥浆除应满足强度要求（无具体规定时应不低于30MPa）外，还应具有较大的流动性和较小的干缩性。所用水泥宜采用硅酸盐水泥或普通水泥，水泥强度等级不宜低于C40。为保证孔道内水泥浆密实，应严格控制水灰比，一般以0.400.45为宜，如加入适最的减水剂，则水灰比可减小到0.35；另外可在水泥浆中掺入适量膨胀剂，使水泥浆在硬化过程中膨胀。(2)压浆机压浆机是孔道灌浆的主要设备。它主要由灰浆搅拌桶、储浆桶和压送灰浆的灰浆泵以及供水系统绢成。压浆机的最大工作压力可达到约1.50MPa（15个大气压），可压送的最大水平距离为150m，最大竖直高度为40m。5张拉台座台座是先张法施加预应力的主要设备，它需要承受张拉预应力钢筋巨大的回缩力，设计时应保证它具有足够的强度、刚度和稳定性。批量生产时，有条件的尽量设计成长线式台座，以提高生产效率。(1)墩式台座墩式台座是靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾覆力矩，并靠土壤的反力和摩擦力来抵抗水平位移。台座由台面、承力架、横梁和定位钢板等组成，如图9.11所示。图9. 11 重力式台座构造示意图台面有整体式混凝土台面和装配式台面两种，它是制梁的底模。承力架承受全部的张拉力，横梁是将预应力筋张拉力传给承力架的构件，它们都须进行专门的设计计算。定位钢板是用来固定预应力筋的位置，其厚度必须保证承受张拉力后具有足够的刚度。定位板上的圆孔位置则按构件中预应力筋的设计位置确定。 (2)槽式台座当现场地质条件较差，台座又不很长时，可以采用由台面、传力柱、横梁、横系梁等构件组成的槽式台座，如图9.12所示。传力柱和横系梁一般用钢筋混凝土做成，其它部分与墩式台座相同。图9.12 槽式台座9.2.2锚具夹具在后张法中为了维持预应力钢筋中的应力，必须将张拉后的钢筋用锚具牢靠的锚固在梁体混凝土上。在先张法中也需采用临时的夹具将张拉好的钢筋锚固在加力台座上。锚、夹具是保证预应力混凝土安全施工和结构可靠工作的关键设备。因此，在设计、制造或选择锚具时应注意满足下列要求： (1) 安全可靠，具有足够的强度和刚度，预应力损失小； (2) 构造简单，制作方便，用钢量少； (3) 张拉锚固方便迅速，设备简单，使用安全。 1锚具的分类 锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： (1)依靠摩阻力锚固的锚具。如楔形锚、锥形锚和用于锚固钢绞线的JM锚与夹片式群锚等，都是借张拉预应力钢筋的回缩或千斤顶顶压，带动锥销或夹片将预应力钢筋楔紧于锥孔中而锚固的。 (2)依靠承压锚固的铺具。如镦头锚、钢筋螺纹锚等，是利用钢丝的镦粗头或钢筋螺纹承压进行锚固。 (3)依靠黏结力锚固的锚具。如先张法的预应力钢筋锚固，以及后张法固定端的钢绞线压花锚具等，都是利用预应力钢筋与混凝土之间的黏结力进行锚固的。 对于不同形式的锚具，往往需要配套使用专门的张拉设备。因此，在设计施工中，应同时考虑锚具与张拉设备的选择。 2桥梁结构中几种常用的锚具(1)钢制锥形锚钢制锥形锚主要用于钢丝束的锚固。这种锚具由锚圈和锚塞（又称锥销）组成（图9.13），预应力钢丝束通过锚圈孔用双动千斤顶张拉后，顶压锚塞，靠锥形锚塞的侧压力所产生的摩阻力来锚固钢丝。 钢制锥形锚的优点是锚固方便，锚具面积小，便于在梁体上分散布置。但锚固时钢丝的回缩量较大，每根钢丝的应力有差异，应力损失较其他锚具大。同时，它不能重复张拉和接长，使钢丝束的设计长度受到千斤顶行程的限制。图9.13 钢制锥形锚 (2) 夹片锚夹片锚具体系主要作为锚固钢绞线筋束之用，如图9.14所示。由于钢绞线与周围接触的面积小，且强度高，硬度大，故对锚具的锚固性能要求很高。我国从20世纪60年代开始，研究锚固钢绞线的夹片锚，先后开发了JM锚具、XM锚具、QM锚具和OVM锚具系列，这些锚具系列都经过严格检测，锚固性能均达到国际预应力混凝土协会( FIP)标准，并已广泛用于各种土建结构工程中，桥梁结构中采用OVM锚具较多。图9.14 夹片锚具配套示意图 夹片锚由带锥孔的锚板和夹片组成(图9-2)。张拉时，每个锥孔穿进一根钢绞线，张拉后各自用夹片将孔中的钢绞线抱夹锚固，每个锥孔各自成为一个独立的锚固单元。每个夹片锚具由多个独立锚固单元组成，能锚固1 55根不等的钢绞线所组成的筋束，其最大锚固吨位可达11000kN，故夹片锚又称为大吨位钢绞线群锚体系。其特点是各根钢绞线独立工作，即使单根锥孔的钢绞线锚固失效，也不会影响全锚，只需对失效孔的钢绞线进行补拉。夹片锚具因锚板锥孔布置的需要，预留管道端部必须扩孔，即工作锚下的一段预留管道做成喇叭形，或配置专门的铸铁喇叭形锚垫板。(3) 镦头锚镦头锚由带孔眼的锚杯和固定锚杯的锚圈（螺帽）组成（图9.15），钢丝穿过锚杯上的孔眼，用镦头机将端头镦粗呈圆头形，与锚杯锚定。在钢丝编束时，先将钢丝的一端穿进锚杯孔管，并将端头镦粗；另一端钢丝束通过构件的预留管道，并穿进另一端的锚杯孔眼之后再镦粗。预留管道两端均设置扩孔段。张拉千斤顶通过连接件与锚杯连接，张拉后拧紧锚圈（螺帽），将锚杯连同钢丝锚固在构件的端部。镦头锚构造简单，工作可靠，不会出现“滑丝”现象，预应力损失小。但是，镦头锚对钢丝下料长度要求精度高，误差不得超过1/300。钢丝下料长度不准，张拉时各根钢丝受力不均，容易发生断丝现象。镦头锚适用于锚固直线钢丝束，对于弯曲半径较大的曲线钢丝束也可采用。图9.15 镦头锚工作示意图(4) 钢筋螺纹锚具采用高强度粗钢筋作预应力筋时，可采用螺纹锚具固定(见图9-4)。钢筋螺纹锚具的制造关键在于螺纹的加工。为了避免端部螺纹削弱钢筋截面，常采用特制的钢模冷轧成纹，使阴纹压入钢筋圆周之内，而阳纹则挤到钢筋圆周之外，这样可使螺纹段的平均直径与原钢筋直径相差无几，而且通过冷轧还可提高钢筋的强度。由于螺纹系冷轧而成，故又将这种螺纹锚具称为轧系锚。 9.3混凝土梁桥施工方法9.3.1移动模架逐孔施工法移动式模架逐孔施工法，是近年来以现浇预应力混凝土桥梁施工的快速化和省力化为目的发展起来的，它的基本构思是：将机械化的支架和模板支撑（或悬吊）在长度稍大于两跨、前端作导梁用的承载梁上，然后在桥跨内进行现浇施工，待混凝土达到一定强度后脱模，并将整孔模架沿导梁前移至下一浇筑桥孔，如此重复推进和连续施工直至全桥施工完毕。双线桥梁施工时，可同时采用两套移动模架交叉施工。本法也可用于弯桥，水平曲线和竖曲线等几何形状的变化也可调整。图9.16所示是上承式移动模架构造图的一种 此法适用于跨径为2050m的多跨简支和连续梁桥的施工，平均的推进速度约为每昼夜3m。鉴于整套施工设备需要较大投资，故所建桥梁的孔数越多、桥越长、模架周转次数越多，则经济效益就越好。图9.16 移动式模架运孔施工法a )浇筑混凝土，施加预应力；b）脱模移动模架梁；c）模架梁就位后，移动导梁，浇筑混凝土前准备工作1、完成的梁；2、导梁；3、承重梁；4、模架；5、后端横梁和悬吊台车；6、前端横梁和支承台车；7、桥墩支承托架；8、墩台留槽9.3.2 节段施工法1 悬臂浇筑法 悬臂浇筑法一般采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称地向两岸利用挂篮浇筑梁节段的混凝土（图9.17），待混凝土达到要求强度后，便张拉预应力束，然后移动挂篮，进行下一节段的施工。悬臂浇筑的节段长度要根据主梁的截面变化情况和挣篮设备的承载能力来确定，一般可取28m。每个节段可以全截面一次浇筑，也可以先浇筑梁底板和腹板，再安装顶板钢筋及预应力管道，最后浇筑顶板混凝土，但需注意由混凝土龄期差而产生的收缩、徐变次内力。悬臂浇筑施工和周期一般为6 10天，依节段混凝土的数量和结构复杂的程度而定。合龙段是悬臂施工的关键部位。为了控制台龙段的准确位置，除了需要预先设计好预拱度和进行严密的施工监控外，还要在合龙段中设置劲性钢筋定位，采用超早强水泥，选择最合适的梁的合龙温度（宜在低温）及合龙时间（夏季宜在晚上），以提高施工质量。 悬臂浇筑施工的方法特别适合宽深河流和山谷、施工期水位变化频繁不宜水上作业，以及通航频繁且施工时需留有较大净空等河流上桥梁的施工。 但悬臂浇筑法在施工中也有不足：梁体部分不能与墩柱平行施工，施工周期较长，而且悬臂浇筑的混凝土加载龄期短，对混凝土收缩和徐变影响较大。图9.17 悬臂浇筑法施工a）悬臂施工法概貌；b）挂篮结构简图l、底模架；2、3、4、悬吊系统；5、承重结构；6、行走系统；7、平衡重；8、锚固系统；9、作平台2悬臂拼装法 悬臂拼装法是将预制好的梁段，用驳船运到桥墩的两侧，然后通过悬臂梁上（先建好的梁段）的一对起吊机械，对称吊装梁段，待就位后再施加预应力，如此下去，逐渐接长。用作悬臂拼装的机具很多，有移动式吊车、桁架式吊车、缆式起重机、汽车吊和浮吊等。 悬臂拼装法的特点： 1)梁体的预制可以与桥梁下部构造的施工同时进行，缩短了建桥的工期。 2)预制梁段的混凝土龄期比悬浇成梁的要长，从而减少悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变。 3)预制场地或工厂化的梁段预制生产利于整体施工的质量控制。悬拼适应于预制场地及运吊条件较好，特别是工程量大和工期较短的梁桥工程。 悬臂拼装法的不足：需要占用较大的预制场地。3顶推施工法 顶推施工法是在沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地，分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工。预应力混凝土连续梁桥采用顶推法施工在世界各地颇为盛行。图9.18为顶推法施工的基本程序。在桥台后面的引道上或在刚性好的临时支架上设置制梁场，集中制作（现浇或预制装配）一般为等高度的箱形梁段（1030m 一段），待有23段后，在上、下翼板内施加能承受施工中变号内力的预应力，然后用水平千斤顶等顶推设备将支承在聚四氟乙烯塑料板与不锈钢板滑道上的箱梁向前推移，推出一段再接长一段