《拱桥的施工》PPT课件.ppt

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1、第一章第一章 概述概述第二章第二章 拱桥的构造及设计拱桥的构造及设计第三章第三章 拱桥的计算拱桥的计算第四章第四章 拱桥的施工拱桥的施工第五章第五章 实例实例2/4/20232/4/20231 1第四章 拱桥的施工第一节 拱桥施工方法简介第二节 上承式拱桥的有支架施工第三节 上承式拱桥缆索吊装施工第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/20232 2一、就地浇筑法一、就地浇筑法 有支架施工有支架施工与梁桥相似与梁桥相似 悬臂浇筑法悬臂浇筑法 主拱圈划分为若干节段，以专设钢桁托架为现浇工作平台主拱圈划分为若干节段，以专设钢桁托架为现浇工作平台 缺点：托架重、吊装难、拱轴线高程难控制缺点：

2、托架重、吊装难、拱轴线高程难控制较少用较少用 第一节 拱桥施工方法简介就地浇筑、预制安装和转体施工就地浇筑、预制安装和转体施工2/4/20232/4/20233 3二、预置安装法二、预置安装法 整体安装整体安装宜用于钢管混凝土拱桥，因拱肋未灌混凝土宜用于钢管混凝土拱桥，因拱肋未灌混凝土 质轻，吊起的拱片应验算质轻，吊起的拱片应验算l 验算拱肋平卧翻转至竖立过程中简支曲梁的强度和刚度验算拱肋平卧翻转至竖立过程中简支曲梁的强度和刚度l 验算竖向起吊过程中吊点截面强度验算竖向起吊过程中吊点截面强度l 验算系杆轴压强度及平面外稳定性验算系杆轴压强度及平面外稳定性施工中合理设计施工方案，先安装肋间横向及

3、其它利于横向稳定的杆件施工中合理设计施工方案，先安装肋间横向及其它利于横向稳定的杆件。第一节 拱桥施工方法简介2/4/20232/4/20234 4二、预置安装法二、预置安装法 节段悬拼节段悬拼 先分段预制再吊装先分段预制再吊装 起重设备起重设备l 缆索吊装设备缆索吊装设备l 伸臂式起重机伸臂式起重机 第一节 拱桥施工方法简介缆索吊机塔架缆索吊机塔架主索主索承重索承重索工作索工作索(架于主索间，处理吊装设施故架于主索间，处理吊装设施故障时载人、调运工具等障时载人、调运工具等)锚固装置锚固装置其它其它 塔身塔身(装配式、铰接钢装配式、铰接钢管管)塔顶及索鞍塔顶及索鞍塔底塔底(钢箱梁为塔铰钢箱梁为

4、塔铰)起重索起重索起吊重物起吊重物牵引索牵引索牵引跑车沿主索运动牵引跑车沿主索运动结索结索扣索扣索固定分段拱肋固定分段拱肋 缆风索等缆风索等 稳定塔架稳定塔架 2/4/20232/4/20235 52/4/20232/4/20236 6二、预置安装法二、预置安装法 节段悬拼节段悬拼l 伸臂式起重机伸臂式起重机拼好一节段便用辅助拉拼好一节段便用辅助拉索临时拉住索临时拉住拼完三节改用粗钢索拉住拼完三节改用粗钢索拉住拆辅助拉索供重复使用拆辅助拉索供重复使用常用于特大跨径拱桥常用于特大跨径拱桥 第一节 拱桥施工方法简介2/4/20232/4/20237 7三、转体施工法三、转体施工法 平面转体、竖向转

5、体和平平面转体、竖向转体和平竖结合转体法竖结合转体法 平面转体施工法平面转体施工法 将主拱分成两段，分别在两岸利用地形作简支支架浇注或将主拱分成两段，分别在两岸利用地形作简支支架浇注或拼装拱肋，安装横向联系；拼装拱肋，安装横向联系；将扣索一端固定于拱肋近端部，经引桥桥墩延伸至埋入岩将扣索一端固定于拱肋近端部，经引桥桥墩延伸至埋入岩体内的锚锭中，最后用千斤顶收紧扣索，使拱肋脱模，借助环体内的锚锭中，最后用千斤顶收紧扣索，使拱肋脱模，借助环形滑道和手摇卷扬机牵引，慢速地将拱肋转体形滑道和手摇卷扬机牵引，慢速地将拱肋转体180(或小于或小于180)，最后完成主拱合龙，最后完成主拱合龙此法宜用于山区地

6、质条件好或跨越深谷的地质条件。此法宜用于山区地质条件好或跨越深谷的地质条件。第一节 拱桥施工方法简介2/4/20232/4/20238 8第一节 拱桥施工方法简介2/4/20232/4/20239 9三、转体施工法三、转体施工法 竖向转体施工法竖向转体施工法 当桥位无水或水浅当桥位无水或水浅时，可将半拱在桥孔时，可将半拱在桥孔下方预置，或在附近下方预置，或在附近预置并运于桥轴线处，预置并运于桥轴线处，再用起吊设备和旋转再用起吊设备和旋转装置进行竖向转体至装置进行竖向转体至合龙。合龙。此法宜用钢管混凝土此法宜用钢管混凝土拱桥拱桥第一节 拱桥施工方法简介2/4/20232/4/20231010三、

7、转体施工法三、转体施工法 平平竖结合转体法竖结合转体法优点：优点：l 变高空作业为地上作业变高空作业为地上作业l 三孔分两段分别预制拼三孔分两段分别预制拼装，减小对主航道航运的装，减小对主航道航运的影响影响 第一节 拱桥施工方法简介2/4/20232/4/20231111有支架施工有支架施工第二节 上承式拱桥的有支架施工拱架拱架(要求有足够的刚要求有足够的刚度和稳定性度和稳定性)拱圈浇注拱圈浇注 立模、绑扎钢筋、浇注混凝土立模、绑扎钢筋、浇注混凝土 (注意浇注方法和顺序易保证拱架受力均匀且变形最小注意浇注方法和顺序易保证拱架受力均匀且变形最小)拱上建筑拱上建筑 应在拱圈合龙应在拱圈合龙(3天天

8、)、混凝土强度达、混凝土强度达 到要求强度到要求强度(设计强度的设计强度的30%)后进行后进行拱架卸落拱架卸落 应合理设计卸架顺序应合理设计卸架顺序满布立柱式满布立柱式撑架式撑架式三铰桁式三铰桁式(木木)钢拱架钢拱架(可移动式可移动式)2/4/20232/4/202312122/4/20232/4/202313132/4/20232/4/20231414缆索吊装施工缆索吊装施工第三节 上承式拱桥缆索吊装施工拱圈节段预置拱圈节段预置拱肋吊装拱肋吊装 应保证吊装的稳定性和安全应保证吊装的稳定性和安全施工加载程序设计施工加载程序设计 使拱肋各截面在整个施使拱肋各截面在整个施 工过程中满足应力、强工过

9、程中满足应力、强 度和稳定要求度和稳定要求2/4/20232/4/20231515主拱的受力在不同的施工阶段是不同的，且与成桥后的主拱受主拱的受力在不同的施工阶段是不同的，且与成桥后的主拱受力情况相差较大，必须验算施工阶段主拱的强度和稳定性力情况相差较大，必须验算施工阶段主拱的强度和稳定性一、缆索吊装施工阶段主拱验算一、缆索吊装施工阶段主拱验算1、拱肋、拱肋(箱箱)脱模吊运过程中的验算脱模吊运过程中的验算 将预制拱肋将预制拱肋(箱箱)顶起脱离底板模板时，应进行脱模验算顶起脱离底板模板时，应进行脱模验算可近似不考虑拱肋曲率，按直线梁计算，支点位置由千斤顶或吊可近似不考虑拱肋曲率，按直线梁计算，支

10、点位置由千斤顶或吊机的吊点确定机的吊点确定第四节 施工阶段主拱计算荷载荷载拱肋拱肋(箱箱)自重自重拱肋拱肋(箱箱)与底与底板与模板的粘板与模板的粘着力着力(按按1.5kN/m2计计)拱肋超重拱肋超重2/4/20232/4/20231616 拱肋吊运过程拱肋吊运过程(从预制场至悬挂位置从预制场至悬挂位置)验算验算荷载荷载拱肋拱肋(箱箱)自重力自重力拱肋超重拱肋超重计算中应计入计算中应计入1.2的吊装动载系数的吊装动载系数吊点一般与脱模支点相同吊点一般与脱模支点相同吊运时，一般采用两个支点，如拱肋上下吊运时，一般采用两个支点，如拱肋上下对称配筋，其吊点位置一般设值在离各段对称配筋，其吊点位置一般设

11、值在离各段拱肋拱肋(箱箱)端头的端头的0.22 0.24 处，并应处，并应位于拱肋位于拱肋(箱箱)弯曲平面形心轴以上，以防弯曲平面形心轴以上，以防止拱段吊运中侧翻。止拱段吊运中侧翻。为保证吊点位于拱肋为保证吊点位于拱肋(箱箱)弯曲平面形心轴以上，对于圆弧拱，弯曲平面形心轴以上，对于圆弧拱，要求各段拱肋的吊环离中心线的距离要求各段拱肋的吊环离中心线的距离 满足下式：满足下式：第四节 施工阶段主拱计算对于悬链线，每段可近似按圆弧考虑对于悬链线，每段可近似按圆弧考虑2/4/20232/4/202317172、拱肋悬挂内力计算、拱肋悬挂内力计算 以分三段吊装并用一根扣索悬挂边跨拱肋为例介绍，以分三段吊

12、装并用一根扣索悬挂边跨拱肋为例介绍，对于采用多段施工的拱桥，计算原理基本相同。对于采用多段施工的拱桥，计算原理基本相同。第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/20231818(1)边段拱肋悬挂时扣索的计算边段拱肋悬挂时扣索的计算扣索拉力扣索拉力T1、拱脚的水平拱脚的水平反力反力H1和拱脚的竖向反力和拱脚的竖向反力V1，可按下式计算可按下式计算由由则则拱肋自重拱肋自重 为扣索与水平线的夹角，为扣索与水平线的夹角，由于扣索的拉力随由于扣索的拉力随 的减小而的减小而增大，因此增大，因此第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/20231919（2）边跨拱肋悬挂时自重内力计算）边跨拱肋

13、悬挂时自重内力计算任意截面的任意截面的i 内力可按下式计算内力可按下式计算弯矩弯矩竖直力竖直力水平力水平力轴向力轴向力第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/20232020中段拱肋吊装合拢时，对边段悬臂端中段拱肋吊装合拢时，对边段悬臂端部的作用力大小很难准确确定。部的作用力大小很难准确确定。目前，一般按中段拱肋自重的目前，一般按中段拱肋自重的1525作为中段合拢时对边段悬臂端部作为中段合拢时对边段悬臂端部的作用力的作用力(R)。由右图，可以计算出由右图，可以计算出在在R作用下，扣索拉力作用下，扣索拉力 、支点水平、支点水平反力反力 、竖向反力、竖向反力 为：为：任意截面任意截面 i

14、的内力为的内力为:弯弯 矩：矩：轴向力：轴向力：(3)边段拱肋边段拱肋(箱箱)在自重和中段拱肋自重在自重和中段拱肋自重R共同作用下的内力计共同作用下的内力计算算第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/20232121(4)边段拱肋重力和中段拱肋重力边段拱肋重力和中段拱肋重力R共同作用的内力共同作用的内力弯弯 矩：矩：轴向力：轴向力：第四节 施工阶段主拱计算(5)中段拱肋安装时的内力计算中段拱肋安装时的内力计算受力特点：受力特点：中段拱肋在吊装合拢时，由于起重索中段拱肋在吊装合拢时，由于起重索放松过程很慢，往往在起重索部分受放松过程很慢，往往在起重索部分受力的情况下，接头与拱座逐渐顶紧，

15、力的情况下，接头与拱座逐渐顶紧，拱肋已受轴向力作用，因此在设计时，拱肋已受轴向力作用，因此在设计时，虽然中段拱肋仍按简支于两边段悬臂虽然中段拱肋仍按简支于两边段悬臂端的梁来计算，但计算荷载则按中段端的梁来计算，但计算荷载则按中段拱肋自重的拱肋自重的3050计算，计算的计算，计算的均布荷载为：均布荷载为：2/4/20232/4/202322223、施工加载计算、施工加载计算箱形拱桥施工加载箱形拱桥施工加载 的几个计算阶段的几个计算阶段裸拱箱裸拱箱纵缝混凝土纵缝混凝土横墙横墙腹拱腹拱主拱实腹段填料主拱实腹段填料腹拱填料腹拱填料路面和人行道工程路面和人行道工程施工加载计算步骤施工加载计算步骤绘制计算

16、截面的内力（弯矩、轴力）影响线绘制计算截面的内力（弯矩、轴力）影响线（一般拱顶、拱脚、拱跨的（一般拱顶、拱脚、拱跨的1/8，1/4，3/8点）点）根据施工条件参考有关施工经验，初步拟定施工顺序根据施工条件参考有关施工经验，初步拟定施工顺序在拱上按拟定程序施工拱上结构，计算其重力在拱上按拟定程序施工拱上结构，计算其重力计算各计算截面的内力，并验算强度计算各计算截面的内力，并验算强度根据强度验算情况，调整施工加载顺序和范围根据强度验算情况，调整施工加载顺序和范围第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/202323234、施工加载挠度的计算和控制、施工加载挠度的计算和控制 施工加载程序确定后

17、，还应计算施工加载各工序相施工加载程序确定后，还应计算施工加载各工序相应的各点挠度值，以便在施工过程中控制拱轴线的变形应的各点挠度值，以便在施工过程中控制拱轴线的变形情况。当实测挠度过大或出现不对称变形等异常现象时，情况。当实测挠度过大或出现不对称变形等异常现象时，应立即分析原因，采用措施，及时调整加载程序。应立即分析原因，采用措施，及时调整加载程序。挠度的控制一般以拱顶、挠度的控制一般以拱顶、l/4，l/8点作为观测点。点作为观测点。第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/20232424（二）悬臂拼装施工过程的主拱计算（二）悬臂拼装施工过程的主拱计算1、各伸臂阶段拱桁架自重产生的内

18、力和挠度计算、各伸臂阶段拱桁架自重产生的内力和挠度计算 悬臂桁架端部悬臂桁架端部 i 点的挠度点的挠度 点单位荷载作用下各杆件内力点单位荷载作用下各杆件内力自重力作用下各杆件的内力自重力作用下各杆件的内力各杆件的长度各杆件的长度第四节 施工阶段主拱计算2/4/20232/4/202325252、起吊框构时拱桁架产生的内力变形及挠度计算、起吊框构时拱桁架产生的内力变形及挠度计算第四节 施工阶段主拱计算3、伸臂拼装拱桁架的连接设计与上弦拉杆计算、伸臂拼装拱桁架的连接设计与上弦拉杆计算4、箱形拱顶、底板加载过程中桁架的内力计算、箱形拱顶、底板加载过程中桁架的内力计算5、拱上建筑加载过程中主拱的内力计

19、算、拱上建筑加载过程中主拱的内力计算6、顶板、底板加载过程中桁架的稳定验算、顶板、底板加载过程中桁架的稳定验算2/4/20232/4/20232626小 结第第4章章 拱桥的施工拱桥的施工2.1 施工方法简介施工方法简介(一一一一)就地浇注就地浇注就地浇注就地浇注 有支架浇注、悬臂浇筑有支架浇注、悬臂浇筑有支架浇注、悬臂浇筑有支架浇注、悬臂浇筑(二二二二)预制安装预制安装预制安装预制安装 整体安装整体安装整体安装整体安装验算拱肋强度、刚度，吊点强度及系杆稳定性验算拱肋强度、刚度，吊点强度及系杆稳定性验算拱肋强度、刚度，吊点强度及系杆稳定性验算拱肋强度、刚度，吊点强度及系杆稳定性节段拼装节段拼装

20、节段拼装节段拼装缆索吊装缆索吊装缆索吊装缆索吊装 伸臂式起重机伸臂式起重机伸臂式起重机伸臂式起重机(三三三三)转体施工转体施工转体施工转体施工平面转体平面转体平面转体平面转体宜用于山区地质条件好或跨越深谷的地质条件宜用于山区地质条件好或跨越深谷的地质条件宜用于山区地质条件好或跨越深谷的地质条件宜用于山区地质条件好或跨越深谷的地质条件竖向转体竖向转体竖向转体竖向转体宜用钢管宜用钢管宜用钢管宜用钢管2727混凝土拱桥混凝土拱桥混凝土拱桥混凝土拱桥平平平平-竖组合转体竖组合转体竖组合转体竖组合转体2/4/20232/4/20232727小 结2.2 有支架施工有支架施工2.3 缆索吊装施工阶段主拱验算缆索吊装施工阶段主拱验算2.4 施工阶段主拱计算施工阶段主拱计算(一一一一)缆索吊装施工主拱验算缆索吊装施工主拱验算缆索吊装施工主拱验算缆索吊装施工主拱验算 脱模吊运过程中的验算脱模吊运过程中的验算 拱肋悬挂内力计算拱肋悬挂内力计算 施工加载计算施工加载计算 施工加载挠度的计算和控制施工加载挠度的计算和控制（二）悬臂拼装施工过程的主拱计算（二）悬臂拼装施工过程的主拱计算（二）悬臂拼装施工过程的主拱计算（二）悬臂拼装施工过程的主拱计算2/4/20232/4/20232828