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1、公路桥梁工程施工设计方案 公路桥梁施工组织设计 概述悬臂施工法也称为分段施工法。悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。预应力砼桥梁采用悬臂 公路桥梁施工组织设计汇报报告 关于汇报报告的文章公路桥梁施工组织设计正文开始 第一节概述 悬臂施工法也称为分段施工法。悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。 预应力砼桥梁采用悬臂施工法是从钢桥悬臂拼装发展而来。早在1948年，法国工程师E弗莱西奈在巴黎附近的马恩河上采用预制分段施工法架设了吕章西(Luzancy)桥，主跨为74m，从此在欧洲各国得到推广采用。 我国交通系统1964年在汤阴县，汤阴至原窄轨铁路线
2、上修建了五陵卫河桥，采用悬臂拼装法施工，跨度为25m+50m+25m的T型刚构桥，于1965年4月建成通车，这是我国首次采用悬臂拼装法建成的预应力砼T型刚构桥。1968年底建成了桥，跨越广西省柳江，桥跨为45.19m+66.71m+120m+124m+52.29m国首次采用悬臂浇筑法施工。 我国铁路系统60年代修建成昆铁路大会战中，取得了成功经验。旧庄河一号桥采用铰接悬臂梁结构形式，跨径为24m+48m+24m，采用悬臂拼装法施工，经一年多努力，于1966年11月竣工，悬拼速度达到一昼夜一节。尔后水河五号大桥也采用铰接悬臂梁结构形式，跨径为32.3m+64m+32.3m，采用悬臂浇筑法施工，于
3、1970年6月竣工，悬浇速度达57天节。 悬臂施工法最早主要用于修建预应力T型刚构桥，由于悬臂施工方法的优越性，后来被推广用于预应力砼悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构桥、桁架桥、拱桥及斜拉桥等。 随着桥梁事业的发展，尤其近年来采用悬臂施工法在国外大跨径预应力砼桥梁中得到广泛采用。据资料统计，国外1952年以来lOOm以上大跨径桥梁中，采用悬臂浇筑法施工占80左右，采用悬臂拼装法施工占7左右。 如阿根廷的巴拉奎河(ParaguaryRiver)桥为预应力砼T构桥，主孔跨径达到270m， 澳大利亚的给脱威桥主跨为260m的预应力砼连续梁桥， 我国的奉浦大桥为主跨125m的预应力砼连续梁桥，奉浦大桥在软
4、土地基上采用大跨径预应力连续梁是一个创举。 1988年修建跨越珠江的洛溪大桥，主跨为65m+125m+180m+llorn为预应力砼连续刚构桥，采用悬臂浇筑法施工。 1995年11月竣工的省长江大桥，主跨162.5m+3245m+162。5m为预应力砼连续刚构桥，采用悬臂浇筑法施工，并创造了几孔同时合拢的施工方法。 1997年7月竣工的省虎门辅航道桥，主跨150m+270m+150m，为预应力砼连续刚构桥，是目前世界上同类桥梁采用悬臂浇筑法施工的最大跨径桥梁。 悬臂施工的斜拉桥跨径已超过800m。上述实例证明，我国悬臂施工法技术水平已达到国际先进水平。 本章主要介绍预应力砼梁式桥的悬臂施工法，
5、其他类型桥梁的悬臂施工特点，将分别在有关章节中介绍。 一、悬臂施工法特点 1.预应力砼连续梁及悬臂梁桥采用悬臂施工时需进行体系转换，即在悬臂施工时，梁墩采取临时固结，结构为T形刚构，合拢前，撤消梁墩临时固结，结构呈悬臂梁受力状态，待结构合拢后形成连续梁体系。设计时应对施工状态进行配束验算。 2.桥跨间不需搭设支架，施工不影响桥下通航或行车。施工过程中，施工机具和人员等重力均全部由已建梁段承受，随着施工的进展，悬臂逐渐延伸，机具设备也逐步移至梁端，无需用支架作支撑。所以悬臂施工法可应用于通航河流及跨线立交大跨径桥梁。 3.多孔桥跨结构可同时施工，加快施工进度。 4.悬臂施工法充分利用预应力砼承受
6、负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，使桥梁跨越能力提高，并适合变截面桥梁的施工。 5.悬臂施工用的悬拼吊机或挂篮设备可重复使用，施工费用较省，可降低工程造价。 二、悬臂施工法的分类 悬臂施工法主要有悬臂拼装法及悬臂浇筑法两种。 (一)悬臂拼装法 悬臂拼装法利用移动式悬拼吊机将预制梁段起吊至桥位，然后采用环氧树脂胶及钢丝束预施应力连接成整体。 采用逐段拼装，一个节段拉锚固后，再拼装下一节段。 悬臂拼装的分段，主要决定于悬拼吊机的起重能力，一般节段长25m。节段过长则自重大，需要悬拼吊机起重能力大，节段过短则拼装接缝多，工期也延长。一般在悬臂根部，因截面积较大，节段长度采用较短，以后
7、向端部逐渐增长。 (二)悬臂浇筑法 悬臂浇筑采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段砼，待砼达到要求强度后，拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工， 悬臂浇筑每个节段长度一般26m，节段过长，将增加砼自重及挂篮结构重力，而且要增加平衡重及挂篮后锚设施；节段过短，影响施工进度。所以施工时应根据设备情况及工期，选择合适的节段长度。 (三)悬臂浇筑法与悬臂拼装法的比较 1.施工进度方面 利用挂篮进行悬臂浇筑时，砼中加入早强剂，每个节段施工周期通常57天。 悬臂拼装施工时，预制节段可以在进行桥梁下部结构的同时进行，拼装时仅占用吊装定位、环氧胶粘贴和穿束拉等工序。
8、一个节段拼装时间仅11.5天。 所以从施工进度方面比较，悬臂拼装速度比悬臂浇筑要快得多，悬臂拼装适合于快速施工。 2.结构整体性方面 采用悬臂浇筑法施工时，因梁体钢筋采用焊接相连，已建梁体表面砼凿毛等处理，结构整体性较好。 悬臂拼装法施工时，块件在预制场预制，块件本身质量较易保证，但组拼时采用环氧胶粘接，预应力束在预留孔道中穿束拉连接，比起悬臂浇筑法来说，结构整体性要差一些。 3.施工变形控制 悬臂浇筑法施工时，施工变形易控制，可采用计算机程序控制，逐段进行底模标高的调整。吴淞大桥为55m+90m-l-55m三跨连续梁，采用悬臂浇筑法施工，中间合拢误差仅6mm。 悬臂拼装法施工时，施工变形控制
9、难度较大，需从施工中摸索控制办法，以达到合拢精度要求。 4.施工适应性 悬臂浇筑施工时，遇冬季寒冷气候施工，砼蒸汽养护难度较大，所以受地域季节条件影响，但不受桥下地形、水文或建筑物影响。 悬臂拼装施工时，由于节段块件在预制场预制，养生条件较好，拼装时采用环氧树脂胶接缝，也有在零下15施工成功的实例。如采用干接缝则不受低温影响。但悬臂拼装时，一般从 桥下运输节段，再由悬拼吊机吊起就位，所以对桥下地形及水文等情况有一定要求。 5.起重能力要求 悬臂浇筑法施工时，悬浇起重能力要求不高，仅起吊钢筋骨架及砼。 悬臂拼装法施工时，需起吊节段块件，所以要求悬拼吊机起吊能力较大。悬拼吊机一般采用贝雷桁架或万能
10、杆件拼装。 从上面几点分析，可以看出悬臂浇筑法具有结构整体性好，可以不受桥下地形条件限制，优越性较明显，所以大部分大跨径预应力砼桥梁采用悬臂浇筑法施工。 第二节悬臂拼装法施工 悬臂拼装施工包括块件的预制、运输、拼装及合拢。 下面主要介绍预应力砼箱形T构采用悬臂拼装法施工。 一、块件预制 (一)预制方法 箱梁块件通常采用长线浇筑法或短线浇筑的立式预制方法。桁架梁段采用卧式预制方法。 1.长线预制 长线预制是在预制厂或施工现场按桥梁底缘曲线制作固定的底座，在底座上安装底模进行块件预制工作。形成梁底缘的底座有多种方法， 它可以利用预制场的地形堆筑土胎，经加固夯实后铺砂石层并在其上面做砼底板； 山区有
11、石料的地区可用石砌圬工筑成所需的梁底缘的形状， 地质条件较差的预制场地，需采用打短桩基础，再搭设排架形成梁底曲线。排架可用木材或型钢组成。图81为预应力砼T型刚构桥的箱梁预制台座的构造。 箱梁节段的预制在底板上进行。模板常采用钢模，每段一块，以便于装拆使用。为加快施工进度，保证节段之间密贴，常采用先浇筑奇数节段，然后利用奇数节段砼的端面弥合浇筑偶数节段。也可以采用分阶段的预制方法。当节段砼强度达到设计强度70以上后，可吊出预制场地。 2.短线预制 短线预制箱梁块件的施工，是由可调整外部及部模板的台车与端模架来完成，见图82。第一节段砼浇筑完成后，在其相对位置上安装下一层模板，并利用第一节段的端
12、面作为第二 节段的端模完成砼的浇筑工作。 短线预制适合工厂节段预制，设备可周转使用，每条生产线平均五天可生产四块，但节段的尺寸和相对位置的调整要复杂一些。此法亦称活动底座法。 3.卧式预制 桁架梁的预制节段，常采用卧式预制。 卧式预制，要有一个较大的地坪。地坪的高低要经过测量，并有足够的强度，不致产生不均匀沉陷。 对相同的节段还可以在已预制完成的节段上安装模板进行叠制，两层构件间常用塑料布或涂机油等方法分隔。桁架梁预制节段的起吊、翻身工作要求操作细致，并注意选择吊点和吊装机具。 无论是箱梁或桁架构件的预制，都要求相邻构件之间接触密贴，故必须以前面浇筑块件的端面作为后来浇筑构件的端模，同时必须采
13、用隔离剂(薄膜、废机油、皂类等)使块件出坑时相互容易从接缝处脱离。这种构件预制方法，国外一般叫做“配合浇筑”法。 (二)定位器和孔道形成器 设置定位器的目的是使预制梁块在拼装时能准确而迅速地安装就位。 有的定位器不仅能起到固定位置的作用，而且能承受剪力。这种定位装置称抗剪楔或防滑楔。 块件预制时，除注意预埋定位器装置外，尚须注意按正确位置预埋孔道形成器和吊点装置(吊环或竖向预应力粗钢筋)等。 二、块件运输 箱梁块件自预制底座上出坑后，一般先存放于存梁场， 拼装时块件由存梁场至桥位处的运输方式，一般可分为场运输、块件装船和浮运三个阶段。 (一)场运输 当存梁场或预制台座布置在岸边，又有大型悬臂浮
14、吊时，可用浮吊直接从存梁场或预制台座将块件吊放到运梁驳船上浮运。 当预制底座垂直于河岸时，存梁场往往设于底座轴线的延长线上，此时，块件的出坑和运输一般由预制场上的龙门吊机担任，块件上船也可用预制场的龙门吊机。 预制底座平行于河岸时，场运输应另备运梁平车进行。栈桥上也必须另设起重吊机，供吊运 块件上船。 块件的运输，当预制场与栈桥距离较远时，应首先考虑采用平车运输。起运前要将块件安放平稳，底面坡度不同的块件要使用不同厚度的楔形木来调整。块件用带有花篮螺丝的缆索保险。 当采用无转向架的运梁平车时，运输轨道不能设平曲线，纵坡一般应为平坡。当地形条件限制时，最大纵坡也不得大于1。下坡运行时，平车后部要
15、用钢丝绳牵引保险，不得溜放。 块件的起吊应该配有起重扁担。每块箱梁四个吊点，使用两个横扁担用两个吊钩起吊。如用一个主钩以人字千斤起吊时，还必须配一根纵向扁担以平平分力。 (二)块件装船 块件装船在专用码头上进行。码头的主要设施是施工栈桥和块件装船吊机。栈桥的长度应保证在最低施工水位时驳船能进港起运，栈桥的高度要考虑在最高施工水位时栈桥主梁不应被水淹，栈桥宽度要考虑到运梁驳船两侧与栈桥之间需有不少于0.5m的安全距离。栈桥起重机的起重能力和主要尺寸(净高和跨度)应与预制场上的吊机相同。 (三)浮运 浮运船只应根据块件重量和高度来选择，可采用铁驳船、坚固的木趸船、水泥驳船或用浮箱装配。 为了保证浮
16、运安全，应设法降低浮运重心。开口舱面的船应尽量将块件置于船舱底板。必须置放在甲板面上时，要在舱压重。 块件的支垫应按底面坡度用碎石子堆成，满铺支垫或加设三角形垫木，以保证块件安放平稳。块件一般较大，还需以缆索将块件系紧固定。 三、悬臂拼装 (一)悬拼方法 预制块件的悬臂拼装可根据现场布置和设备条件采用不同的方法来实现。 当靠岸边的桥跨不高且可在陆地或便桥上施工时，可采用自行式吊车、门式吊车来拼装。对于河中桥孔，也可采用水上浮吊进行安装。 如果桥墩很高，或水流湍急而不便在陆上、水上施工时，就可利用各种吊机进行高空悬拼施工。 1.悬臂吊机拼装法 悬臂吊机由纵向主桁架、横向起重桁架、锚固装置、平衡重
17、、起重系、行走系和工作吊篮等部分组成，见图83所示。 纵向主桁为吊机的主要承重结构，可由贝雷片、万能杆件、大型型钢等拼制。一般由若干桁片构成两组，用横向联结系联成整体，前后用两根横梁支承。 横向起重桁是供安装起重卷扬机直接起吊箱梁块件之用的构件。纵向主桁的外荷载就是通过横向起重桁传递给它的。横向起重桁支承在轨道平车上，轨道平车搁置于铺设在纵向主桁上弦的轨道上，起重卷扬机安置在横向起重桁上弦。 设置锚固装置和平衡重的目的是防止主桁架在起吊块件时倾覆翻转，保持其稳定状态。对于拼装墩柱附近块件的双悬臂吊机，可用锚固横梁及吊杆将吊机锚固于零号块上。对称起吊箱梁块件，不需要设置平衡重。单悬臂吊机起吊块件
18、时，也可不设平衡重，而将吊机锚固在块件吊环上或竖向预应力筋的螺丝端杆上。 起重系一般是由50kN电动卷扬机、吊梁扁担及滑车组等组成。起重系的作用是将由驳船浮运到桥位处的块件提升到拼装高度以备拼装。滑车组要根据起吊块件的重量来选用。 吊机的整体纵移可采用钢管滚筒在木走板上滚移，由电动卷扬机牵引。牵引绳通过转向滑车系于纵向主桁前支点的牵引钩上。横向起重桁架的行走采用轨道平车，用倒链滑车牵引。 工作吊篮悬挂于纵向主桁前端的吊篮横梁上，吊篮横梁由轨道平车支承以便工作吊篮的纵向移动。工作吊篮供预应力钢丝穿束、千斤顶拉、压注灰浆等操作之用。可设上、下两层，上层供操作顶板钢束用，下层供操作肋板钢束用。也可只
19、设一层，此时，工作吊篮可用倒链滑车调整高度。 这种吊机的结构较简单，使用最普遍。当吊装墩柱两侧附近块件时，往往采用双悬臂吊机的形式，当块件拼装至一定长度后，将双悬臂吊机改装成两个独立的单悬臂吊机(见图83)。但在桥的跨径不太大，孔数也不多的情况下，有的工地就不拆开墩顶桁架而在吊机两端不断接长进行悬拼，以免每拼装一对块件就将对称的两个单悬臂吊机移动和锚固一次。 当河中水位较低运输箱梁块件的驳船船底标高低于承台顶面标高，驳船无法靠近墩身时，双悬臂吊机的设计往往要受安装一号块件时的受力状态所控制。为了不增大主桁断面以节约用钢量，对这种情况下的双悬臂吊机必须采取特别措施，例如斜撑法和对拉法。 斜撑法 即以临时斜撑增加纵向主桁的支点以改善主桁的受力状况。斜撑的下端支于墩身牛腿上，上端与主桁加强下弦杆铰接。当块件从驳船上吊起并移至安全距离以后，将块件临时搁置于承台上的临时支架上，再以千斤顶顶起吊机，除去斜撑，继续起吊块件，移就位。 用此法起吊块件安全可靠，但增加了起吊工序和材料用量。 对拉法