公路桥梁施工组织设计Word文件下载.docx

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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，一个节段张拉锚固后，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2～5m。

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，张拉预应力束，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2～6m，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5～7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、环氧胶粘贴和穿束张拉等工序。

一个节段拼装时间仅1～1.5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张拉连接，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。

上海吴淞大桥为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8―1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，是由可调整外部及内部模板的台车与端模架来完成，见图8―2。

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，一般可分为场内运输、块件装船和浮运三个阶段。

（一）场内运输

当存梁场或预制台座布置在岸边，又有大型悬臂浮吊时，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，场内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衡水平分力。

（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，要在舱内压重。

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、起重系、行走系和工作吊篮等部分组成，见图8―3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、千斤顶张拉、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8―3）。

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内移至安全距离以后，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，内移就位。

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

即将横向起重桁架放置于起吊安全距离内，将块件直接由船上斜向起吊，两横向起重桁架用钢丝绳互相拉住以平衡因斜向起吊而产生的水平分力，防止横向起重桁架向悬臂端滚移。

对拉法不需附加任何构件，起吊程序简单，但必须确保块件与承台不致相撞。

这个方法一般使用在起吊钢丝绳的斜向角度很小的情况下。

岸孔T构的安装较常采用的方案是在墩柱岸边一侧疏出一条运梁驳船航道，使装载块件的驳船能停靠到岸边一侧墩柱旁。

这时对悬臂吊机的吊装方案要进行相应的改变。

改变方法有二：

一是在块件向前拼装时，吊机不向前移动，只是连续向前接拼纵向主桁。

块件在墩柱旁起吊，由横向起重桁架悬吊着块件外移至待拼位置就位，顺次安装伸人河岸上的块件。

二是在吊机拼装好一个块件后，吊机仍按正常程序向前移动，只是从起吊位置起，在桥面铺设轨道供下台车行驶。

操作程序是：

将上、下台车放在起吊位置，由上台车吊起块件，下台车连同上台车和悬吊着的块件向前移动，直至与吊机尾衔接。

接通下台车上弦的轨道，再向前移动上台车到安装位置。

2.连续桁架（闸式吊机）拼装法

连续桁架悬拼施工可分移动式和固定式两类。

移动式连续桁架的长度大于桥的最大跨径，桁架支承在已拼装完成的梁段和待拼墩顶上，由吊车在桁架上移运块件进行悬臂拼装。

固定式连续桁架的支点均设在桥墩上，而不增加梁段的施工荷载。

图8―4表示移动式连续桁架，其长度大于两个跨度，有三个支点。

这种吊机每移动一次可以同时拼装两孔桥跨结构。

3．起重机拼装法

尚可采用伸臂吊机、缆索吊机、龙门吊机、人字扒杆、汽车吊、履带吊、浮吊等起重机进行悬臂拼装。

根据吊机的类型和桥孔处具体条件的不同，吊机可以支承在墩柱上、已拼好的梁段上或处在栈桥上、桥孔下。

不管是利用现有起重设备或专门制作，悬臂吊机需满足如下要求：

（1）起重能力能满足起吊最大块件的需要，

（2）吊机便于作纵向移动，移动后又能固定于一个拼装位置；

（3）吊机处在一个位置上进行拼装时，能方便地起吊块件作竖向提升和纵、横向移动，以便调整块件拼装位置；

（4）吊机的结构尽量简单，便于装拆。

（二）接缝处理及拼装程序

梁段拼装过程中的接缝有湿接缝、干接缝和胶接缝等几种。

不同的施工阶段和不同的部位，将采用不同的接缝形式。

1.一号块和调整块用湿接缝拼装

一号块件即墩柱两侧的第一块，一般与墩柱上的零号块以湿接缝相接。

一号块是T型刚构两侧悬臂箱梁的基准块件。

T构悬拼施工时，防止上翘和下挠的关键在于一号块定位准确，因此，必须采用各种定位方法确保一号块定位的精度。

定位后的一号块可由吊机悬吊支承，也可用下面的临时托架支承。

为便于进行接缝处管道接头操作、接头钢筋的焊接和砼振捣作业，湿接缝一般宽0.1～0.2m。

一号块件拼装和湿接缝处理的程序：

（1）块件定位，测量中线及高程，

（2）接头钢筋焊接及安放制孔器（非暗管结构的箱梁，无此要求）；

（3）安放湿接缝模板；

（4）浇筑湿接缝砼（用高标号砂浆或小石子砼）；

（5）湿接缝砼养护脱模，

（6）穿一号块预应力筋（束），张拉锚固。

跨度大的T型刚构桥，由于悬臂很长，往往在伸臂中部设置一道现浇箱梁横隔板，同时设置一道湿接缝。

这道湿接缝除了能增加箱梁的结构刚度外，也可以调整拼装位置。

在拼装过程中，如拼装上翘的误差很大，难以用其他办法补救时，也可以增设一道湿接缝来调整。

但应注意，增设的湿接缝宽度必须用凿打块件端面的办法来提供。

2.其他块件用胶接缝或干接缝拼装

其他块件的拼装程序；

（1）利用悬拼吊机将块件提升，内移就位，进行试拼，

（2）移开块件，与已拼块件保持约0.4m的间距；

（3）穿束；

（4）涂胶（双面涂胶）；

（5）块件合拢定位（利用定位器并施加压力），测量中线及高程，检查块件出坑前所作跨缝弹线是否吻合；

（6）张拉预应力筋（束），观察块件是否滑移，然后锚固。

3.环氧树脂胶

块件接缝采用环氧树脂胶，厚度1.0mm左右。

环氧树脂胶接缝可使块件连接密贴，可提高结构抗剪能力、整体刚度和不透水性。

一般不宜采用干接缝。

干接缝块件密贴性差，接缝中水气浸入导致钢筋锈蚀。

环氧树脂胶的配方应通过试验决定，并随化学工业的迅猛发展，产品换代，应作市场调查，采用性能最好的产品。

环氧树脂胶由环氧树脂、固化剂、增塑剂、稀释剂、填料等组成。

（1）环氧树脂一般选用环氧树脂E―44（6101）。

这种环氧树脂分子量较低（420～500），软化点18℃～22℃，工艺性能好，施工方便，可加人大量填料，既能改善胶料性能，又节约环氧树脂用量。

（2）固化剂早期采用乙二胺作固化剂，由于乙二胺毒性较大，不利于操作人员健康一般不宜采用，现在市场上有无毒性的固化剂，如H4环氧固化剂及T--31环氧固化剂。

了一31环氧固化剂使用方便，在大于80％湿度下，或在0℃左右低温下，仍能使环氧树脂固化。

（3）增塑剂它能降低树脂的粘度，固化后增加胶体的塑性。

如以前采用乙二胺作固化剂，这类固化剂固化后环氧材料往往会发脆，所以一定要掺加一定数量的增塑剂。

而选用T一31环氧固化剂就不必加增塑剂。

胶接缝采用非活性增塑剂，品种有苯二甲酸二丁脂、苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酸脂等。

（4）稀释剂加入稀释剂的主要作用是降低环氧树脂的粘度，增加流动性，便于施工时调配。

常用非活性稀释剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。

其用量不超过树脂用量的30％。

在涂抹后应使其完全挥发，以减少对环氧树脂胶强度和抗老化性能的影响。

（5）填料为了降低成本及改善环氧树脂胶的性能，单纯环氧树脂固化后胶体的弹性模量很低，而温度膨胀系数很大，是砼膨胀系数的8倍，所以环氧树脂胶中加入填料来改善胶体性能。

填料一般用高标号水泥、洁净干燥砂。

一般对接缝砼面先涂底层环氧树脂底胶（环氧树脂底层胶由环氧树脂、固化剂、稀释剂按试验决定比例调配）然后再涂加入填料的环氧树脂胶。

环氧树脂胶随用随配调制。

（三）穿束及张拉

1.穿束

T型刚构桥纵向预应力钢筋的布置有两个特点；

（1）较多集中于顶板部位。

（2）钢束布置对称于桥墩。

因此拼装每一对对称于桥墩块件用的预应力钢丝束须按锚固这一对块件所需长度下料。

明槽钢丝束通常为等间距排列，锚固在顶板加厚的部分（这种板俗称“锯齿板”）。

加厚部分预制时留有管道（图8―5）。

穿束时先将钢丝束在明槽内摆放平顺，然后再分别将钢丝束穿人两端管道之内。

钢丝束在管道两头伸出长度要相等。

暗管穿束比明槽难度大。

经验表明，60m以下的钢丝束穿束一般均可采用人工推送。

较长钢丝束穿人端，可点焊成箭头状缠裹黑胶布。

60m以上的长束穿束时可先从孔道中插入一根钢丝与钢丝束引丝连接，然后一端以卷扬机牵引，一端以人工送入。

2.张拉

钢丝束张拉前要首先确定合理的张拉次序，以保证箱梁在张拉过程中每批张拉合力都接近于该断面钢丝束总拉力重心处。

钢丝束张拉次序的确定与箱粱横断面形式、同时工作的千斤顶数量、是否设置临时张拉系统等因素关系很大。

在一般情况下，纵向预应力钢丝束的张拉次序按以下原则确定：

（1）对称于箱梁中轴线，钢束两端同时成对张拉，

（2）先张拉肋束，后张拉板束，

（3）肋束的张拉次序是先张拉边肋，后张拉中肋（若横断面为三根肋，仅有二对千斤顶时）；

（4）同一肋上的钢丝束先张拉下边的，后张拉上边的；

（5）板束的次序是先张拉顶板中部的，后张拉边部的。

每一束的张拉程序参见第七章的后张法预制工艺。

四、悬臂挠度控制

（一）悬拼挠度计算

悬拼施工过程中所产生的挠度，涉及到梁体自重、预应力、砼徐变、施工荷载等的作用。

鉴于施工挠度与许多不定因素有关（例如各段砼间材料性能、温度、湿度以及养护等方面的差异、各段的工期也很难准确估计），并由于施工中荷载的随时间变化以及梁体截面组成也随

施工进程中预应力筋的增多而发生变化等等，故要精确计算施工挠度是非常困难的。

以下的计算供参考。

刚构悬臂梁的挠度包括：

由恒载、活载、预应力及砼徐变所产生的刚构悬臂梁本身的挠度；

由不对称恒载、活载及风荷载引起刚构墩柱和刚构基础变形所产生的悬臂梁挠度。

1.恒载、活载及预应力所产生的挠度

恒载、活载及预应力所产生的刚构悬臂梁本身的挠度一般均按共轭梁法计算，其计算图式如图8―6。

悬臂端部，I截面的挠度按下式计算：

悬臂梁1～（n一1）截面的挠度按下式计算：

2.徐变挠度

徐变挠度与施工日期和徐变完成时间有密切关系。

箱梁悬臂系逐节分段张拉，块件自重和预应力也系逐级加载，块件受载龄期不断变化，同时由二期恒载（桥面铺装等）、挂梁及活载作用时的箱梁各节段的龄期也不一样。

加载龄期短的，其后期徐变挠度大，加载龄期长的，其后期徐变挠度小，详细计算十分繁复。

为简化起见，一般均取统一的加载龄期。

砼徐变终了时间一般定为3年。

主要徐变参数有：

（1）徐变变形最大值与弹性变形之比：

（3）砼从徐变开始到终了期限内的徐变特征值：

3.墩柱挠曲引起的挠度在活载弯矩作用下，墩柱挠曲而产生的悬臂梁各截面处挠度按下式计算：

在各种水平附加力作用下引起墩柱挠曲而产生的悬臂梁各截面处挠度按下式计