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1、,第 3 章 施工方法与恒载内力计算,大跨度桥梁设计,本章的主要内容,3.1 概述3.2 满堂支架施工3.3 简支转连续施工3.4 逐跨施工法3.5 顶推施工法3.6 悬臂施工法,3.1 概述,桥梁施工过程的内力，成桥状态的内力及最终设计内力与施工方法密切相关，从而影响到其配筋设计，包括预应力筋的布置方式和数量。施工方法包括满堂支架施工法、顶推施工法、逐跨施工法、简支转连续施工法、悬臂施工法以及转体施工法等。,对比分析不同施工方法对桥梁结构恒载内力的影响例：三跨连续梁，结构自重集度取100kN/m，分别采用满堂支架施工法、逐跨浇注施工法、悬臂浇注施工法A（先边跨合龙，后中跨合龙）、悬臂浇注施工
2、法B（先中跨合龙，后边跨合龙）等四种施工方法，试对各施工方法的恒载内力进行对比分析。,3.1 概述,3.1 概述,施工方法一：满堂支架施工法,3.1 概述,施工方法二：逐跨浇注施工法,3.1 概述,施工方法三：悬臂浇注施工法A（先边跨、后中跨合龙）,3.1 概述,施工方法四：悬臂浇注施工法B（先中跨、后边跨合龙）,3.1 概述,经过计算，四种施工方法对应的桥梁恒载内力。,3.1 概述,结构恒载内力计算特点,简支梁，恒载内力一般可按照成桥后的结构图式进行计算。,超静定桥梁结构恒载计算存在如下特点：（1）需按施工过程建立每一个施工阶段的结构受力计算图式，分析每阶段的结构内力与变形。（2）分别将全部
3、施工阶段的内力与变形叠加，得最终的结构恒载内力与变形。（3）采用不同的施工方法，结构恒载内力不同。,3.2 满堂支架施工法,整体浇注时也叫一次落架法、支架就地浇注法。工序：搭设支架、安装模板、绑扎 钢筋、浇筑混凝土、卸落支架。,特点：最古老最简单，需要大量支架、工期长、临 时材料用量大，不太经济。施工过程受力体系不发生改变。,3.2.1 施工方法,3.2 满堂支架施工法,支架是临时结构，由于支架要承担上部结构的大部分质量，因此，支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性，以保证就地浇注的顺利进行。支架的基础要进行处理，保证基础可靠，构件连接要紧密，并要加入纵横向连接斜撑，使支架连为一体。根据上部结构
4、荷载对支架进行预压，以检验支架可靠性。,3.2.1 施工方法,3.2 支架就地浇注施工,支架现浇,3.2 满堂支架施工法,3.2.1 施工方法,支架现浇法,3.2 满堂支架施工法,钢管支架,3.2 满堂支架施工法,3.2 满堂支架施工法,结构一次形成，无体系转换，恒载内力按照最终结构体系计算。,3.2.2 恒载内力计算,先现浇或预制简支梁，并在简支梁的端部预留接缝位置，待简支梁达到强度、安装就位后，再浇筑接缝混凝土及张拉连接预应力筋，成为连续梁。结构体系发生变化，由简支梁转换为连续梁。,3.3 简支转连续施工,3.3.1 施工方法,3.3 简支转连续施工,3.3.1 施工方法,恒载内力分两步完
5、成：第一阶段简支梁受力状态，自重效应按简支梁计算。,3.3.2 恒载内力计算,3.3 简支转连续施工,3.3.2 恒载内力计算,3.3 简支转连续施工,第二阶段湿接缝完成，结构变连续梁，二期恒载作用在连续梁上。,是逐孔现场现浇或逐跨装配、连续施工的一种方法。施工支架少，速度快，适合跨数较多的桥梁施工。施工过程结构体系发生变化，由悬臂梁或简支梁转换为连续梁。,3.4 逐跨施工法,3.4.1 施工方法支架现浇法,3.4 逐跨施工法,3.4.1 施工方法移动模架法,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒载内力计算,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒载内力计算,结构不断变化，存在多次体系转换，结构自重作用
6、分阶段施加。阶段1：在支架上浇注边跨混凝土，形成悬臂梁状态。悬臂梁体系。,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒载内力计算,阶段2：支架前移，浇注第二跨混凝土，拆模后形成带悬臂的二跨连续梁，计算新增加的梁段重量产生的恒载内力。以此类推，形成带悬臂的三跨连续梁。带悬臂的连续梁桥计算模式。,3.4 逐跨施工法,3.4.2 恒载内力计算,阶段3：在支架上浇注第四跨混凝土，最终形成连续梁体系。加的梁段重量产生的恒载内力。连续梁桥体系。将各阶段计算得到的恒载内力进行叠加，则得到恒载内力。,3.5 顶推施工法,3.5.1 施工方法,1）预先在岸上预制部分梁段，采用顶推设备将其逐步向河对岸方向顶推，边顶推边预制
7、后面的梁段，直到完成为止。2）为减小顶推过程中悬臂梁的负弯矩，设置长度为倍桥梁跨径的钢导梁，钢导梁自重轻、刚度大，有时还需要设置临时墩。3）顶推法施工的连续梁桥一般采用等高度等跨径设计。,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,顶推法施工连续梁的受力特点：施工过程中，梁是移动的，受力图式不断变化。1）顶推过程中，梁的每一个截面位置都在不断变化，结构受力计算图式也不断变化，故截面的内力也不断变化，正负弯矩交替。2）当整个梁顶推就位后，其恒载内力与整体支架施工法的连续梁相同。,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,例题：两跨等截面连续梁，钢导梁长度为l/2，桥梁跨径为l，导梁自重为q
8、/5，混凝土梁自重为q。选择4个典型阶段考察截面1和截面2的自重弯矩。,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,阶段1：第一跨悬臂阶段,钢导梁即将到达1号墩之前的最大悬臂阶段。,荷载：M1=-ql2/40M2=-ql2/5,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,阶段2：单跨简支梁阶段,钢导梁到达1号墩后，按简支梁受力分析。,荷载：M1=3ql2/40M2=0,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,阶段3：第二跨悬臂阶段,荷载：M1=-ql2/10M2=3ql2/40,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,阶段4：顶推完成阶段,顶推完成后，拆除导梁，为两跨连续梁，自
9、重为q。,荷载：M1=0M2=ql2/16,3.5 顶推施工法,3.5.2 施工内力计算,对顶推法施工的桥梁，需按顶推过程计算出各截面最不利内力包络图进行配筋设计。,包括悬臂浇筑法和悬臂拼装法。,3.6 悬臂施工法,3.6.1 施工方法,施工过程中：墩梁临时固结，主梁从墩顶向两边同时对称分段浇筑或拼装，直至合龙。合龙之前，结构受力呈T构状态，属静定结构，梁的受力与悬臂梁相同。,3.6 悬臂施工法,3.6.1 施工方法,合龙后拆除临时固结，转换为连续体系。仅需挂篮等少量施工设备，避免大量的支架，特别适合建造跨越深谷、河流的大跨连续梁桥。,3.6 悬臂施工法,3.6.1 施工方法,悬臂浇筑法,3.
10、6 悬臂施工法,3.6.1 施工方法,悬臂浇筑法,几种常用挂蓝示意,平行桁架挂蓝,三角组合两式挂蓝,菱形挂蓝,弓弦式挂蓝,3.6 悬臂施工法,悬臂浇筑法挂蓝,桁架式挂蓝,悬臂浇筑法挂蓝,三角（斜拉式）挂蓝,悬臂浇筑法挂蓝,菱形挂蓝施工,悬臂浇筑法挂蓝,弓弦式挂蓝,悬臂施工法,悬臂拼装,3.6 悬臂施工法,3.6.2 悬臂浇筑法施工时连续梁的恒载内力计算,例题：三跨等截面连续梁，上部结构采用挂蓝对称悬臂浇筑法施工，整体分为5个阶段。,3.6 悬臂施工法,阶段1：在主墩上悬臂浇筑箱梁,先浇筑0#块件，并用粗钢筋将梁与墩身临时固结；采用挂蓝向桥墩两侧分节段对称平衡施工；边跨不对称部分采用支架施工。,
11、边墩支座暂不受力，T构状态。荷载：自重q和挂蓝重力P挂。,3.6.2 悬臂浇筑法施工时连续梁的恒载内力计算,3.6 悬臂施工法,阶段2：边跨合龙,浇筑合龙段混凝土；张拉合龙索（暂不考虑预应力计算）拆除临时固结，体系转换；拆除支架和边跨挂蓝。,结构体系为悬臂梁，荷载：边跨部分梁体自重q和拆除挂蓝重力-P挂。,3.6.2 悬臂浇筑法施工时连续梁的恒载内力计算,3.6 悬臂施工法,阶段3：中跨合龙,浇筑完中跨合龙段混凝土时，当混凝土强度未达到设计强度之前，结构体系仍为悬臂梁。,合龙段混凝土自重q和挂蓝重力P挂的合力按集中力R0作用在两端。,3.6.2 悬臂浇筑法施工时连续梁的恒载内力计算,3.6 悬臂施工法,阶段4：拆除中跨合龙段的挂蓝,全桥已形成整体结构。原先由挂蓝承担的合龙段自重作用到整体结构上。,荷载：合龙段自重q和拆除荷载-R0。,3.6.2 悬臂浇筑法施工时连续梁的恒载内力计算,3.6 悬臂施工法,阶段5：施工桥面（二期恒载）,荷载：二期恒载自重q2。,成桥状态恒载内力：叠加1-5，得到成桥状态的总恒载内力。,3.6.2 悬臂浇筑法施工时连续梁的恒载内力计算,3.6 悬臂施工法,回顾本节内容，思考以下4个问题：1、连续梁桥有哪几种施工方法？2、超静定桥梁结构恒载计算的特点？3、连续梁桥采用不同方法施工时，各自内力变化规律？,
