200年橋梁進展及展望

1、200年橋梁進展及展望第一頁，共112頁。目錄（213）第一章 世界橋梁進展態(tài)勢第二章 橋梁結構的演變與組合第三章 橋梁工法和進展 (3-64)第四章 橋梁建筑材料第五章 橋梁進化初論第六章 橋梁失誤 (65-93)第七章 橋梁健康監(jiān)測 結語第二頁，共112頁。第三章 橋梁工法進展和失誤(93)第三頁，共112頁。 目錄一.上部結構工法( 3-46)二.下部結構工法(47-59)三.傻瓜工法 (60-62)四.施工失誤 (63-90)五.質(zhì)量分析與管理對策第四頁，共112頁。一.上部結構工法第五頁，共112頁。多跨橋，雙車道，整孔吊裝 2200噸 70米第六頁，共112頁。第七頁，共112頁。

2、第八頁，共112頁。常規(guī)工法第九頁，共112頁。第十頁，共112頁。第十一頁，共112頁。第十二頁，共112頁。15。Span-by-span in-situ casting on standard falsework逐跨標準支架工法第十三頁，共112頁。 懸臂工法吊機干法or濕法懸臂吊機or移動桁式吊機懸臂澆注法懸臂拼裝法短線預制法長線預制法該工法是1953年德國工程師芬斯特瓦爾德發(fā)明的。在萊茵河上拆去Worms的一座老橋建一座連續(xù)剛構新橋時，采用了懸臂工法2008年在此橋側(cè)又建了一座連續(xù)梁橋第十四頁，共112頁。Nibelungenbrcke (2008)Nibelungenbrcke (

3、1900)Nibelungenbrcke (1953)ArchitectGerd LohmerEngineerUlrich FinsterwalderWormsRhine River懸臂施工法第一橋1953上下右下左101 m - 114.20 m - 101 mBalanced cantilever method第十五頁，共112頁。墨西哥水泥公司CEMEX的平面廣告懸臂施工法最杰出的創(chuàng)意Balanced cantilever method第十六頁，共112頁。 鳳臺淮河斜拉橋懸臂拼裝工法（1985年）一天一對截段箱梁第十七頁，共112頁。第十八頁，共112頁。短線法箱梁截斷預制車間第十九頁

4、，共112頁。懸臂澆注法每個節(jié)段施工周期10天比較適中，7天比較緊湊。節(jié)段長度48m比較適中。第二十頁，共112頁。1。Balanced cantilever method第二十一頁，共112頁。第二十二頁，共112頁。第二十三頁，共112頁。第二十四頁，共112頁。14。Segmental construction第二十五頁，共112頁。6。Formwork carriage第二十六頁，共112頁。橋梁上部結構施工法的演變1.自承鋼筋骨架法2.豎向旋轉(zhuǎn)法3.懸臂施工法4.頂推法5.水平旋轉(zhuǎn)法6.纜索吊裝法(1953年)(1953年)第二十七頁，共112頁。自承鋼筋骨架法米蘭工法始于1900年

5、，以鋼筋混凝土結構自身的鋼筋骨架作為支架，承受模板、施工荷載和混凝土拌合料的重量。這可能要配置大量的不可回收的施工鋼材。第二十八頁，共112頁。 豎向旋轉(zhuǎn)工法單純法復合法頂推豎向轉(zhuǎn)體法分段豎向轉(zhuǎn)體法提升豎向轉(zhuǎn)體法在1954年摩蘭地（Riccardo Morandi）改造了米蘭工法，發(fā)明了豎向轉(zhuǎn)體工法。在百米深谷上架設拱橋時，將半拱豎直澆注，待達到強度后再旋轉(zhuǎn)下來合龍第二十九頁，共112頁。1983年1986年德國巴伐利亞州Argentobel橋采用了豎向轉(zhuǎn)體法施工了一座跨徑145m的拱橋第三十頁，共112頁。豎向旋轉(zhuǎn)法1992年-1993年瑞士用該法施工了一座跨徑143m的拱橋瑞士Hundwi

6、lertobel橋第三十一頁，共112頁。橋名國家修建年跨徑（m）Lussia人行橋意大利195370Storms河橋南非1954100Argentobl橋德國1985145Uchinokure橋日本198837Senpiro橋日本199260Sanganme橋日本199990Koubaru keikoku Ohashi橋日本2002135Nervion河橋A西班牙200160Nervion河橋B西班牙200360Miraflores高架橋西班牙2005132國外豎向轉(zhuǎn)體工法 第三十二頁，共112頁。2007年9月重慶彭水公路務川自治縣珍珠大橋拱體合龍順利完成。大橋為凈跨120米的鋼筋混凝土拱

7、橋，拱體采用負角度豎轉(zhuǎn)施工，施工工藝系國內(nèi)首創(chuàng)。重慶珍珠大橋豎向轉(zhuǎn)體工法第三十三頁，共112頁。2005/11/5務川珍珠大橋120m拱架垮塌谷深170m16死3傷第三十四頁，共112頁。1978年意大利Platano Viaduct橋頂推豎向轉(zhuǎn)體工法修建了高220m跨徑291m斜腿剛構橋第三十五頁，共112頁。2006年西班牙在Tagus河上分段豎向轉(zhuǎn)體法施工了一座跨徑220m的鋼拱橋第三十六頁，共112頁。奧地利實踐了一種復合豎向轉(zhuǎn)體法提升豎向轉(zhuǎn)體法據(jù)稱可以比平衡懸臂法施工節(jié)省20%30%材料，施工速度快12倍，特別適合于跨徑50m250m的高墩橋梁第三十七頁，共112頁。 水平轉(zhuǎn)體工法梁

8、 橋?qū)ΨQ轉(zhuǎn)體斜拉橋?qū)ΨQ轉(zhuǎn)體拱 橋不對稱轉(zhuǎn)體對稱轉(zhuǎn)體第三十八頁，共112頁。通（州）張（家灣）鐵路跨線橋轉(zhuǎn)體工法（2006年）青蘭高速公路分離式立交橋轉(zhuǎn)體工法第三十九頁，共112頁。法國A16高速公路斜拉跨線橋轉(zhuǎn)體施工（2006年）石家莊市環(huán)城公路跨石太鐵路斜拉橋轉(zhuǎn)體工法（2008年）第四十頁，共112頁。12。Rotation around a vertical axis第四十一頁，共112頁。2009年8月20日，貴州省主跨度為140米的花江大橋主橋拱圈順利轉(zhuǎn)體并成功合龍，該橋創(chuàng)下了目前國內(nèi)同類型橋梁轉(zhuǎn)體施工跨度之最每岸轉(zhuǎn)體重量約為3800噸，歷時6小時，貞豐岸的轉(zhuǎn)體將按順時針方向轉(zhuǎn)172度

9、，關嶺岸的轉(zhuǎn)體將按逆時針方向轉(zhuǎn)102度后才能合龍成拱?；ń髽虿粚ΨQ轉(zhuǎn)體第四十二頁，共112頁。2010年5月17日，主跨160米、單邊轉(zhuǎn)體1.68萬噸的滬杭客運專線跨越滬杭高速公路自錨上承式混凝土轉(zhuǎn)體拱橋合龍。合龍前是T構，頂板中配有預應力束，對稱轉(zhuǎn)體第四十三頁，共112頁。豎轉(zhuǎn)加平轉(zhuǎn)工法丫髻沙大橋第四十四頁，共112頁。1998年7月開始施工，至2000年6月26日建成的廣州市東南西環(huán)高速公路上跨越珠江的丫髻沙大橋，主橋為76m+360m+76m的三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土系桿拱橋，全長1048m， 丫髻沙大橋施工采用豎轉(zhuǎn)與平轉(zhuǎn)相結合的工藝方法。即在兩岸支架上拼裝主拱肋和邊拱勁性骨架，利

10、用同步液壓提升技術，通過臨時索塔及扣索等將兩主拱肋提升24.7度，然后通過轉(zhuǎn)盤、滑道及平轉(zhuǎn)牽引索先后將兩岸轉(zhuǎn)動體系分別平轉(zhuǎn)92度和117度，沿橋軸線就位，利用合攏裝置調(diào)整拱軸線而合攏成拱。該橋通車十年嚴重超載，病害在治理中。第四十五頁，共112頁。橋型纜索扣索 承重梁(拱)安裝法No懸索橋自備纜索永久垂直起吊中心臨時連接法1縱向運輸兩端生長法2中心生長法3工具纜索拱 橋臨時垂直/縱向兩端生長法4無纜垂直起吊5纜索&扣索工法第四十六頁，共112頁。No1潤楊長江大橋液壓提升式跨纜吊機第四十七頁，共112頁。No2 Chavanon Viaduct橋（跨谷橋）Tarzan工法（2000年）該橋全長

11、360m，主跨300m，橋面到谷底100m高?；炷了?，鋼箱梁，預應力混凝土橋面板。第四十八頁，共112頁。No3上工具索四渡河特大橋900m單跨雙鉸加勁鋼桁梁懸索橋纜索吊裝工法（2008年）（跨谷橋）第四十九頁，共112頁。矮寨橋軌索移梁工法（2010年）（跨谷橋）軌索運梁系統(tǒng)總體構造軌索運梁系統(tǒng)-吊鞍總成No3下工具索第五十頁，共112頁。No4Hoover壩新通道橋扣索現(xiàn)澆工法（跨谷橋）第五十一頁，共112頁。No5-朝天門大橋扣索拼裝工法（2008）第五十二頁，共112頁。No5-南京大勝關橋自平衡扣索工法第五十三頁，共112頁。頂推工法按制作分類適用條件整體頂推橋頭場地足夠接長頂推橋

12、頭場地狹窄按支承分類適用條件無支架頂推砼梁跨徑45m有支架頂推100m砼梁跨徑45m斜拉頂推砼梁跨徑45m第五十四頁，共112頁。9。Longitudinal launching整體頂推第五十五頁，共112頁。8.2。Incremental launching using match cast method8.3。Incremental launching with auxiliary supports有支架頂推接長頂推第五十六頁，共112頁。8.1。Incremental launching with temporary cable-stays斜拉頂推第五十七頁，共112頁。組合工法按協(xié)同性

13、分類工作特征示意圖疊合工法分期澆注混凝土不能共同作用組合工法分期澆注混凝土能夠共同作用第五十八頁，共112頁。Composite prefabricated girders with in-situ deck slab組合工法第五十九頁，共112頁。11。Precast girders with cast-in-situ slab疊合工法第六十頁，共112頁。http:/en.structurae.de/structures/mtype/index.cfm?id=11Balanced cantilever method2Cantilever construction using tempora

14、ry cable-stays3Cantilever construction using temporary stays in vertical position, then rotation into horizontal4Climbing formwork5Composite prefabricated girders with in-situ deck slab6Formwork carriage7Incremental launching8Lateral / transverse launching9Longitudinal launching10Precast concrete el

15、ements with in-situ joints11Precast girders with cast-in-situ slab12Rotation around a horizontal axis13Rotation around a vertical axis14Segmental construction15Span-by-span in-situ casting on standard falsework16Tarzan method第六十一頁，共112頁。二.下部結構工法第六十二頁，共112頁。橋梁基礎工法的演變圍水形式工 法基礎形式使用情況淺圍水明挖（支護）基坑重力式基礎淺水較

16、多深圍水沉入圍堰氣壓沉箱明挖沉井很少較多逆作圍堰（需筑島）地下連續(xù)墻人工凍土較多很少落床圍堰單、雙壁鋼圍堰樁基礎深水很多無圍水打入直(斜)樁沉入管柱（樁）鉆孔灌注樁較少較多很多模糊量級：很多、較多、多、少、較少、很少第六十三頁，共112頁。氣壓沉箱開口沉井地下連續(xù)墻（需筑島）第六十四頁，共112頁。單壁鋼圍堰第六十五頁，共112頁。1.可以浮運落床2.剛度大，抽水后不需要內(nèi)撐3.還可以在雙壁間填砼增加剛度雙壁鋼圍堰第六十六頁，共112頁。人工冷凍法第六十七頁，共112頁。 沉井冷凍工藝鳳臺淮河橋1985年變相技術液態(tài) 固態(tài)人工結凍，堵塞巖石裂隙，抽水挖基。筑島河床裂隙基巖第六十八頁，共112頁

17、。冷凝器鹽水箱排樁凍結帷幕 注漿帷幕泄壓孔排樁凍結工藝示意圖潤揚大橋2008年 南錨碇基坑面積：5050m深度：35m南錨碇基坑距長江大堤太近普通沉井開挖下沉過程中堤下土層可能會流入沉井豐水季節(jié)，大堤失穩(wěn)必須事先全部支護開挖深度而地下連續(xù)墻的設備只有一套已用于北錨碇第六十九頁，共112頁?；娱_挖-凍結情況液氮槽車液氮罐排放分配器緊急預案第七十頁，共112頁?？⒐D片第七十一頁，共112頁。 標準化構件工廠化制作大構件安裝第七十二頁，共112頁。 預制橋墩整體吊裝橋墩重量1000噸第七十三頁，共112頁。實例預應力中空鋼棒三.傻瓜工法第七十四頁，共112頁。傻瓜技術豎向預應力鋼棒實心鋼棒空心鋼

18、棒第七十五頁，共112頁。預應力中空鋼棒 工作原理 1）散件 2）室內(nèi)組裝 3）現(xiàn)場澆注 4）工作 （1）（ 2）（3）（4）第七十六頁，共112頁。預應力中空鋼棒NAPP第七十七頁，共112頁。四.施工失誤第七十八頁，共112頁。第七十九頁，共112頁。第八十頁，共112頁。分類內(nèi)容先天夭折認知缺失，規(guī)劃、設計、施工、試載過失自然災害風力、洪水、地震災害，材料老化人為災害車禍，船撞，超載，意外破壞 橋梁倒塌現(xiàn)象 第八十一頁，共112頁。第八十二頁，共112頁。施工失誤1 .整體支架澆注法2.架橋機傾覆3.施工偏載4.支撐不當5.構建不配套6.拆橋不當7.加載倒塌第八十三頁，共112頁。滿堂碗

19、扣式腳手架現(xiàn)場澆注的施工事故屢屢發(fā)生1)管材公稱標準混亂，腐蝕標準缺失；2)缺少明確的強度標準；3)支撐搭設的臨時性，致使操作疏忽；4)管理失當，操作人員隨意性大；5)計算過程粗糙，穩(wěn)定性計算缺失；6)搭設方案不合理；7)支撐的外力系統(tǒng)復雜；8)混凝土的澆筑方式、澆筑順序不規(guī)范；9)地基處理不當，防雨防水侵蝕不完善。第八十四頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷12010/1/3昆明機場立交橋澆注砼支架倒塌73432010/1/21嘉興滬杭高鐵步云橋支架倒塌/3第八十五頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷42010/6/25嘉善滬杭高鐵架橋機倒塌2552010/11/29鄭州火車站聯(lián)

20、絡線架橋機故障倒塌2262010/12/3海寧嘉紹大橋架橋機倒塌216第八十六頁，共112頁。11/7/2005西班牙Almucar 高速橋模架塌落63第八十七頁，共112頁。第八十八頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷19/26/2007越南芹苴大橋塔吊倒在新澆注的橋跨上52170工程項目由日本大成建設、中國中建集團和越南三國企業(yè)中標實施第八十九頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷72010/11/26南京快速內(nèi)環(huán)西線曲橋防撞墻偏載鋼箱傾倒73第九十頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷511/14/2009溫州金麗溫環(huán)城線平衡掛籃澆注砼時傾斜倒塌17第九十一頁，共112頁。

21、2010/9/21新德里人行橋中承式拱橋面坍塌傷15人第九十二頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷42010/6/16美國Naugatuck Salem橋更換橋梁脫落/1第九十三頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷52010/4/21越南Thanh Tri橋預制梁側(cè)翻/第九十四頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷311/8/2008路易斯安那龐恰特雷恩湖預制梁側(cè)翻9/第九十五頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷29/9/2007印度海得拉巴施工倒塌15?第九十六頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷28/13湖南鳳凰橋梁拆拱架時坍塌6422第九十七頁，共112頁。7

22、5/172009湖南株洲紅旗路橋5月15日66-67試爆成功109-110拆除時102-109倒塌88墩旁是鐵路,墩先拆去916第九十八頁，共112頁。5月15日66-67試爆成功109-110拆除時102-109倒塌示意第九十九頁，共112頁。序號月/日地點橋名性質(zhì)死傷712/10/2006順義減河懸索步行橋120米橋荷載實驗塔桿間系桿拉脫失穩(wěn)/3第一百頁，共112頁。質(zhì)量分析與管理對策第一百零一頁，共112頁。質(zhì)量分析自八十年代以來交通工程質(zhì)量受各級政府的重視程度越來越大；恢復了工程施工監(jiān)理制度；制定了工程質(zhì)量評估行業(yè)法規(guī)；提出對工程質(zhì)量實行終身責任、和崗位責任追究；頒布了交通工程建設標準強制性條文；第一百零二頁，共112頁。自八十年代以來交通工程質(zhì)量總體形勢是滿意的；建成的交通工程都承受日益增長的交通負荷；例如，汽車超載、軸重超標；國民經(jīng)濟發(fā)展并沒有受到交通工程質(zhì)量導致的實質(zhì)性制約；第一百零三頁，共112頁。單體交通工程質(zhì)量不容樂觀八十年代上馬的交通工程，由于大環(huán)境和經(jīng)濟條件決定，與成熟的先進技術接軌不暢，過分強調(diào)中國的特殊國情，在決策、設計、施工、養(yǎng)管上存在隱患。到本世紀逐漸暴露出來；第一百零四頁，共112頁。設計、施工規(guī)范跟不上形式發(fā)展，有錯、有漏；路基上部的強度標準；路面基層的剛度選擇（強基薄面