预应力混凝土刚构桥的发展
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桥梁预应力混凝土现状与发展桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,对于促进地区经济发展和社会交流起着至关重要的作用。
在桥梁建设中,预应力混凝土技术的应用具有显著的优势,它有效地提高了桥梁的承载能力、耐久性和使用性能。
本文将对桥梁预应力混凝土的现状进行详细分析,并对其未来发展趋势进行探讨。
一、桥梁预应力混凝土的现状1、广泛的应用范围预应力混凝土桥梁在各类桥梁结构中都有广泛的应用,包括梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等。
在中小跨径桥梁中,预应力混凝土简支梁桥和连续梁桥因其施工方便、造价相对较低而成为常见的选择。
在大跨径桥梁中,预应力混凝土则常常用于主梁结构,以增强其跨越能力和承载性能。
2、先进的施工技术目前,预应力混凝土桥梁的施工技术不断发展和创新。
预制拼装技术在桥梁建设中的应用越来越广泛,通过工厂化预制构件,然后在现场进行拼装,可以大大提高施工效率,保证施工质量。
此外,预应力的施加技术也在不断改进,如采用智能张拉设备,能够更精确地控制预应力的大小和分布。
3、高性能材料的使用为了提高预应力混凝土桥梁的性能,高性能材料得到了越来越多的应用。
高强度混凝土的使用可以减小构件的尺寸,减轻桥梁自重,从而提高桥梁的跨越能力。
高性能钢材如高强钢丝、钢绞线等作为预应力筋,具有更高的强度和更好的耐腐蚀性。
4、设计理论的完善随着计算机技术的发展和有限元分析方法的应用,桥梁预应力混凝土的设计理论更加完善。
能够更准确地模拟桥梁结构在各种荷载作用下的力学行为,从而优化结构设计,提高桥梁的安全性和经济性。
然而,在桥梁预应力混凝土的应用中,也存在一些问题和挑战。
1、耐久性问题尽管预应力混凝土桥梁在设计和施工中采取了一系列措施来提高耐久性,但在实际使用过程中,仍然存在一些耐久性不足的情况。
例如,预应力筋的腐蚀、混凝土的开裂等问题,会影响桥梁的使用寿命和安全性。
2、施工质量控制难度大预应力混凝土桥梁的施工过程较为复杂,对施工质量的要求较高。
在施工中,如果预应力的施加不准确、混凝土的浇筑和养护不当等,都可能导致桥梁结构出现质量问题。
桥梁预应力混凝土的历史发展与未来展望简介:预应力混凝土经过近半个世纪的发展,目前在我国已成为桥梁工程中十分重要的结构材料,应用范围日益扩大。
本文主要从预应力混凝土在桥梁的应用历史中回顾其发展,从其在桥梁工程的应用中展望其未来关键字:预应力桥梁工程一、前言预应力混凝土是在第二次世界大战后西欧迫切要求恢复战争创伤而迅速发展起来的。
半个世纪以来,从理论、材料、工艺到土建工程的各种应用,都取得了极其巨大的发展与成就。
我国预应力混凝土的起步比西欧大约晚10年,但由于大规模建设的需要,不仅发展快,而且应用数量极为庞大。
可以说预应力钢筋混凝土的应用为我国基本建设作出了巨大贡献,又为国家节约了大量钢、木材料。
特别是近来二三十年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型,跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。
本文主要从预应力混凝土在桥梁的应用历史回顾其发展,从其在桥梁工程的应用展望其未来。
二、桥梁结构中的预应力混凝土发展历史1955年,铁路部门研制成功我国第一片跨度12米的预应力混凝土铁路桥梁,1956年建成28孔24米跨的新沂河大桥,从而开始了预应力混凝土技术在我国铁路上应用的篇章。
四十多年来,经过铁路系统工程技术人员的辛勤努力,预应力砼技术不断扩大,技术水平不断提高,制造架设跨度32米以下桥梁三万多孔,桥梁跨度不断突破,大跨径桥梁不断涌现,其中有代表性的工程有主跨为168米的攀枝花金沙江铁路连续钢构桥,顶推法施工的跨度80米连续箱梁桥杭州钱塘江二桥,此外在南昆铁路线上新建了一大批各种类型的铁路桥梁,表明我国的铁路桥预应力砼技术已达到世界先进水平。
随着我国交通运输的蓬勃发展,四十多年来,公路上建造了大量预应力混凝土桥,尤以大跨径桥梁居多数。
如我国已建成主跨400以上海杨浦大桥(跨度602米)等斜拉桥七座,代表我国斜拉桥技术已进入世界领先水平;连续钢构桥继黄石大桥250米主跨后,虎门大桥达270米,主跨为世界之冠,上海杨浦大桥(跨度602米)等七座跨度400米以上的斜拉桥,代表我国斜拉桥技术已进入世界领先水平;连续钢构桥继黄石大桥250米主跨后,虎门大桥达270米主跨,为世界之冠;主跨168米的攀枝花金沙江桥和钱塘江二桥等铁路桥表明我国的铁路桥预应力砼技术已达到世界先进水平。
桥梁预应力混凝土现状与发展【摘要】桥梁预应力混凝土是一种应用广泛的结构材料,具有独特的优点和特点。
本文首先介绍了桥梁预应力混凝土的基本概念,然后分析了其发展历程以及设计与施工过程。
通过对桥梁预应力混凝土的优点和特点进行总结,展示了其在现代工程中的重要性。
而对未来发展方向的展望则为该材料的进一步应用和优化提供了思路。
在结论部分总结了本文的研究内容和论点,强调了桥梁预应力混凝土在工程领域中的不可替代性。
通过本文的研究,可以看到桥梁预应力混凝土在工程领域中的重要价值,并为其未来的发展提供了重要的参考。
【关键词】桥梁、预应力混凝土、现状、发展、基本概念、历程、设计、施工、优点、特点、未来发展方向、重要性、展望、总结、研究内容、论点。
1. 引言1.1 桥梁预应力混凝土现状与发展的意义桥梁预应力混凝土是一种应用广泛的结构材料,具有很高的承载能力和耐久性,被广泛应用于桥梁工程中。
其在桥梁设计和施工中发挥着至关重要的作用,对于提高桥梁的安全性、稳定性和使用寿命具有重要意义。
研究桥梁预应力混凝土的现状与发展意义重大。
它有助于深入了解该材料的特点、优势和不足,促进其在桥梁工程中的应用和推广,提高桥梁工程的整体质量和技术水平。
对于解决当前桥梁建设中存在的一些难题和问题,推动桥梁工程向更加安全、环保、经济、可靠的方向发展,有着积极的引领作用。
1.2 本文研究的背景随着科技的不断进步和工程技术的不断发展,桥梁预应力混凝土的设计和施工技术也在不断更新和完善。
目前在桥梁预应力混凝土领域仍存在一些挑战和问题,如施工难度大、成本高昂、维护保养困难等。
有必要对桥梁预应力混凝土的发展历程、设计与施工技术以及优点和特点进行深入研究和探讨,以期为未来桥梁工程提供更好的解决方案和技术支持。
1.3 研究的目的和意义预应力混凝土在桥梁工程中有着重要的应用价值,其具有较高的抗弯承载能力和耐久性,可以有效延长桥梁的使用寿命,降低维护成本,提高桥梁的安全性和稳定性。
预应力混凝土的发展概述预应力混凝土的发展概述简介:预应力混凝土是一种结构材料,通过对混凝土施加预先施加的拉力,将混凝土中的应力降低到靠近或低于零的状态,以提高混凝土的承载能力和抗裂性能。
它在建筑和土木工程领域有广泛应用,并且在过去几十年中取得了巨大的发展。
1. 发展历程1.1 早期应用:起源于法国,最早应用于桥梁和建筑物的构造中。
1.2 技术革新:在20世纪初,预应力混凝土的技术得到了大幅度改进,包括钢绞线的引入和预应力混凝土构件的制造方法的改进。
1.3 建筑设计领域的应用:预应力混凝土开始应用于高层建筑的结构中,提高了建筑物的承载能力和抗震性能。
1.4 超高层建筑的突破:随着预应力技术的不断发展,大型超高层建筑开始采用预应力混凝土结构,如华人大厦和迪拜塔等。
2. 预应力混凝土的施工2.1 预应力钢筋的制作:预应力钢筋通过在工厂进行拉拔成型,保证了其质量和性能。
2.2 预应力构件的制造:预应力构件通过预埋钢筋或张拉钢绞线,并注入混凝土进行制造。
具体的制造过程包括模板制作、张拉钢筋或钢绞线、注浆、养护等。
2.3 锚具系统的设计与施工:预应力构件的锚具系统起到固定预应力钢筋或钢绞线的作用,设计和施工过程中需要考虑锚具的强度和稳定性。
3. 预应力混凝土的优势3.1 承载能力提高:预应力混凝土通过在施工过程中施加预先拉力,能够有效提高混凝土结构的承载能力。
3.2 抗裂性能优良:预应力混凝土由于内部受到预拉力的作用,能够减小混凝土的应力,提高其抗裂性能。
3.3 灵活性:预应力混凝土的施工过程能够根据工程需求进行调整,提高了结构的灵活性和适应性。
3.4 节约材料:预应力混凝土结构可以减少混凝土的使用量,降低工程成本。
附件:1. 实验数据表格2. 施工工艺流程图3. 结构设计图纸法律名词及注释:1. 预应力法:一种施工方法,通过施加预先拉力来提高混凝土结构的承载能力。
2. 预应力钢筋:用于预应力混凝土中的钢筋,通过拉拔成型制作。
混凝土预应力技术的发展与应用一、引言混凝土预应力技术是一种现代化的建筑技术,它通过在混凝土构件中加入预应力钢筋,使混凝土在受到外力作用时能够自行抵抗或减轻应力,从而提高混凝土构件的承载能力和使用寿命。
混凝土预应力技术已经被广泛应用于桥梁、建筑、水利、隧道等重要工程领域,成为现代建筑工程领域的重要技术之一。
二、混凝土预应力技术的发展历程早在20世纪初,欧洲的一些学者就开始研究混凝土预应力技术。
1928年,法国学者弗雷德里克·洛桑开始了混凝土预应力的实验研究工作,并成功地制造出了第一根预应力混凝土梁。
1934年,瑞士学者哈姆·布林克曼提出了预应力理论,这一理论奠定了混凝土预应力技术的理论基础。
此后,混凝土预应力技术得到了迅速的发展。
1949年,美国学者史密斯发明了一种新型的预应力钢筋——高强度钢筋,这一发明极大地提高了混凝土构件的承载能力。
1950年代,混凝土预应力技术开始在桥梁工程中得到广泛应用。
1955年,法国的米利亚农大桥建成,它是世界上第一座采用混凝土预应力技术建造的大桥。
1960年代,混凝土预应力技术进一步得到了发展和完善。
1964年,日本学者岩永明提出了预应力混凝土的设计方法,为混凝土预应力技术的应用提供了更为科学的设计方法。
此后,混凝土预应力技术在桥梁、建筑、水利、隧道等领域得到了广泛应用。
三、混凝土预应力技术的原理混凝土预应力技术是通过在混凝土构件中加入预应力钢筋,使混凝土构件在受到外力作用时能够自行抵抗或减轻应力,从而提高混凝土构件的承载能力和使用寿命。
预应力钢筋可以分为两种类型:一种是张拉预应力钢筋,它是在混凝土构件浇筑之前,将钢筋张拉到一定的预应力状态,然后将混凝土浇筑在张拉的钢筋上,当混凝土凝固后,释放钢筋上的张拉力,使混凝土内部受到压缩应力;另一种是预压预应力钢筋,它是在混凝土构件浇筑之后,在混凝土表面钻孔,将钢筋预先张拉到一定的预应力状态,然后将钢筋固定在孔内,使混凝土内部受到压缩应力。
国内外大跨径预应力混凝土连续刚构桥的现状和发展趋势下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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预应力混凝土刚构桥的发展
摘要:预应力混凝土刚构桥在我国发展的50多年中,不断创新,实现了更大跨径,总结其原因是工程材料的改进,预应力技术的发展与普及、设计方法与施工技术的不断发展。
这也为今后预应力混凝土刚构桥的发展指引了方向。
关键词:预应力混凝土;刚构桥;发展;原因
Abstract: Prestressed Concrete Rigid Frame Bridge Development in China for over 50 years, continuous innovation, and realize a greater span, summarizes its reason is the improved prestressed engineering materials, the development and popularization of technology, design method and construction technology development. It also for future prestressed concrete rigid-frame bridge development direction direction.
Keywords: prestressed concrete ;rigid frame bridge; development; reasons;
预应力混凝土刚构桥在我国应用非常广泛,其快速发展,特别是从20世纪60年代在我国发展以来的50年中,可以看出预应力钢构桥的跨径从几十米发展到270米,这是预应力技术不断创新的丰硕成果。
大跨度预应力钢构桥的发展,如高速公路的快速发展,河流通航要求的提高,首先与当代世界各国经济发展有关,从而对桥梁的使用荷载、跨度和使用性能等提出更高的要求。
而工程材料的改进,预应力技术的发展与普及、设计方法与施工技术的不断发展等促进了刚构桥的发展。
归纳起来有以下几个原因。
建筑材料的发展与改进。
高强度等级混凝土和其它高性能混凝土的研究与应用
预应力混凝土桥梁结构要求高强度等级混凝土。
过去一般常用C40混凝土,目前国内外已开始广泛采用C50、C60混凝土,甚至C80混凝土。
减水剂和早强剂的大量推广使悬臂施工在确保质量的前提下加快施工速度,特别是早强水泥的使用更可使混凝土在24小时达到混凝土强度的70%以上,为加快施工速度创造了条件。
高性能混凝土概念的提出至今已有10多年时间,它是伴随着高强混凝土问世的。
1993年美国混凝土协会定义高性能混凝土的性质,它需要满足特定性能和匀质性要求,其“高性能”包括:易浇捣而不离析,长期力学性能良好,强度高,异常坚硬,高体积稳定性或严酷环境中使用寿命长久(如海上建筑结构中必须使用)。
和高强度一样,各国对高性能混凝土的要求也有所不同,但新拌混凝土的工作性、硬化混凝土的强度和耐久性,是高性能混凝土的基本要素。
高性能混凝土在配合比上的特点是低用水量(水胶比低于0.4,而且单方混凝土用水量低于
180kg以下),较低的水泥用量,并以化学外加剂和粉煤灰作为水泥、砂石等基本组成成分。
由此形成的混凝土具有孔隙少、致密的微观结构、抗渗性能优良等特点。
高性能混凝土在硬化过程中体积稳定,水化热低,温升低,冷却时温度收缩小,干燥收缩也小,故硬化后不易产生裂缝。
(2)预应力高强钢丝与高强钢筋。
大跨度桥梁要求强大的预应力,因此,一方面要提高钢材的强度,另一方面要发展强大的钢绞线,目前国内较广泛采用钢绞线与群锚体系,每束最大极限拉伸力可达4000KN,高强钢丝的极限抗拉设计强度已达1860MPa,这给大跨度桥梁提供极大布束空间。
一般用于竖向预应力钢材的精轧螺纹钢材直径最大达40mm,抗拉极限强度可达930 MPa,与此同时,用于张拉钢束的内卡式千斤顶的张拉力能适用钢绞线群锚施工。
最大引伸量为200mm,当伸长量超过200mm 时,钢束可反复张拉。
高强度预应力钢绞线的使用,群锚体系的发展,以及张拉千斤顶的不断改进,进一步促进预应力悬臂施工的推广与发展。
施工方法的改进
从原西德开始使用挂篮悬臂施工法后,预应力大跨径桥梁相应地得到迅速发展,这种方法现在仍不失为大中跨径桥梁最有效的施工手段之一。
除悬臂浇筑法外,在20世纪60年代又发展了预制梁悬臂拼装法施工。
最近也有采用半预制的悬臂浇筑法施工。
国内在箱梁高度较大时,发展了箱梁外模固定,而内膜采用滑模施工,既解决了混凝土浇筑振捣的困难,又简化了内膜结构,为大跨度刚构桥施工创造了良好的条件。
挂蓝结构形式的不断改进大大减轻了施工挂蓝的重力,使悬臂浇筑技术在更广泛的领域中采用。
结构体系的发展
近代桥梁结构体系的发展是与施工方法的发展密切相关的,它们相互配合,促进了桥梁建筑的发展。
预应力T形刚构桥的发展更离不开悬臂施工法的发展,反之悬臂施工方法的发展又促进了预应力刚构桥的发展。
起初预应力T形刚构桥是在桥梁跨中带有铰的,随后又发展了带有中间挂梁的形式,这两种形式均能适应混凝土收缩、徐变以及常年温差引起的纵向变形,从而不引起桥墩内的次应力。
这两种形式相比较,带铰的形式在徐变挠度较大时,易形成折点,而挂梁形式可平稳过渡,但带挂梁的T形刚构桥,施工时必须增加一套额外的架梁设备、地震区防止落梁的措施和两条伸缩缝。
在此基础上,又发展了悬臂施工到跨中合龙的连续体系,这种体系,施工设备无须更换,速度更快,同时行车平顺。
但该体系在沉降差、混凝土收缩与常年温差的共同作用下,会在墩内产生极大的次应力,为此,可将桥墩处固结改为铰接,施工时在桥墩处采取临时固结的措施,从而形成了连续梁体系。
在20世纪90年代建成的主跨在200m以上的连续刚构桥中,主要采用了双
薄壁墩体系,以较薄较高的桥墩起到铰支座的作用,来平衡弯矩。
一般主跨采用连续刚构体系,其余边跨采用连续梁形式,可使纵向变形释放,减少墩身内力。
为了减轻桥梁结构自重,桁架式结构也广为采用,但这种结构的节点繁多,构造较为复杂,整体性差,给施工单位提出了更高的要求。
T形刚构桥纵向结构体系的发展随着地质条件、地形地貌、功能以及施工设备的发展而逐步发展,之后必定还会有更多新的结构体系产生。
横截面设计的改进
大跨径预应力T形刚构桥,基本都是标准的箱型断面形状,它的优点是,具有较大的抗扭刚度,当结构连续时宜于承受正、负弯矩,下底板受压时较稳定。
根据桥面宽的不同,可采用单箱和多箱。
腹板可设计成倾斜形式。
目前,国内外箱梁设计多采用窄底板、宽顶板、长悬臂截面,横向施加预应力,这样可大大缩小墩身尺寸并降低箱梁自重。
如箱梁较宽时,可在箱梁内设置混凝土斜撑,来增大箱梁的抗扭刚度,也可以沿顺桥向每隔3-4m设置一根小梁,可大大改善桥面板的受力性能。
除两端设置横隔梁外,在跨中合龙段也可设置横隔梁,一般其他部位不设横隔梁。
设计理论与计算方面的改进
1970年国际预应力协会、欧洲混凝土委员会布拉格会议上,明确在预应力与普通钢筋混凝土之间做三级预应力分级,建立起三级预应力理论,从而打破了预应力混凝土结构在使用荷载下不允许出现拉应力的传统观念,节约了预应力筋并改善了结构受力性能。
然而在90年代以后,我国许多大跨径预应力连续刚构桥出现了不少裂缝,引起了广泛关注。
在大跨径预应力混凝土刚构桥中存在着许多参数的不同选择,都会产生较大的内力及应力的变化,并且预应力损失计算也有不确定性,这些都会导致产生拉应力,甚至裂缝。
在我国颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中规定“跨径大于100m的桥梁的主要受力构件,不宜进行部分预应力混凝土设计。
”规范的要求是大桥质量的重要保证。
如重庆长江一桥设计中压应力储备在1.5-3.0MPa之间,主拉应力在-0.5MPa以内,剪应力在3MPa以内,目前虽桥上通行车辆数量与荷载均属超负荷状态,但运营20多年,质量仍是有保证的。
电子计算机的发展和应用,使得人们对所设计的超静定结构、高次超静定结构大量而繁重的计算更为方便,同时可以运用计算机对设计方案进行比较,使设计更为经济合理。
在结构最优化设计方面,目前国内外有了相当的发展,如关于最优化设计技巧的研究、关于线性与非线性结构体系最优化研究等以及结构安全度问题也越来越被关注。
随着大跨度预应力混凝土桥的发展,我们要从多个方面考虑,包括其强度、
刚度、稳定性、耐久性等等,在执行新桥规中尚有大量工作要做,
参考文献:
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