5第五章 预应力混凝土连续梁桥与连续刚构
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预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥对⽐分析预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对⽐分析⼀、预应⼒混凝⼟简⽀梁桥1、构造布置:常⽤跨径:20~50m之间,我国编制了后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁桥的标准设计,标准跨径为25m、30m、35m、40m。
主梁梁距:1.5~2.2m之间横梁布置:端横梁、中横梁(布置在跨中及四分点处)2、主要尺⼨:主梁:⾼跨⽐1/15~1/25;肋厚14~16cm;横梁:中横梁3/4h,端横梁与主梁同⾼,宽12~20cm,可挖空;翼板:不⼩于1/12h,⼀般为变厚度。
马蹄:为了满⾜布置预应⼒束筋的要求,应T 梁的下缘做成马蹄形。
(⼀)主梁1、梁⾼:我国后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁的标准设计有25,30,35,40m 四种,其梁⾼分别为1.25~1.45,1.65~1.75,2.00,2.30m。
标准设计中⾼跨⽐值约为1/17~1/20,其主梁⾼度主要取决于活载标准,主梁间距可在较⼤范围内变化,通常其⾼跨⽐在1/15~1/25 左右。
主梁⾼度如不受建筑⾼度限制,⾼跨⽐宜取偏⼤值。
增⼤梁⾼,只增加腹板⾼度,混凝⼟数量增加不多,但可以节省钢筋⽤量,往往⽐较经济。
2、肋厚:预应⼒混凝⼟,由于预应⼒和弯起束筋的作⽤,肋中的主拉应⼒较⼩,肋板厚度⼀般都由构造决定。
原则上应满⾜束筋保护层的要求,并⼒求模板简单便于浇筑。
国外对现浇梁的腹板没有预应⼒管道时最⼩厚度为200mm,仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm,既有纵向⼜有竖向管道的腹板需要380mm。
对于⾼度超过2400mm 的梁,这些尺⼨尚应增加,以减少混凝⼟浇筑困难,装配式梁的腹板厚度可适当减少,但不能⼩于165mm。
如为先张法结构,最低值可达125mm。
我国⽬前所采⽤的值偏低,⼀般采⽤160mm,标准设计中为140~160mm,在接近梁的两端的区段内,为满⾜抗剪强度和预应⼒束筋布置锚具的需要,将肋厚逐渐扩展加厚。
预应力混凝土连续刚构桥施工控制1. 引言-预应力混凝土连续刚构桥的概念和定义-预应力混凝土连续刚构桥施工控制的重要性2. 施工前准备工作-施工计划的编制及审核-现场钢筋加工-预制构件及其他材料的检验3. 施工过程控制-灌浆管的布置和灌浆质量控制-张拉工艺及张拉力的控制-砼浇筑的控制及其质量检验-连续刚构桥的拼接及精度控制-仪器设备的监控和维护4. 质量控制-质量监控方法和流程-质量验收标准及其实施5. 施工难点及处理方法-钢筋加工和绑扎-浇筑砼的控制-连续刚构桥的拼接和精度控制-张拉工艺6. 结论-预应力混凝土连续刚构桥施工控制的重要性和必要性-施工控制方法的完善和进一步提高-开展进一步研究的必要性第一章引言预应力混凝土连续刚构桥是大跨度桥梁中应用最广的一种结构形式,其具有刚度大、变形小、承载能力高、耐久性好等特点,广泛应用于高速公路和铁路等交通建设领域。
而预应力混凝土连续刚构桥的施工过程控制对于保障其质量和保证工期具有重要的意义。
因此,本论文拟就预应力混凝土连续刚构桥施工过程控制方面的问题进行研究与探讨。
1.1 预应力混凝土连续刚构桥的概念和定义预应力混凝土连续刚构桥是指由预应力混凝土梁段、节点和支座组成的桥梁连续刚构体系。
该结构形式由一组梁段构成,每个梁段之间通过节点连接,并通过预应力使整体达到统一工作状态。
该结构的特点是:横向墩间有连续的跨径,且不需设置支座。
1.2 预应力混凝土连续刚构桥施工控制的重要性预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中会受到各种因素的影响,如材料环境、施工设备、工人技术以及外力刺激等,这些因素将对施工质量造成不利影响并可能导致桥梁施工中的各种问题,如张拉质量不合格、节点偏斜、梁段变形等。
因此,预应力混凝土连续刚构桥施工控制是保证工程质量、安全和工期的重要手段。
只有高度重视施工过程控制,对施工过程和质量进行有效控制,才能保证施工工期和质量的达标,并使预应力混凝土连续刚构桥顺利建设。
预应力混凝土连续刚构桥设计
预应力混凝土连续刚构桥是一种常见的桥梁结构,它利用预应力混凝土的优势,能够跨越较大的跨度并承载重量较大的荷载。
以下是预应力混凝土连续刚构桥设计的一般步骤:
1.选取合适的跨径和断面形式:根据实际需要和条件,确定桥
梁的设计跨径和断面形式。
常见的断面形式有T形梁、箱形
梁等。
2.进行受力分析:通过桥梁受力分析,确定桥梁受力特性,包
括活荷载、恒荷载、自重和温度应力等。
3.确定预应力设计方案:根据受力特性,确定预应力的位置、
数量和作用方式。
预应力可以通过张拉钢筋或压浆法进行施加。
4.进行断面设计:根据受力特性和预应力设计方案,进行桥梁
断面设计,包括受压区尺寸、预应力筋直径和数量等。
5.进行荷载计算:根据实际荷载情况,进行桥梁的荷载计算,
包括轴力、弯矩和剪力等。
6.确定桥墩尺寸:根据荷载计算和桥梁断面设计,确定桥墩的
尺寸和布置。
7.进行施工图设计:根据设计计算结果,编制施工图纸,包括
桥梁平面布置、纵断面和横断面等详细设计。
8.进行结构分析:根据施工图纸,进行桥梁的结构分析,包括钢筋布置、预应力计算和桥台桥墩设计。
9.进行施工方案设计:根据桥梁结构和施工条件,制定合理的施工方案,包括施工工序、材料选用和施工方法等。
10.进行桥梁施工:按照设计和施工方案进行桥梁施工,包括浇筑混凝土、张拉预应力、安装支座和防腐处理等。
以上是预应力混凝土连续刚构桥设计的一般步骤,具体的设计过程需要根据实际情况进行调整和优化。
连续梁、连续刚构桥一、等截面连续梁1、等截面连续梁,构造简单施工方便,适用于中等跨径(20~60米),25米以下可选用钢筋混凝土连续梁桥,较大跨径采用预应力混凝土连续梁桥。
小跨径布置一般用于高速公路的跨线立交桥、互通立交的匝道桥、环形立交桥及其他异形桥梁,较大跨径多用于接线引桥.可采用预制装配或就地浇筑施工。
2、连续梁桥常采用有支架施工法、逐孔现浇法、架设施工法、移动模架法和顶推施工法。
3、等截面连续梁桥的跨径、截面形式和主要尺寸等截面连续梁桥的总体布置及主要尺寸见下表等截面连续梁总体布置及主要尺寸(1)等截面连续梁可选用等跨和不等跨布置。
当标准跨径较大时,为考虑减少边跨正弯矩,可使边跨小于中跨,边跨与中跨的比在0。
6~0。
8左右.(2)跨径小于15米,一般选用矩形截面;15~30米可采用T形或工字形截面;大于30米的可采用箱形截面.钢筋混凝土连续梁桥跨度不大时,可首先考虑采用板式(包括空心板)和T形截面.当需要采用箱形断面时,也可以采用低矮的多室箱,很少采用宽的单室箱.(3)等截面连续梁的梁高,一般高跨比采用1/15~1/25。
采用顶推法施工,从施工阶段受力要求考虑,梁高与顶推跨径之比选在1/12~1/17为宜.(4)截面形式与桥宽关系。
对于小跨径的城市高架桥或立交匝道桥,为求最小建筑高度,常用板式或肋板式截面,而在较大跨径时主要采用箱形截面.箱梁在横向布置,主要与桥宽有关.单箱室常用于桥宽在14米以内;单箱双室截面一般用于桥宽12~18米;超过18米的可以采用单箱多室或分离箱.(5)板厚与梁高.板式截面分为实体截面和空心截面,实体截面多用于小跨径,且以支架现浇施工为主,板厚约为1/22~1/18L(L为跨径);空心截面的板厚为0。
8~1.0米,顶、底板厚度均不应小于8厘米。
T型或工形肋式截面常用于预制安装,梁高一般取1.0~2.0米,在与腹板相连处的翼缘厚度,不应小于梁高的1/10,腹板厚度不应笑语14厘米.确定箱梁截面顶板厚度一般考虑两个因素:满足桥面横向受力要求;满足布置纵横向预应力钢筋的要求.顶板厚度一般取20~30厘米,底板厚度一般取20~40厘米,其上下承托之间的腹板高度,当腹板内设有竖向预应力钢筋时,不应大于腹板宽度的20倍,当腹板内不设竖向预应力钢筋时,不应大于腹板宽度的15倍。
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(一)索塔施工方法及主要设备1.索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计综合考虑选用合适的方法。
裸塔施工宜用爬模法,横梁较多的高塔宜用劲性骨架挂模提升法。
裸塔现浇施工主要采用翻模、滑模、爬模施工方法:(1)翻模:应用较早,施工简单,能保证几何尺寸(包括复杂断面),外观整洁。
但模板高空翻转,操作危险,沿海地区不宜用此法。
(2)滑模:施工速度快,劳动强度小,但技术要求高,施工控制复杂,外观质量较差,且易污染。
一般倾斜度较大,预留孔道及埋件多的索塔不宜用此法。
(3)爬模:爬模兼有滑模和翻模的优势,适用于斜拉桥一般索塔的施工,施工安全,质量可靠,修补方便。
国内外大多采用此法。
2.混凝土的垂直运输一般采用泵送。
泵管一般设在施工电梯旁,便于接管、拆管和采取降温或保温措施,或处理堵管等。
(二)索塔施工要点1.索塔的施工,除设置相应的塔吊外,还应设置工作电梯及安全通道。
2.斜塔柱施工时,必须对各施工阶段塔柱的强度和变形进行计算,应分高度设置横梁,使其线形、应力、倾斜度满足设计要求并保证施工安全。
(三)索塔的施工测量1.建立平面控制网,对常用点采取加固、防晒防风措施;2.塔底高程测定、塔底轴线与塔根模板轮廓点放样、上下塔柱及横梁模板各接高轮廓点的放样与标高测定 ;3.塔柱基础沉降观测;4.劲性骨架、锚索管与模板安置的调整测量 ;5.考虑张拉引起的收缩偏位以及浇筑混凝土时产生下沉等原因,放样时在设计基础上加入预偏、沉降等。
二、混凝土主梁(一)主梁的特点及施工方法主梁施工方法与梁式桥基本相同,大体分四种:1.顶推法;2.平转法;3.支架法(临时支墩拼装、支架上现浇 );4.悬臂法(悬臂拼装、悬臂浇筑)。
预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计指导意见0.目的和范围为提高预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计质量和使用寿命,防止混凝土箱梁梁体开裂、跨中下挠、跨中底板崩裂、大体积混凝土温度裂缝等质量通病,特制定有关设计指导意见。
本指导意见适用中交二公院承接的跨径大于或等于70米的预应力混凝土连续梁、连续刚构桥设计。
1.总体布置1.1 结构体系根据桥墩的高度,经计算确定是采用连续梁还是连续刚构,原则上尽量采用刚构体系,对于桥墩较矮、多跨或墩高相差较大的,可采用连续体系或连续——刚构组合体系。
1.2 跨径预应力混凝土连续梁、连续刚构桥主跨一般不宜大于200m,主跨大于200m时应与其他桥型进行充分比选论证;一般情况下边中跨比不小于0.55,在过渡墩较高、边跨现浇段难以采用落地支架现浇时,边中跨比最小可采用0.53,以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定压力。
2.构造尺寸2.1 梁高为提高箱梁的承载能力,改善主梁的应力状况,箱梁应有足够的高度。
箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/16~1/18,跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/30~1/55,考虑到新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)的实施和荷载标准的调整,在净空不受限制的条件下可适当增加梁高,梁高宜按二次抛物线变化。
2.2 腹板厚度箱梁腹板厚度一般为40~80cm,为方便施工,腹板厚度变化宜在1~2个节段完成。
2.3 顶、底板宽度及厚度单箱单室截面箱梁底板宽度宜控制在8.0m 以内,翼缘板悬臂长宜控制在4.0m以内,否则采用单箱双室断面。
箱梁顶板厚度宜采用25~32cm,具体厚度根据箱梁宽度确定,以满足桥面横向受力和纵、横向预应力钢束的构造要求。
底板厚度自跨中至墩顶随负弯矩的增大而逐渐加厚,墩顶箱梁底板厚度一般为箱梁高度的1/10~1/12,跨中厚度一般为30~35cm。
厚度一般按二次抛物线变化。
2.4 横隔板箱梁应设端横隔板、墩顶横隔板、中跨跨中横隔板,横隔板应设检修人孔。
预应力混凝土连续刚构桥跨中下挠过大成因分析摘要:预应力混凝土连续梁桥和连续刚构在我国发展迅速,但是随着桥跨的增大,连续刚构桥在使用过程中的问题也凸显出来,其中之一就是随着使用年限的增加,连续刚构的跨中不断下挠,跨中下挠往往与梁体跨中段横向裂缝或大量斜裂缝伴随出现,其下挠可达到相当大的数值,病害十分严重。
本文探讨了造成这一现象的多个原因并提出相关建议,为大跨预应力连续刚构桥的设计和施工提供参考意见。
1.主梁下挠过大成因分析20世纪90年代以来,预应力混凝土连续梁桥和连续刚构在我国发展迅速。
但是随着桥跨的增大,连续刚构桥在使用过程中的问题也凸显出来,其中之一就是随着使用年限的增加,连续刚构的跨中不断下挠,跨中下挠往往与梁体跨中段横向裂缝或大量斜裂缝伴随出现,其下挠可达到相当大的数值,病害十分严重。
从工程实例来看,引起这些现象的主要原因有以下几点:混凝土的收缩徐变影响估计不足-主要原因混凝土徐变是引起梁式桥尤其是大跨梁式桥下挠过大的一个主要原因,大跨径梁桥的恒载内力占总内力的80%、甚至90%以上。
为减小恒载内力,上世纪90年代过分强调结构的轻型化。
由此导致的直接后果是:(1)箱梁的板件越薄,理论厚度就越小,由徐变理论可知,徐变系数就越大;(2)板件薄,混凝土的应力就高,而徐变变形与应力正比。
同时混凝土收缩徐变又是一个十分复杂而又难以精确计算的非线性问题,而对于刚构桥的设计,预测混凝土结构收缩徐变效应的准确性主要依赖于两个方面,即结构中混凝土徐变特性的准确描述和可靠的结构分析:首先对于混凝土徐变特性的描述,国内外众多专家和学者对这一课题已开展了大量的研究工作,并取得了一批重要的成果,但现阶段较为流行的预测混凝土收缩徐变的模型基本上都是建立在试验室数据基础上的经验公式,均需要进行一些修正才能应用于实际结构中的收缩徐变效应计算中。
而现阶段的桥梁设计,一般是在缺乏现场试验资料的情况下进行的,无法对徐变系数进行修正,将会导致混凝土收缩徐变的影响程度及长期性估计不足。