预应力混凝土连续梁桥
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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。
浅析预应力混凝土连续梁桥的发展及设计流程一、研究概况及发展趋势预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。
由于悬臂施工方法的应用,连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。
60年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中,应用了逐跨架设法与顶推法;60年代中期在德国莱茵河建成的本多夫(Bendorf)桥,采用了悬臂浇筑法。
随着悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法的不断改进、完善和推广应用,在跨度为40—200米范围内的桥梁中,连续梁桥逐步占据了主要地位。
目前,无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥,还是跨河大桥,预应力混凝土连续梁都发挥了其独特的优势,成为优胜方案。
我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥,至今已有40多年的历史,比欧洲起步晚,但近对年来发展迅速,在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异,预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。
近20年来,我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径90m 的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅水大桥、主跨125m 的宜昌乐天溪桥、跨径154m的云南六库怒江大桥等。
下表是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混凝土连续梁桥。
我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥序号桥名主桥跨径(m)桥址1 南京长江二桥北汊桥90+165*3+90 江苏2 六库怒江大桥85+154+85 云南3 黄浦江奉浦大桥85+125*3+85 上海4 常德阮水大桥84+120*3+84 湖南5 东明黄河公路大桥75+120*7+75 山东6 风陵渡黄河大桥87*5+87+114*7+87 山西7 沙洋汉江大桥63+111*6+63 湖北8 珠江三桥80+110+80 广东二、生产需求状况虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展,然而与国际先进水平仍存在一定差距。
预应力混凝土连续梁桥纵向预应力设计一、引言预应力混凝土连续梁桥由于其跨越能力大、结构刚度好、行车舒适性高等优点,在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。
而纵向预应力设计是预应力混凝土连续梁桥设计中的关键环节,它直接关系到桥梁的结构性能、安全性和经济性。
二、纵向预应力设计的目的和作用纵向预应力设计的主要目的是通过在混凝土梁中预先施加压应力,来抵消在使用阶段可能出现的拉应力,从而提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。
其作用主要体现在以下几个方面:1、提高梁的抗弯承载能力:预应力的施加可以使梁在承受荷载时,混凝土处于受压状态,充分发挥混凝土抗压强度高的特点,从而提高梁的抗弯能力。
2、增强梁的抗裂性能:预先施加的压应力可以有效地抑制混凝土裂缝的产生和扩展,提高梁的耐久性。
3、减小梁的挠度:预应力可以减小梁在荷载作用下的变形,提高桥梁的刚度和行车舒适性。
三、纵向预应力筋的布置形式1、直线布置:预应力筋沿梁的轴线直线布置,这种布置形式施工简单,但对梁的抗剪和抗扭性能提升有限。
2、曲线布置:预应力筋沿梁的纵向呈曲线布置,常见的有抛物线形和圆弧形。
曲线布置可以更好地适应梁的弯矩分布,提高预应力的效率,但施工难度相对较大。
四、纵向预应力筋的材料选择常用的纵向预应力筋材料有高强度钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋。
高强度钢丝具有强度高、柔韧性好的特点,但锚固较复杂。
钢绞线则是目前应用最广泛的预应力筋材料,其强度高、柔韧性好、施工方便。
精轧螺纹钢筋适用于对锚固要求较高的部位,但成本相对较高。
在选择预应力筋材料时,需要综合考虑桥梁的跨度、荷载、施工条件和经济性等因素。
五、纵向预应力筋的数量确定纵向预应力筋的数量应根据桥梁的结构受力要求、使用性能要求和规范规定来确定。
首先,需要根据梁的弯矩和剪力分布,计算出所需的预应力大小。
然后,根据所选预应力筋材料的强度和特性,确定预应力筋的数量。
在计算过程中,还需要考虑预应力损失的影响。
预应力损失包括锚具变形损失、摩擦损失、混凝土收缩徐变损失等。
预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析随着经济的快速发展和城市交通需求的增加,桥梁成为城市交通发展的重要组成部分。
而预应力混凝土连续箱梁桥因其优异的性能和经济性,在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。
然而,随着桥梁使用年限的增加,预应力混凝土连续箱梁桥在使用过程中会产生徐变效应。
徐变是指材料在长时间持续加载下产生的变形,其主要是由材料的内部结构和外部环境的影响所引起的。
对于预应力混凝土连续箱梁桥而言,徐变效应可能会导致桥梁的变形、应力分布不合理,从而影响桥梁的安全性和使用寿命。
首先,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应对桥梁的变形产生了影响。
在长时间使用中,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变现象会导致桥梁的整体变形增大,从而影响桥梁的平顺性和舒适性。
徐变效应不仅会导致桥梁本身的变形,还可能引起桥梁与周围结构的不协调,进一步影响整个桥梁的稳定性。
其次,徐变效应还会影响预应力混凝土连续箱梁桥的应力分布。
在预应力混凝土连续箱梁桥中,徐变效应使得材料的刚度降低,从而导致桥梁上的应力不再均匀分布。
这种不均匀分布可能会引起结构上的局部过载,加剧桥梁的疲劳破坏。
此外,桥梁的徐变还可能导致桥面板与横梁之间的界面剥离,进一步加剧桥梁的应力不均。
为了解决预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应问题,可以采取以下措施。
首先,在桥梁的设计阶段需要充分考虑徐变效应,并合理选择材料和预应力的大小,以减小徐变引起的变形和应力不均匀分布的影响。
其次,在施工过程中需要严格控制预应力的施加过程,防止徐变效应对桥梁的影响过大。
最后,在桥梁的使用阶段需要进行定期维护和检测,及时发现和修复徐变效应引起的问题,以保证桥梁的安全运行。
总而言之,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应是影响桥梁安全与使用寿命的一个重要因素。
在桥梁设计、施工和维护过程中,我们应该充分考虑徐变效应的影响,并采取相应的措施加以解决。
只有在充分了解和控制徐变效应的情况下,我们才能确保预应力混凝土连续箱梁桥的安全可靠地运行综上所述,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应对桥梁的稳定性和应力分布造成了不利影响。
我国预应力混凝土连续梁桥的发展与工程实践预应力混凝土连续梁桥是由预应力混凝土和常规混凝土组成的桥梁,是当代桥梁加固和改造的主要方式。
随着改造技术的不断进步,我国的预应力混凝土连续梁桥的发展也越来越快,一些令人印象深刻的工程实践也在这一领域逐渐展示出来。
本文将介绍预应力混凝土连续梁桥发展的历史背景、发展趋势和现阶段的工程实践,以期为今后的应用研究和技术改进提供参考。
一、预应力混凝土连续梁桥发展历史预应力混凝土连续梁桥起源于20世纪50年代,最早用于跨越铁路、公路、河流和湖泊的大型桥梁。
后来,随着连续梁桥的发展,人们逐渐开发出能够克服桥梁结构的弯曲、拉应力和剪应力的结构材料,预应力混凝土连续梁桥成为当今现代桥梁的常用结构类型之一。
二、预应力混凝土连续梁桥发展趋势预应力混凝土连续梁桥越来越受到大家的青睐,因为它具有优良的抗震性能、质量轻、维护成本低、施工效率高等优点。
此外,预应力混凝土连续梁桥有利于环境保护,因为它使用的特殊型钢具有低能耗、高强度的特点,大大减少了桥梁施工时对环境的影响。
三、预应力混凝土连续梁桥的工程实践在我国,预应力混凝土连续梁桥得到了广泛应用,许多令人印象深刻的桥梁工程实践也随之展现出来。
其中最著名的工程实践之一就是2010年完工的北京机场快速路双向六车道连续梁桥,该桥全长1191米,分为三个跨径,它是目前我国最大的预应力混凝土连续梁桥。
此外,还有一些较小的预应力混凝土连续梁桥工程,例如重庆长江大桥、浙江马友波大桥以及珠江大桥等等,这些桥梁也有着相当惊人的结构表现。
四、结论从本文介绍的情况来看,预应力混凝土连续梁桥在我国得到了广泛的应用和发展,它具有重量轻、维护成本低、施工速度快等优点,是当今桥梁结构的基本要素之一,也被认为是现代桥梁加固和改造的主要方式之一。
未来,预应力混凝土连续梁桥的发展仍会受到技术改进的推动,有望取得更大的进步和突破,以满足桥梁发展中更高维度的要求。
预应力混凝土连续梁桥姓名班级学号联系方式:摘要:随着现代化步伐的加快,我国基础设施建设正以前所未有的规模在全国展开,同时质量问题越来越成为人们关注的焦点。
预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。
上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。
在连续梁桥的施工方法中,常用的有满堂支架法、悬臂法、顶推法、先简支后连续等施工方法。
关键词:预应力混凝土连续梁桥结构设计施工方法悬臂法顶推法Prestressed concrete continuous girder bridgeWith the quickening pace of modernization, China's infrastructure construction is on an unprecedented scale in the national expansion, and at the same time, quality problem is becoming more and more become the focus of attention. Prestressed concrete continuous girder bridge is one of the prestressed bridge, it has the overall performance is good, the structure stiffness and deformation is small, the seismic performance is good, especially the main girder deformation deflection line gentle, floor less expansion joints, driving comfort etc. All of these factors make this bridge in highway, city and railway bridge engineering widely adopted. In the continuous girder bridge construction method, commonly used have full framing method, the cantilever method, pushing method, first Jane after a continuous construction method. Keywords: prestressed concrete continuous girder bridge structure design construction method of cantilever method pushing method1.我国预应力混凝土连续梁桥的概况与工程实践1.1概况自60年代中期在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成Bendorf桥以来,悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法得到不断改进、完善和推广应用,从而使得预应力混凝土连续梁桥成为许多国家广泛采用的桥型之一。
我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥,至今已有40多年的历史,比欧洲起步晚,但近对年来发展迅速,在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异,预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。
1.2工程实践预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。
加上这种桥型的设计施工均较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小。
预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内,上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。
目前我国已建成的有代表性的大跨径公路和城市预应力混凝土连续梁桥如表所示。
[1]2.我国预应力混凝土连续梁桥的发展2.1桥梁设计技术2.1.1主要设计规范[2]a.1978年交通部颁布了我国第一部《公路预应力混凝土桥梁设计规范》,该规范按单一系数极限状态设计理论编制,比以往采用的破坏阶段理论规范前进了一步。
b.1985年交通部颁布了《公路桥涵设计规范》,其中《公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85将单一系数改成多系数,以塑性理论为基础作强度极限计算,以弹塑性或弹性理论为基础作正常使用极限计算。
85规范原则上是参照1978年CEB-FIP的《国际标准规范》,即《Medelcodeforcon-creteStrUctures》编制的。
c.JTK023-85规范允许桥梁构件按部分预应力混凝土(ppc)设计。
·A类构件--在短期荷载作用了截面受拉边缘允许出现拉应力,但拉应力值不超过规范中的规定限值,如有些箱梁的顶板横向预应力是按A类构件设计的。
·B类构件--在短期荷载作用下,截面受拉边缘允许出现裂缝,即拉应力值超过规范中的规定限值,目前在大跨径预应力箱梁桥设计中未见采用。
·PPC构件具有节约钢材、降低造价、能减少由预应力引起的反拱度、改善结构受力性能等优点,已在一般公路桥梁和城市桥梁工程中逐步推广应用。
2.1.2桥梁结构分析专用软件和CAD技术a.自70年代后期以来,我国桥梁结构分析专用软件和CAD技术得到大力开发和应用。
其中包括采用有限元法编制的桥梁通用综合程序以及许多桥梁专用程序,实现设计、计算。
绘图一体化,大大提高了计算精度和速度,特别是用于大量重复计算、局部应力分析、设计方案优化。
大跨径预应力混凝土桥梁的结构分析设计软件开发和推广应用,适应了我国桥梁建设高速发展的需要。
b.计算机技术已被广泛应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工控制。
使得成桥后的线型平顺,符合桥梁的纵向设计标高;桥梁结构的受力状态能与设计计算一致。
2.2桥梁施工技术在我国中小跨径的预应力混凝土连续梁桥施工中,除了最古老的支架现浇方法外,还采用了先简支后连续、顶推法、移动模架逐孔浇筑法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。
平衡悬臂拼装施工法和平衡悬臂浇筑施工法的采用促进了预应力混凝土连续梁桥的发展。
大跨径预应力混凝土连续梁桥大多采用悬臂浇筑法施工。
根据连续梁桥的特点,采用逐段平衡悬臂浇筑,先形成T构,再逐跨合龙,逐跨释放临时固定支座,完成体系转换,最终形成多跨预应力混凝土连续梁桥。
大跨径预应力混凝土连续箱梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。
常用的挂篮形式有偏架式和斜拉式。
随着施工技术的进步,挂篮结构向着轻型化的方向发展,尽可能采用构造合理、受力明确、自重轻、利用系数高、使用安全方便,具有良好技术经济指标的挂篮。
例如,上海黄浦江奉浦大桥等工程采用的菱型挂篮就是其中之一,该挂篮总重仅50t,利用系数为4.02.3材料的运用高强度预应力钢材、高标号混凝土和大吨位预应力锚固体系的研制开发和应用,促进了大跨径预应力混凝土连续梁桥的发展。
在80年代后期,国内开始生产18edMPa的低松弛预应力钢绞线,加上与其配套的大吨位预应力钱具和张拉设备的研制成功.C50与C60混凝土的应用,使得预应力连续梁桥结构轻型化,跨越能力得到很大提高。
在这以前,我国大量采用16000MPaφ5的高强度碳素钢丝和与其配套的钢质锥形锚(即F式锚具)这种锚具的张拉吨位小.使用时的控制张拉力仅565kN,每张拉10kN预应力需要的布柬面积约为0.255cm2/kN;若采用φj15.2~12型锚具.张拉10kN预应力所需的布束面积约为0.096 cm2/kN;采用φj15.2~22型的锚具时,张拉10kN预应力所需的布柬面积约为0.067cm2/kN。
三者的比例为1:0.38:0.26,由此可以看到,采用大吨位预应锚具体系后,使得预应力箱梁布柬范围内的顶板、腹板和底板尺寸,设计时由原来的布柬控制改为受力控制和按构造要求控制,这样,大大减小百箱梁断面的尺寸,减轻了上部结构的自重。
箱梁混凝土及钢绞线的用量能够大大减少,从而使得预应力结构设计更趋合理、经济。
若采用以往的钢质锥形锚具,预应力混凝土连续梁的跨越能力大多在100m左右。
随着1860MPa钢绞线和大吨位预应力锚固体系的应用,建桥施工技术的发展,目前,我国连续梁桥的最大跨径已达165。
连续剧构桥的最大跨径达到270。
,从而使得我国预应力混凝土梁桥的设计、施工技术进入世界先进行列。
[5]3.预应力混凝土连续梁桥的特点[3]众所周知,普通混凝土框结构由于跨度小、柱网密,无法满足多种功能的需要,而预应力可以有效解决以上问题。
预应力混凝土能充分发挥材料的效能,在相同条件下,它比普通钢筋混凝土构件截面小,重量轻、刚度大,抗裂性和耐久性好,能有效地控制结构的挠度(甚至无挠度),节约钢材40%~50%,节约混凝土20%~40%,特别在大跨度结构中更为经济。
在张拉预应力连续梁桥结构中,结构构件在承受外荷载前,预先对外荷载产生拉应力部位的混凝土预加压应力,造成人为的压应力状态,预加压应力可以抵消外荷载所引起的大部分或全部拉应力,这样在外荷载作用下混凝土拉应力不大或处于受压状态,使混凝土结构不开裂,提高结构的刚度和结构的耐久性。
张拉法预应力混凝土施工是在浇筑混凝土前张拉预应力钢筋,将其固定在台座或钢模上,然后浇筑混凝土,等混凝土达到规定强度。
保证预应力钢筋与混凝土有足够粘结力时放松预应力钢筋,借助预应力筋的弹性回缩及与混凝土的粘结,使混凝土产生预压应力。
同时其具有较强的变形恢复能力,抗震性能明显高于普通钢筋混凝土结构,而且便于震后加固。
值得注意的一点是,预应力混凝土由于自重轻,按理含钢量应该少,但由于现在的设计水平问题,此部分并没有减少。
反而很多设计含钢量大了,很大程度造成主体结构成本增加。
4.预应力混凝土连续梁桥的设计4.1预应力混凝土连续梁桥设计的内容[1]荷载。
施工时的荷载条件中,预应力荷载应按扣除第一批预应力损失后的有效应力来确定;其他荷载应根据施工阶段可能的最不利荷载情况来定。
而施工时的支撑条件应考虑施工方案的具体情况来定,模板周转情况影响施工阶段的结构分析模型的支撑条件与荷载条件的选取。
极限设计。
对预应力板各截面进行多种可能的荷载效应组合的受弯强度设计,计算时要考虑预应力产生的次弯矩的影响。
采用混合配筋设置非预应力筋,提高结构在地震作用下的延性和能量吸收,可有效分散受拉区裂缝,改善结构的受力性能。
对无粘编者按预应力砼连续结构作补充设计,选取合适的荷载效应值与材料参数,验算抵抗预应力筋失效时连续倒塌所需的非预应力筋用量。