预应力混凝土连续箱梁齿块受力分析及设计
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摘要:文章通过采用国外规范对预应力混凝土连续梁桥底板钢束锚固区钢筋的计算,结果表明锚下、锚后的主拉应力均较大,同时将各国规范计算结果进行了比较,提出了锯齿块钢筋的建议计算方法。
关键词:锯齿块钢束应力计算1概述大跨度连续梁桥多采用箱型断面,由于结构的受力、构造要求,常需在箱梁底板或顶板上张拉预应力钢束,因此,要在箱梁底板或顶板上设锯齿块来实现预应力传递。
锯齿块的受力特点较为复杂、其配筋计算日益显得重要,设计规范中一直缺少锯齿板的计算方法,因此充分研究各国设计规范计算方法,明确锯齿块的计算方法,对于掌握目前设计的安全度和避免配筋设计的误区以及在后续工程中合理设计是十分必要的,因此文章在收集国外有关资料的基础上,采用国外规范进行了计算。
2锯齿块受力的关键部位及钢筋设置连续梁顶底板锯齿块的受力比较复杂,各个部位受力方向及大小都不同,钢筋布置也同,下图示意锯齿块受力部位和钢筋布置。
3国外规范概况3.1法国规范3.1.1防(混凝土)剥落钢筋防剥落钢筋是我们在锚板后面放置的第一层钢筋,该钢筋需要在现场安装于距锚板最近的位置,一层钢筋需要在两个(正交)方向上均设置,其钢筋量的计算方法如下:Aspalling=0.04×Fd,maxσs,lim(1)Fd,max=1.2×Astrand×Nstrand(2)σs,lim=fy1.15(3)钢束规格Fd,m ax配筋面积mm2建议配筋9-φ15.221092904-φ1212-φ15.228123864-φ1215-φ15.235154834-φ1617-φ15.239845474-φ1619-φ15.244536114-φ16表1防爆裂钢筋面积(HRB335)3.1.2防(混凝土)劈裂钢筋在防剥落钢筋之后,锚板后面1m内的范围内需设置多层防劈裂钢筋,其钢筋量的计算方法如下:Aej=Rj,maxkj×σs,lim(4)混凝土连续梁锯齿块配筋设计探讨杨恒艳(中铁第一勘察设计院集团有限公司)有利的条件[6]。
浅谈预应力混凝土连续箱梁设计摘要:随着社会经济的快速发展,道路桥梁是促进经济发展的主要纽带之一。
桥梁的设计合理与否,直接影响交通性能及桥梁的寿命。
本文根据笔者多年的桥梁设计工作,对预应力混凝土曲线箱梁的设计进行分析。
关键词:桥梁工程;连续箱梁前言近几年高速公路与城市快速路的互通式立体交叉日益增多,互通式立体交叉中的匝道很多,而常用桥梁上部结构形式为钢筋混凝土或预应力混凝土连续箱梁,桥宽为8~10m。
混凝土连续箱梁因行车舒适、外型优美、节约用地等优点得到越来越广泛的应用。
一、预应力混凝土连续箱梁受力特点(一)结构自重由于弯梁内外侧长度不一致,弯梁桥的结构自重相对于桥轴线并不是对称的,而是曲线外侧大于内侧,使主梁产生背离圆心方向的扭转效应,半径越小,效果越明显。
(二)预应力荷载在预应力混凝土曲线梁中,由于预应力存在着平面径向弯曲和沿高度方向的竖向弯曲,导致预应力径向力的作用总是沿着高度方向在变化。
当作用点位于主梁截面剪切中心以上或以下时,钢束径向力会对主梁产生扭转作用,位于剪切中心以上的钢束径向力产生的扭矩方向与位于剪切中心以下的相反,两者的扭矩之和就构成了预应力钢束对曲线梁的整体扭转作用。
(三)收缩徐变效应混凝土的收缩徐变是作为黏滞弹性体的两种与时间有关的变形性质。
徐变是在应力作用下产生的,收缩的产生则与应力无关,在实际结构中,二者与温度应变混杂在一起。
预应力混凝土构件由于收缩徐变受到内部配筋的约束引起结构内力重分布。
在变形方面,收缩对曲线桥的平面变形影响较大,徐变对平面变形影响较小,对竖向挠度影响较大。
(四)温度效应温度效应包括整体变温与温度梯度。
整体变温是长期的、缓慢的,作为均匀温度考虑,其主要对结构的变形和固结墩的内力有影响外,对主梁的结构内力影响很小。
温度梯度包括日照升温与骤然降温,作用变化快,作用时间短,对结构的内力与变形都影响较大,也是引起主梁开裂和支座脱空的主要因素之一。
(五)活载效应弯梁的内外侧支反力差对车辆偏载更为敏感,车辆荷载产生的离心力是不可忽视的,离心力系数与车速的平方成正比。
混凝土梁的受力分析及设计原理一、混凝土梁的定义和分类混凝土梁是一种受力构件,由混凝土和钢筋组成。
它的主要作用是承载荷载并将荷载传递到支座上。
混凝土梁通常分为两种类型:简支梁和连续梁。
简支梁是两个支座之间的梁,而连续梁则有多个支座。
二、混凝土梁的受力分析混凝土梁的受力分析是为了确定梁的尺寸和钢筋的数量。
在分析过程中,需要考虑以下因素:1. 荷载:荷载是施加在梁上的力,可以是静态或动态的。
静态荷载包括自重、建筑物重量和人工负载等。
动态荷载包括风荷载、地震荷载和移动荷载等。
2. 支座:支座是梁的支撑点,它们提供了梁的反力。
支座类型包括固定支座和滑动支座。
3. 梁的几何形状:梁的几何形状包括梁的截面形状和长度。
梁的截面形状通常是矩形或T形。
长度是梁的跨度,也是支座之间的距离。
4. 材料特性:混凝土的强度和钢筋的强度是混凝土梁分析的重要参数。
混凝土强度通常使用混凝土立方体抗压强度表示,而钢筋强度使用抗拉强度表示。
5. 钢筋配筋:混凝土梁中的钢筋配筋是为了增加梁的强度和刚度。
钢筋配筋的设计需要满足一定的要求,如受弯矩区域的钢筋面积应满足最小配筋率要求。
三、混凝土梁的设计原理混凝土梁的设计原理是为了确保混凝土梁能够承受荷载并保持稳定。
设计过程包括以下步骤:1. 确定荷载:荷载应根据设计标准和建筑用途确定。
2. 确定支座类型:支座类型应根据梁的长度和建筑结构确定。
3. 确定梁的几何形状:梁的几何形状应满足荷载和支座要求,同时满足混凝土和钢筋的强度要求。
4. 确定混凝土强度:混凝土的强度应根据设计标准和建筑用途确定。
5. 确定钢筋强度:钢筋的强度应根据设计标准和建筑用途确定。
6. 设计钢筋配筋:钢筋配筋应根据受弯矩区域的钢筋面积和最小配筋率确定。
7. 计算受弯矩和剪力:受弯矩和剪力是混凝土梁受力分析的重要参数。
受弯矩和剪力的计算应基于梁的几何形状、荷载和支座。
8. 检查混凝土和钢筋的强度:混凝土和钢筋的强度应满足设计要求。
预应力砼连续箱梁支架受力分析本文从搭设满堂脚手架需的基础,叙述预应力砼连续箱梁,必须基础稳固,支架荷载分析计算全面,通过预压,消除主要的非弹性变形和弹性变形,使底模顶面预设标高符合设计要求。
标签支架;砼连续箱梁;预压;荷载在南水北调安阳段的生产桥的施工中,上部结构为后张法现浇预应力混凝土连续箱梁,梁长有95m、80m、70m、66m等,梁宽有5.5m、4.5m两种,下部结构为钻孔灌注桩基础、柱式墩台。
桥梁设计车辆荷载等级为公路—Ⅱ级。
桥位地震动峰值加速度为0.15g。
在两桥台处设D80型伸缩缝各一道。
混凝土设计标号为C50。
本文就预应力砼连续箱梁支架受力,进行分析。
1 地基处理(渠道内搭满堂脚手架)满堂脚手架的沉降值控制至关重要,所以应严格控制地基的强度,首先在桥位的两侧挖好排水系统,然后对原地面进行压实处理,土基高度比渠底高0.6m。
在桥墩与桥台之间的渠坡上挖台阶,台阶高0.1m,宽0.3m,长(梁宽加1m),然后在土台阶上浇C10垫层、厚0.1 m,作为渠坡面上搭钢管架子垫石。
坡面上粉2cm厚水泥砂浆,防止下雨时雨水冲毁台阶。
对承台与渠坡交界处架子搭设,承台开挖时的工作面,根据设计要求选用回填材料,回填跟承台顶面平,承台顶面以上土方暂不回填,搭满堂脚手架时,承台与渠坡交界处的三角形部位,立杆纵横间距按0.3m布设,大小横杆层步距按0.9 m搭设,增加斜撑杆。
同时,注意渠坡上钢管与承台处钢管的连接。
2 支架荷载计算分析支架进行强度、刚度及稳定进行验算,确保支架在施工过程中能满足承载要求。
进行验算,过程如下:满堂脚手架顶层大横杆验算:箱梁底砼荷载,按中跨计算G=30/80×(265-30)×26=2291.25KN安全系数取K=1.2,假设全部重量作用于底模上,则底模按每平方米承受的荷载为:按中跨30m计算。
F1=2291.25×1.2/(3×30)=30.55KN/㎡施工荷载。
预应力混凝土连续梁桥设计首先,预应力混凝土连续梁桥的设计需要进行结构计算。
根据桥梁所处的道路状况、车辆荷载和地震荷载等情况,确定桥梁的设计参数。
设计计算包括静力计算和动力计算两个方面。
静力计算主要是根据静力平衡原理,计算桥梁在各种工况下的受力情况,包括正常使用荷载、事故荷载和施工荷载等。
动力计算则是根据桥梁的振动特性,计算桥梁在地震荷载作用下的动态响应。
其次,预应力混凝土连续梁桥的断面设计是一个重要的环节。
根据桥梁的跨径、荷载情况和预应力钢筋的张拉方式,选择合适的桥梁断面形式。
常见的断面形式包括T型梁、箱梁和全门式梁等。
断面设计需要满足强度、刚度和挠度等多个方面的要求,确保桥梁的安全可靠性。
同时,还需要考虑施工工艺和经济性等因素,合理的断面设计能够减少建造成本,提高工程效益。
再次,预应力计算是预应力混凝土连续梁桥设计的关键技术。
预应力计算主要是根据桥梁的受力特点和材料力学性能,确定预应力钢筋的布置方式和张拉力大小。
预应力钢筋的布置应尽量满足桥梁受力的要求,避免应力集中和桥梁变形的过大。
同时,预应力张拉力大小的确定需要考虑预应力损失和预应力锚固长度等因素,确保桥梁在使用寿命内具有足够的预应力保持能力。
最后,施工工艺和检测方法是预应力混凝土连续梁桥设计中不可忽视的部分。
合理的施工工艺能够保证桥梁的质量和安全性,包括模板支架、混凝土浇筑和预应力张拉等过程。
而良好的检测方法能够及时发现桥梁的缺陷和隐患,确保桥梁在使用期间的安全性。
因此,在设计过程中需要对施工工艺和检测方法进行详细的考虑和规划。
综上所述,预应力混凝土连续梁桥的设计包括结构计算、断面设计、预应力计算、施工工艺和检测方法等多个方面。
只有在全面考虑各个因素的情况下,才能设计出安全可靠、经济高效的预应力混凝土连续梁桥。
这种桥梁结构形式不仅具有较高的承载能力和抗裂能力,还能够满足不同场地和要求的工程需要,因此在实际工程中得到了广泛的应用和推广。
现浇预应力连续箱梁结构分析及施工控制随着桥梁建设规模的不断扩大以及大型化、特长、特宽箱梁的出现,现浇预应力连续箱梁结构已经成为我国桥梁建设的主流,该结构具有超大跨度、刚度好、施工速度快、使用期长、经济性能好等特点。
在此基础上,本文将对现浇预应力连续箱梁结构进行分析及施工控制。
1、结构特点分析现浇预应力连续箱梁结构是由多个支承点中心连续的箱梁组成,侧倾角度一般在0.1~0.2度,梁长在50~100米之间,是一种大跨度连续刚构件。
在施工中,先分段浇筑箱梁,后分别进行预应力和混凝土浇筑,使各段梁在外部荷载作用下产生联动效应,最终形成连续梁桥。
该结构具有以下特点:(1)连续刚度大,抗震性能优良;(2)设计灵活,适应性广;(3)建造周期短,施工质量高;(4)无多余的支撑体系,通行空间大;(5)造价低廉、寿命长、维护费用低。
2、施工控制(1)基础工程连续箱梁的基础是桥墩,桥墩的尺寸、支座位置和数量、轴线确定等都要根据桥梁的要求确定。
桥墩的基础分两种,一种是浅基础,经济性好,但抗震性差,另一种是深基础,抗震性较好,但造价昂贵。
(2)箱梁制作连续箱梁制作前需要事先确定箱梁的尺寸、拱度、支点位置、预应力筋排布等,然后进行各部件的龙门式加工、钢筋加工、模板制作、浇筑制作等工序,在生产过程中进行加固和防护,确保箱梁质量。
(3)现场施工将各段箱梁运输到现场,根据施工设计分别进行预应力和混凝土浇筑,预应力后要进行紧固和矫直调整,混凝土浇筑后要进行养护,确保浇筑质量。
(4)施工控制技术现浇预应力连续箱梁结构在施工中需要进行施工控制技术的应用,密切注视施工过程中的荷载变化和温度变化,掌握现场质量控制,按照质量标准进行验收,避免施工质量的差异化,避免出现安全事故。
混凝土连续梁锯齿块配筋设计探讨摘要:文章通过采用国外规范对预应力混凝土连续梁桥底板钢束锚固区钢筋的计算,结果表明锚下、锚后的主拉应力均较大,同时将各国规范计算结果进行了比较,提出了锯齿块钢筋的建议计算方法。
关键词:锯齿块钢束应力计算1 概述大跨度连续梁桥多采用箱型断面,由于结构的受力、构造要求,常需在箱梁底板或顶板上张拉预应力钢束,因此,要在箱梁底板或顶板上设锯齿块来实现预应力传递。
锯齿块的受力特点较为复杂、其配筋计算日益显得重要,设计规范中一直缺少锯齿板的计算方法,因此充分研究各国设计规范计算方法,明确锯齿块的计算方法,对于掌握目前设计的安全度和避免配筋设计的误区以及在后续工程中合理设计是十分必要的,因此文章在收集国外有关资料的基础上,采用国外规范进行了计算。
2 锯齿块受力的关键部位及钢筋设置连续梁顶底板锯齿块的受力比较复杂,各个部位受力方向及大小都不同,钢筋布置也同,下图示意锯齿块受力部位和钢筋布置。
3 国外规范概况3.1 法国规范3.1.1 防(混凝土)剥落钢筋防剥落钢筋是我们在锚板后面放置的第一层钢筋,该钢筋需要在现场安装于距锚板最近的位置,一层钢筋需要在两个(正交)方向上均设置,其钢筋量的计算方法如下:a■=0.04×■(1)f■=1.2×a■×n■(2)σ■=■(3)■3.1.2 防(混凝土)劈裂钢筋在防剥落钢筋之后,锚板后面1m内的范围内需设置多层防劈裂钢筋,其钢筋量的计算方法如下:a■=■(4)r■=0.25×1-■×f■(5)式中:aj——锚板的宽度kj——当计算锚具位于其他锚具中间时,=1.5,否则=1.0 dj——锚具中心线到混凝土边缘距离的两倍或+邻锚具板的中心距3.1.3 悬臂钢筋悬臂钢筋的数量必须足够抵抗0.15的名义张拉力,其面积按下式计算:a■=■(6)3.1.4 抗剪钢筋抗剪钢筋的数量必须足够抵抗0.15的名义张拉力其面积按下式计算:a■=■(7)3.1.5 弯曲段钢筋曲线段钢筋必须设置于钢束的弯起段,其数量按照下式进行计算:a■=■×■(8)α——钢束弯起角度■3.1.6 锚后抗拉钢筋a■=■×■-ω×σ■(9)σb :运营状态下锯齿块下方板内最大和最小应力■3.2 美国规范3.2.1 防剥落钢筋剥落力最小数值不低于最大名义张拉力2%的数目进行计算,根据guyon的研究,其数值不超过最大名义张拉力的4%,其钢筋面积按照下式计算:a■=0.02-0.04×■(10)3.2.2 锚后抗拉钢筋锚后抗拉钢筋至少能够承担25%的锚后拉力给混凝土截面,该钢筋应放置于距钢束中心轴1倍的锚板高度之内,并应可靠锚固,以发挥其屈服强度。