大跨小半径变宽度三跨变截面预应力混凝土连续梁设计与施工
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三跨预应力混凝土变截面连续梁箱桥工程施工组织设计一、编制依据1、三跨预应力混凝土变截面连续梁箱桥工程初步设计2、〈〈公路桥涵施工技术规范〉〉JTG T F50-20113、各种材料的技术标准4、招标文件二、工程概况桥址处的地形条件和城市规划,在满足交通功能的要求下,选用三跨连续梁,具有外观简洁大方、结构性能成熟可靠、施工工艺简便、经济适中的特点。
而且桥面上的行车视野比较开阔,虽然桥型较单一,但可以通过桥面景观布置解决这一问题,如桥面栏杆、灯光布置等。
河流为Ⅳ级航道,通航净宽为45m。
由于设计桥梁与河道顺交20度,所以航道斜交宽度为48m。
在结合河两岸规划的滨河人行通道。
根据这些边界条件,以及连续梁跨径的布置合理性,因此,连续梁的设计跨径布置为45m+70m+45m,瞄跨与主跨跨径之比为0.64:1。
由于该桥为城市桥梁,机动车、非机动车和人群都须通行,根据规范要求,桥梁纵坡不宜大于2.5%,所以设计竖曲线采用2.5%的纵坡,满足最大纵坡的要求。
根据业务需要,桥上需通过通信电缆24孔和400的上水管一根。
过桥通信布置在两侧的人行道板下;在箱梁的挑臂下每隔1m设置一牛腿,作为过桥管线的架设支架。
考虑到远期的管线需要,预留了3个管线通道。
桥墩中支点采用墙柱组合式桥墩形式。
基础采用Ф100cm钻孔灌注桩,纵桥向两排桩;每个桥墩下共10根桩。
桩基持力层选为⑦1层。
上部结构主梁为三跨预应力混凝土变截面连续梁箱,跨径组合45m+70m+45m。
中支点梁高4.0m,高跨比1/7.5;跨中梁高1.9m,高跨比1/36.8。
梁底采用二次抛物线线形变化,矢高2.1m。
考虑到桥面较宽(28m),桥梁横截面采用分离式双箱布置形式,两幅单箱通过桥面板连成整体。
每幅单箱截面为单式直腹板箱型截面,底宽7m,顶宽14m。
截面尺寸:顶板厚25cm ,底板厚25cm,近支点处加厚至60cm ,腹板厚40~60cm;悬壁板长度3.5米,半根部厚40cm。
摘要在本设计中,根据地形图和任务书要求,依据现行公路桥梁设计规范提出了两种预应力混凝土连续梁桥、拱桥三种桥型方案。
经过对各种桥型的比选最终选择三跨预应力混凝土连续梁桥为本次的推荐设计桥型方案。
本设计应用Midas软件对预应力混凝土连续梁桥进行结构分析,根据拟定的桥梁尺寸建立桥梁基本模型,对主梁恒载内力和活载内力进行计算,并进行内力组合得到内力包络图。
然后进行预应力钢束估算和预应力损失的计算。
最后对结构进行强度和应力验算以及行车道板的计算。
经过分析验算表明该设计计算方法正确,基本满足要求。
关键词:Midas软件;混凝土连续梁桥;内力;结构分析;验算ABSTRACTIn this design, according to the topography, and project requirements,according to the current highway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward, arch bridge three schemes. structure after the bridge of various final choice of three-span prestressed concrete continuous girder bridge design for this recommendation.This design uses Midas software for prestressed concrete continuous beam bridge structural analysis, building bridges basic model developed based on the size of the bridge, and then to Internal force on the girder dead load and live load force calculated to obtain a combination of internal forces and internal forces envelope. Then calculate estimates prestressed steel beams and prestressed losses. Finally, the calculation of the structure and the strength and stress checking carriageway board. After checking the analysis shows that the design calculations correctly, basically meet the requirements.KEY WORDS:Midas software;concrete continuous girder bridge;Internal forces;Structure analysis;checking computation目录第一章概述 (1)1.1预应力混凝土连续梁桥概述 (1)1.2技术标准 (3)1.3地质状况 (3)1.4采用材料 (3)1.5设计依据 (3)第二章方案比选 (4)2.1构思宗旨 (4)2.2比选标准及设计原则 (4)2.3设计方案 (4)2.4方案比选 (7)2.5方案确定 (8)第三章三跨预应力混凝土连续梁桥总体布置 (9)3.1桥型布置 (9)3.2桥梁截面形式 (9)3.3桥梁下部结构 (12)3.4本桥使用材料 (12)第四章内力计算 (13)4.1全桥结构单元的划分 (13)4.2全桥施工节段划分 (13)4.3主梁恒载内力计算 (15)4.4主梁活载内力计算 (18)4.5内力组合 (21)第五章预应力钢束的估算与布置 (27)5.1钢束估算 (27)5.2预应力钢束布置 (37)5.3预应力损失的计算 (38)第六章强度和应力验算 (47)6.1正截面抗弯承载力验算 (47)6.2斜截面抗剪承载力验算 (50)6.3正截面抗裂验算 (53)6.4斜截面抗裂验算 (56)6.5短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算 (59)第七章行车道板的计算 (67)7.1主梁桥面板按单向板计算 (67)7.2活载内力计算 (67)7.3主梁悬臂板的计算 (68)7.4行车道板的设计内力 (69)7.5桥面板配筋 (69)参考文献 (71)外文原文 (72)外文翻译 (82)致谢 (98)第一章概述1.1预应力混凝土连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。
三跨变高度预应力混凝土连续箱梁施工方案1.项目概况本项目为一座三跨变高度预应力混凝土连续箱梁桥。
桥梁总长为150米,其中主跨为50米,两边副跨各为25米。
变高度构造是为了适应不同桥墩高度的设计要求。
2.施工准备2.1梁场设施搭建:根据材料运输和梁体施工的需要,搭建合适的梁场设施。
设施包括行车道、施工平台、维修平台等。
2.2施工方案优化:根据设计要求和实际情况,对施工方案进行优化。
目标是提高施工效率,确保施工质量。
2.3设备调试:对施工设备进行调试和检查,确保其正常运行。
包括起重机、模板支撑系统等。
3.梁体制作3.1现场预应力混凝土梁体制作:根据设计要求将现场浇筑的混凝土梁体进行预应力处理。
预应力工艺包括张拉、锚固和压浆等步骤。
确保梁体能够承受设计要求的荷载。
3.2梁体预应力缓释:在梁体完成预应力处理后,需要进行一段时间的预应力缓释。
这是为了确保梁体在后续施工中不产生移位或变形。
4.箱梁架设4.1梁体吊装:使用起重机将预制的梁体吊装到合适的位置。
确保梁体的位置和方向准确无误。
4.2梁体间的连接:进行梁体之间的连接,采用螺栓连接或焊接方式,确保连接牢固可靠。
4.3梁体支撑:对梁体进行支撑和临时固定,确保梁体可以承受自身重量和施工荷载。
4.4底板施工:在梁体之间进行底板的浇筑施工,确保底板与梁体之间的结合紧密。
4.5挂篮搭设:在梁体之间搭设挂篮,用于后续的模板支撑和混凝土浇筑等工作。
5.混凝土浇筑5.1模板支撑:在梁体上搭设模板支撑系统,确保模板的平整和牢固。
5.2配送混凝土:采用混凝土泵等设备将混凝土输送到指定位置。
确保混凝土的质量和流动性。
5.3混凝土振捣:使用混凝土振捣器对混凝土进行振捣,以确保混凝土的密实性和均一性。
5.4混凝土养护:进行混凝土的养护,包括湿润、遮阳等措施。
确保混凝土能够充分凝固和硬化。
6.临时支撑拆除6.1底板拆除:在底板充分凝固和硬化后,进行底板的拆除。
6.2梁体支撑拆除:在底板拆除后,进行梁体的支撑拆除。
大跨径连续梁桥三向预应力设计与施工工艺优化研究的开题报告一、研究背景及意义在现代化建设中,大跨径桥梁作为一种复杂的结构形式,已经成为国家重点建设项目的热点之一。
而大跨径连续梁桥则是在大跨径桥梁中应用广泛的一种结构形式,其具有自重轻、结构稳定、施工周期短等优点,被越来越多的国家采用。
然而,大跨径连续梁桥存在着一些困难和挑战。
比如说,由于受到跨度的限制,连续梁桥的跨度数增加时,桥梁自重也会逐渐增加,同时由于膜力效应的存在,连续梁桥的纵向荷载响应较弱,难以满足设计要求。
因此,对于大跨径连续梁桥的设计和施工工艺优化,具有非常重要的意义。
二、研究内容和方法本研究以某大跨径连续梁桥为研究对象,采用三向预应力设计和施工工艺优化的方法,进行以下研究内容的探讨:1. 连续梁桥的受力分析通过受力分析,探讨应力分布,寻找应力集中的原因,了解连续梁桥受力情况。
2. 三向预应力设计通过三向预应力设计,将斜向的应力分量转移到水平方向,优化梁体弯曲和剪切受力情况。
研究不同预应力张拉方案对连续梁桥受力的影响。
3. 施工工艺优化通过施工工艺优化,降低施工难度和施工周期。
研究采用现浇法和预制法的优缺点,最终确定施工工艺。
4. 模型试验通过模型试验,验证设计和施工工艺的可行性。
研究连续梁桥的荷载性能和变形特征。
三、研究目标本研究的主要目标是,通过三向预应力设计和施工工艺优化的方法,对大跨径连续梁桥进行优化,达到以下目标:1. 提高大跨径连续梁桥的整体受力性能;2. 降低大跨径连续梁桥的整体自重;3. 缩短大跨径连续梁桥的施工周期;4. 提高大跨径连续梁桥的经济效益和使用寿命。
四、预期成果本研究的预期成果包括以下方面:1. 掌握大跨径连续梁桥的设计和施工工艺优化方法;2. 建立相应的数值模型,并通过试验验证成果;3. 探究大跨径连续梁桥中存在的问题,为相关研究提供参考;4. 发表学术论文,交流研究成果。
五、研究计划1. 第一年:调研分析大跨径连续梁桥的受力特点;研究三向预应力设计方案,进行有限元模拟分析;研究现浇法和预制法的优缺点,初步确定施工工艺优化方案。
仙村大桥施工仙村大桥通航标准为V (3)级航道,通航水位为洪水重现期10年一遇的水位8.981m。
航道采用单孔通航,航道通航净宽为70m,,上底宽55米,侧高5.5米,净高8米。
仙村大桥主桥宽为32m,两侧各设2nn宽人行道,在两岸各设两双跑楼梯落地,引桥及高架桥桥宽为28米,引桥及高架桥采用后张法预应力砼T形梁。
仙村河两岸为稻田及荔枝林,堤岸标高约10.0米,两岸稻田及荔枝林地面标高6.12~7.35m,区域地质资料:瘦狗岭断裂(区域控制性断裂)在场区的北端通过,场区属东莞断陷盘地。
场区主要出露第四系人工堆积层,冲击层,残积层及上第三系中新统砂岩,基岩顶界标高在2.0~-26.6米。
场地地表分布稻田水及仙村河河水,冲击粗砂层含孔隙水,该砂层分布广,厚度大,结构松散,透水性良好,含水量大,基岩强,中风化层孔隙裂隙发育,含孔隙裂隙水。
1、桩基础施工仙河大桥主桥桩基共24根Ф180cm钻孔灌注嵌岩桩(主墩A15#、A16#各8根,边墩A14#、A17#各4根),桩长最短为10.15m,最长为23.95m,桩身采用C25水下砼。
1.1、水上桩基础施工本桥14#—17#墩桩基础施工都在水上进行,需要搭设施工平台和栈桥。
13#—16#墩位于仙村涌中,根据现场情况可知,河上有船只通过,故栈桥搭设分两段,在15#和16#墩中间保留水道通航,以便船只通过。
第一段栈桥由岸边12#墩桩位置至15#墩桩位置,第二段栈桥由岸边17#墩桩位置至16#墩桩位置。
栈桥和施工平台采用钢管桩、型钢、钢板等架设而成,具体见——。
A15#、A16#墩的16根桩拟安排在11月中至1月初的一个半月内完成,工作量较大,时间很紧,准备安排2台GDJ-1500旋转式钻机,4台JK10(D1800)冲桩钻机同时进驻主桥施工。
A15#、A16#墩的桩基完工后,即将桩机转至A14#、A17#边墩。
桩基础具体施工工艺流程见——主桥水上钻孔桩施工工艺流程图。
三跨预应力连续箱型梁桥设计毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 连续梁桥概述 (1)1.1.2 连续梁桥受力特点 (1)1.2 毕业设计的主要内容 (2)1.3 方案的比选 (2)第2章桥跨总体布置及结构主要尺寸 (3)2.1 桥跨总体布置 (3)2.1.1 设计概述 (3)2.1.2 主要技术指标 (3)2.1.3 材料规格 (5)2.1.4设计规范 (5)2.1.5计算参数及单位约定 (5)2.2 尺寸拟定 (6)2.2.1 变截面箱梁形式 (6)2.2.2 主梁高度 (6)2.2.3 顶底板厚度 (6)2.2.4 腹板厚度 (7)2.2.5 悬臂板布置 (7)2.2.6 箱梁内外承托布置 (7)2.3 主梁分段 (7)2.3.1 节段划分 (7)2.3.2 施工方法 (8)第3章荷载内力计算 (10)3.1 恒载内力计算模型 (10)3.2.1 截面特征计算 (11)3.2.2 恒载计算结果 (13)3.3 附加内力计算 (15)3.3.1 支座沉降对结构内力的影响 (15)3.3.2收缩徐变对结构内力的影响 (19)3.3.3温度对结构内力的影响 (21)3.4活载内力计算 (26)3.4.1横向分布系数的考虑 (27)3.4.2 活载因子的计算 (27)3.4.3 单元影响线计算 (28)3.4.4 汽车荷载 (31)3.4.5 人群荷载 (34)3.5 作用效用组合 (35)3.5.1 按承载能力极限状态进行内力组合 (35)第4章预应力钢束的估算与布置 (39)4.1 力筋估算 (39)4.1.1 计算原理 (39)4.1.2 预应力钢束的估算 (43)4.2 预应力钢束的布置 (48)第5章预应力损失及有效应力的计算 (50)5.1 控制应力及有关参数的确定 (50)5.1.1 控制应力 (50)5.1.2 其他参数 (50)5.2 摩阻损失的计算 (50)5.3 锚具变形、钢束回缩损失的计算 (51)5.4 混凝土的弹性压缩损失的计算 (52)5.5 预应力筋束松弛损失的计算 (52)5.6 混凝土收缩、徐变损失的计算 (53)5.7 预应力损失组合及有效预应力的计算 (53)第6章次内力计算 (56)6.2 收缩次内力 (57)6.3 预应力次内力 (58)6.4 温度次内力 (59)6.5 支座不均匀沉降次内力 (60)第7章截面验算 (63)7.1 内力组合 (63)7.1.1 作用和作用效应 (63)7.1.2 内力组合 (63)7.2 强度验算 (77)7.3 应力计算 (81)7.3.1 正截面混凝土压应力和预应力钢筋的拉应力计算 (81)7.3.2施工应力验算 (84)7.3.3 混凝土主压应力和主拉应力计算 (86)7.4正常使用极限状态计算 (90)7.4.1 抗裂验算 (90)7.5 变形验算 (95)第8 章主要工程数量计算 (97)8.1 混凝土总用量计算 (97)8.1.1 梁体混凝土(50号)用量计算 (97)8.1.2 桥面铺装(20号)混凝土用量计算 (97)8.1.3 人行道(20号)混凝土用量计算 (97)8.2 钢绞线用量计算 (97)8.3 波纹管用量 (97)8.4 锚具总用量计算 (97)结论 (98)参考文献 (99)致谢 (100)附录1 毕业实习报告 (101)第1章绪论1.1 概述1.1.1 连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥体系具有变形小,结构刚度好,行车平顺舒适,伸缩缝少,养护简单,抗震能力强等优点。
大跨径、变截面预应力混凝土连续梁桥的线形控制作者:胡云丰来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2013年第02期摘要:文案以对哈大客运专线金州湾2号特大桥1#悬臂浇筑法上部结构施工控制挠度控制为例,论述了通过利用大型有限元程序建立全桥模型,计算出施工阶段的理论立模标高,提出了如何根据桥梁的结构安全和最终线型来确定立模标高,以及在施工中快速有效地确定和预计下一块段的立模标高,对施工有一定的指导意义。
关键词:连续梁标高线形控制1 工程概述金州湾2号特大桥1#连续梁为(45+3x70+45)m五跨预应力连续箱梁,梁长300m,为三向预应力体系。
桥梁计算跨径为(45+3x70+45)m,梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。
梁体变高段按二次抛物线Y=4.5+X2/341.333m变化。
连续梁采用单箱单室变截面变高度结构。
箱梁顶宽11.75m,箱梁底宽6.4m,顶板厚度45cm,底板厚度42至100cm,按直线变化,顶板悬臂板全桥厚度不变。
2 线形控制2.1 必要性通过多跨钢筋混凝土预应力连续梁对高次超静定桥跨结构进行处理,其成桥的梁部理想的几何线型与合理的内力状态依赖于科学合理的施工方法,还受设计的影响。
通过施工过程中在建筑时进行控制或者利用调整主梁标高的方式获得预先设计的几何线型,这是进行连续梁桥施工时的关键所在。
施工中可能出现的各种情况尽管在设计时已经进行了考虑,但是在施工过程中由于出现的事先难以精确估计和预料的诸多(如结构自重、混凝土收缩徐变系数、材料的弹性模量、施工荷载、温度影响等)的随机影响因素,以及施工过程中,由于施工方式和仪器测量等方面都会产生误差,使得实际结构的理论设计值与实际测量值之间难以完全保持一致,导致两者之间存在一定的偏差。
在施工过程中由于某些偏差(如主梁的竖向挠度误差)具有累加的特性,此时,如果不及时有效地对误差进行调整,随着工程的进展,梁的悬臂长度逐渐增加,导致主梁的实际标高与设计值会出现明显的偏离,影响成桥的线形,造成合龙困难。
预制箱梁因其经济性、安全、美观等特点,在全国得到广泛使用,使用效果也非常好。
中小跨径桥梁实际运营汽车荷载超越现行规范汽车荷载标准的问题突出,大跨径桥梁的实际运营汽车荷载与规范汽车标准的适应性相对较好。
本文介绍预制预应力混凝土箱梁设计及施工关键技术问题。
设计、施工中存在的主要问题1 我国现役桥梁存在耐久性不足问题2 横隔板的设置问题3 矩钢束采用扁锚问题负弯矩钢束采用扁型波纹管时容易出现漏浆堵塞管道,影响穿束,且压浆很难保证饱满,影响结构耐久性。
4 负弯矩波纹管在支点附近与支点加强粗钢筋在同一竖直面上,存在干扰。
5 梁端钢束张拉锚具与底板粗钢筋干挠。
6 底板钢束在支点附近与箍筋干挠问题。
7 支座承载力06版《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》减少了圆形支座型号,原来是25mm 一级,现在是50mm一级,同样尺寸的支座承载力减少较多。
按现行标准,所需支座型号需增加5~10cm,导致梁底截面较为紧张,大跨径时不得不改用矩形橡胶支座或盆式支座。
8 扁波纹管纵向连接问题曲线上桥梁,邻近孔横坡存在变化,如两孔预制梁横坡不一致,两波纹管位置会有错台。
9 底板偶有纵向裂缝:主要在箱梁中央部位,裂缝呈断续或连续状,一般贯穿箱梁底板,缝宽在0.1㎜—0.25㎜之间。
10 偶有湿接缝纵向裂缝预制箱梁设计及计算要点一、主要技术标准:1、汽车等级:公路-Ⅰ级;2、设计安全等级:一级,桥梁结构的重要性系数取1.1;3、环境类别:Ⅰ类(一般环境);4、环境作用等级:B级。
二、结构体系20、25、30、35、40m箱梁采用先简支后桥面连续体系;35m、40m箱梁采用先简支后结构连续体系;30m以下跨径简支箱梁经济性较为明显,所以采用简支结构;35m、40m箱梁简支与连续造价相当,提供两种选择。
预制梁顶板设计成2%的横坡,底板设计成平坡,边梁顶宽按2.85m设计,中梁顶宽按2.4m设计,底宽均设计成1m。
悬臂设0.2m的等直段,便于调整曲线桥的弓弦差。
三跨变截面连续箱梁桥施工控制方案简述摘要:变截面连续箱梁桥作为一种在公路、城市、铁路桥梁中最常用的桥梁结构之一,其施工控制在多年的建施过程中也日趋完善。
通过以典型三跨变截面连续箱梁桥为例,对该桥型的施工控制进行分析与总结。
关键词:变截面;连续梁桥;施工控制;方法1 工程概述宿州市冰雪大桥主桥上部为40m+70m+40m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁,桥宽40.0m,由左、右幅分离的两个单箱双室箱形截面组成。
箱梁根部梁高3.8m,高跨比为1/18.42;跨中梁高为2.0m,高跨比为1/35。
箱梁横截面为单箱双室斜腹板,边腹板斜率为1:3.5,箱梁顶板宽19.75m,底宽为9.921~10.95m,箱梁顶、底板保持平行。
箱梁高度从距墩中心2.0m处到跨中按二次抛物线变化,除墩顶0号块设厚200cm的横隔板及边跨端部设厚110cm的横隔板外,其余部位均不设横隔板。
2 施工监控概述桥梁施工监控的目的任务。
根据最新颁布的公路桥涵设计规范进行结构验算。
对施工方案模拟分析,对其可行性做出评价,并提出合理建议。
实时监测结构的应力、温度、几何状态,提供安全预警。
提出施工调整值,确保结构应力、线形符合设计要求。
协助各方对工程建设提出合理建议。
施工监控成果可为桥梁交竣工验收提供重要依据。
施工监控信息可反应结构从施工到使用阶段的全过程信息,是后期结构管理、维护、评估的重要“指纹”。
长期稳定可靠的测试传感器也可作为长期健康监测的设备,为养护维修建立科学档案。
验证桥梁结构设计与施工分析理论,积累一线科学数据。
以冰雪大桥的两阶段施工图设计图纸以及先关的技术规范作为依据,在施工前期进行建模分析。
该桥分别采用桥梁博士和midas civil软件对桥梁施工过程予以模拟分析。
施工过程中采用“施工→量测→识别→预测→调整→预告→施工”的循环过程。
对施工资料数据进行采集、分析、预测,指导施工正确有效的进行。
3 施工监测系统施工检测系统包括了几何、应力、温度、荷载以及其他监测等方面内容。