预应力混凝土T形钢构桥施工方法

大跨度预应力混凝土刚构桥施工研究摘要：本文分别采用屈曲理论和压溃理论，利用三维非线性数字模型，研究了悬臂施工阶段大跨度预应力混凝土刚构桥的非线性稳定行为，探讨了同类桥梁悬臂施工阶段的稳定性，得出了一些有益的结论。

关键词：刚构桥；悬臂施工；稳定性；研究中图分类号：tu378 文献标识码：a一、引言大跨度预应力混凝土t形刚构桥是高等级公路建设中常用的桥梁形式之一。

悬臂施工法是建造这类桥梁最为经济、高效的施工方法。

为了能有效地减小因温度变化、混凝土收缩、徐变以及地震力对结构的不利影响，这类桥梁的桥墩通常都设计成柔性构件，因而其稳定问题不容忽视，尤其是在悬臂施工阶段，桥墩的稳定问题显得更为突出，一则是由于相对于设计成桥状态，施工过程中的结构尚处于不完整状态，边界约束薄弱，尤其是合龙前的单t刚构仅墩底处有约束；二则是由于混凝土强度尚未达到设计值，结构的承载能力低于成桥后的设计水平。

结构的失稳破坏是结构内部抗力的突然崩溃，国内外曾有不少桥梁因稳定计算不当或稳定性储备不够，在施工阶段发生失稳而导致灾难性后果。

由于桥梁结构施工阶段稳定性分析的复杂性，使其稳定分析问题尚未得到满意解决。

大跨度预应力混凝土刚构桥悬臂施工阶段的稳定性分析，除了要考虑材料非线性和几何非线性外，还要考虑混凝土的开裂以及初始缺陷等因素的影响，这就更增加了解决其稳定问题的难度。

本文以某特大预应力混凝土组合式t形刚构桥为分析对象，研究同类桥梁悬臂施工过程中的非线性稳定行为，进而探讨大跨度预应力混凝土刚构桥悬臂施工过程中的稳定性问题。

二、桥梁结构型式及施工概况（一）结构型式某特大预应力混凝土t形刚构桥全长855m，跨径组合为（88+5×136+78）m，全桥布置见图1。

梁体采用预应力混凝土变截面刚构连续箱梁。

桥墩为矩形薄壁空心墩，其中：l号、2号、5号墩为等截面薄壁箱形墩；3号、4号墩为变截面薄壁箱形墩。

除l号、5号墩及6号基础顶设置支座外，其余桥墩均在墩顶与主梁固结。

刚构桥施工组织.1 桥梁工程1.1.1 总体施工方案1.1.1.1 混凝土、模板、钢筋、钢绞线施工本桥所有结构部位混凝土均采用搅拌站集中搅拌，混凝土运输车运输。

下部构造施工混凝土采用输送泵输送入模，T型梁预制混凝土用龙门架和吊斗灌注。

除T梁底模采用水磨石台面外，其余所有用于外露部位的模板都采用定型钢模板，隐蔽部份采用每块不小于2m2的钢模板组拼。

为保证钢筋下料精度，本工程所有钢筋采用集中加工制作，再将半成品运输至现场使用。

挖孔桩钢筋在孔口接长。

1.1.1.2 下部构造本合同段共设特大桥2座、大桥3座、支线上跨分离立交1座、立交小桥1座。

除玉屏舞阳河特大桥主跨为150m钢筋混凝土箱形拱、拱上设钢筋混凝土排架外，其它部位和其它单位工程的下部构造均为桩柱式墩、重力式U型桥台，结构形式较简单。

但因本合同段地形比较复杂，一部分墩台位于较陡的山坡上，对施工组织和场地布置造成一定的影响。

基础形式为明挖扩大基础(桥台)和钻孔灌注桩基础(桥墩)、挖孔灌注桩基础三种，水中墩数量不大。

明挖扩大基础在机械挖除表层浮土后采取爆破法开挖，挖掘机装渣，汽车外运弃渣。

爆破开挖时，在基底预留30cm人工清凿。

基坑开挖采取上部斜坡式、下部入岩部分垂直坑壁式。

钻孔灌注桩基础采用回转钻机按照反循环施工工艺组织施工。

施工前，平整好作业场地，并按照设计数据使用全站仪按座标法精确放样桩位。

钻孔桩的入岩深度按照设计要求并结合现场实钻过程中的地层揭露情况确定，有较大变化时及时向监理工程师及设计部门通报情况，并按设计及监理的要求调整施工。

挖孔桩开挖前详细考察当地地理环境，气候条件，地质水文状况，确定开挖实施性组织方案，备足抽水和通风设备，及时排除洞内积水，并加强通风管理。

在施工时，以少雨季节为契机，突击挖孔桩施工，同时无水基础可平行展开施工。

挖孔桩采取护壁开挖，采用内齿式护壁形式，分段开挖，分段护壁。

发现溶洞时，先行用风枪打眼对其洞内储水量进行探测，避免发生突然的涌水事故。

同里镇永和桥结构设计摘要本设计为同里镇永河桥，桥梁全长608m，桥面全宽为净12. 5m+2×0.5m防撞墙,设计荷载为公路I级，上部结构采用3联7⨯30m+6⨯30+7⨯30m，先简支后桥面连续。

横桥向为6片主梁，下部结构采用双柱式桥墩、桩基础及扩大基础，0号桥台采用桩柱式桥台，20号桥台采用肋板式桥台桩基础。

本桥在0、20号桥台处设仿毛勒80伸缩缝，在7、13号桥墩处设毛勒160伸缩缝。

支座采用板式橡胶支座。

桥面铺装上层采用7cm 厚度的沥青混凝土，下层采用2-27cm防水混凝土。

桥面纵坡采用双向纵坡形式，坡度为1.5%，桥面采用单向横坡，坡度为2%，泄水管对称布置，间距12m。

本桥共进行了三部分的内容设计，第一部分绪论介绍了设计的一些基本资料，第二部分上部结构设计，设计了上部结构平、纵、横断面形式，初拟了T梁横隔梁的截面尺寸，计算了荷载横向分布系数及主梁内力，进行了配筋设计和结构的验算。

最后进行了行车道板内力计算，横隔梁计算。

第三部分为下部结构设计，确定了桥墩、基础的形式，拟定了相应的结构尺寸并计算桩长。

通过以上设计，表明桥梁各部分结构是合理的，经过验算后，均能满足设计要求，符合设计规范。

关键词：预应力T梁；双柱式桥墩；钻孔灌注桩；沥青混凝土The Structure Design of YongheBridge in TongliAbstractThe design of the bridge called the Bridge of Changda,locating at Hubei,whose total longth is 608metres.The clearance of bridge floor is net 12.5+2×0.5m.The truck load is Road-I.The suppersture of brigde is 30m prestressed concrete simply supported T beams with six pieces in transeverse.The substructure of bridge is double-column pier, riblled piate abutment abutment and pile foundation.Two expansion joins are situated and rubbery bearings are set up.Exceeded 90-340mm asphalt concrete are used in bridge deck pavement.Profile grade of bridge floor is amphicheiral of 1.5% and transverse grade is 2%.The main contents of this design are as follows:Firstly,introducing some foundamental documents for this design.Secondly,carring out superstructure design to draw up the sectional type in longitudinal and transverse.At the same time,the dimension of T beam,load distribution coefficient in transverse and internal force are all determinated,from which the strands estimiuation are designd and construction checking computation is carried out. Finally, a lane slabs calculation, and calculation of diaphragm beams.Thirdly,carring out substructure design.Such as;the determination of pier,abutment and foundation types,relative dimentioning and examination of bearing capacity on the bottom of foundation. By this design, shows the structure of the bridge is reasonable, after checking, can meet the design requirements, meet the design standards.Keywords：Prestressed T beams;Double shaft pier ; pile foundation ; Asphalt Concre te1 绪论 (1)1.1选题的背景目的和意义 (1)1.2国内外的研究状况 (1)1.3工程概况 (2)1.3.1地理位置 (2)1.3.2地质情况 (2)1.3.3设计标准 (2)1.4方案比选 (3)2 上部结构 (5)2.1 上部结构尺寸拟定 (5)2.2 主梁作用效应计算 (5)2.2.1 永久作用集度 (7)2.2.2 可变作用效应计算 (10)2.2.3 主梁作用效应组合 (17)2.3 预应力钢束的估算及其布置 (18)2.3.1 跨中截面钢束的估算和确定 (18)2.3.2 预应力钢束布置 (20)2.4 钢束预应力损失计算 (25)2.4.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (26)2.4.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失 (26)2.4.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (27)2.4.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失 (28)2.4.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (30)2.4.6 成桥后混凝土弹性压缩引起的预应力损失 (31)2.4.7 预加力计算及钢束预应力损失汇总 (33)2.5 主梁截面承载力与应力验算 (38)2.5.1 持久状态承载能力极限状态承载力验算 (38)2.5.2 持久状况正常使用极限状态抗裂验算 (43)2.5.3 持久状况构件的应力验算 (45)2.6 横隔梁计算 (49)2.6.1 计算荷载 (49)2.6.2内力组合 (52)2.6.3 验算截面的抗弯承载力 (54)2.6.4 横隔梁的剪力效应计算及配筋设计 (54)2.7 行车道板计算 (55)2.7.1 悬臂板荷载效应计算 (55)2.7.2 连续板荷载效应计算 (57)2.7.3 截面设计、配筋与承载力验算 (62)2.8支座计算 (64)2.8.1 支座平面尺寸确定 (64)2.8.2 确定支座厚度 (64)2.8.3 支座偏转验算 (65)2.8.4 验算支座抗滑稳定性 (66)3 下部结构设计 (67)3.1 盖梁设计 (67)3.1.1盖梁平面尺寸的拟定： (67)3.2 盖梁计算 (71)3.2.1 荷载计算 (71)3.3 内力计算 (79)3.4截面配筋设计与承载力校核 (79)3.5 桥墩墩柱设计 (82)3.5.1 荷载计算 (82)3.5.2 截面配筋计算及应力验算 (84)3.6 钻孔桩计算 (88)3.6.1 荷载计算 (88)3.6.2 桩长计算 (90)3.6.3 桩的内力计算（m法） (91)3.6.4 墩顶纵向水平位移验算 (95)结论 (98)致谢 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

摘要本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定进行方案比选和设计的。

本桥共一跨，标准跨径长为24m,对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，本论文提出三种不同的桥型方案进行比较和选择：方案一为预应力混凝土简支梁桥，方案二为斜腿刚构桥。

方案三是预应力混凝土T形刚构桥，经由以上的八字原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土简支梁桥为推荐方案。

在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用工程中恒载以及活载的作用利，采用整体的体积以及自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。

运用杠杆原理法、偏心压力法求出活载横向分布系数，并运用最大荷载法法进行活载的加载。

进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。

本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机编档、排版，打印出图及论文。

还有，翻译了一篇英文短文“Bridges”。

关键词：桥梁设计、预应力混凝土、简支梁桥、上部结构、AutoCAD。

AbstractThis is a partial struct design of a flyover crossing that is over the railway in , according to designing assignment and the standard of road and bridge. The total of a bridge span, standard span length of the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides three different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete continuous bridge; the second one is slant leggedrigid frame brige; the last one is Prestressed concrete t-shaped rigid frame bridge. After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected.In the design, the calculation of bridge upper structure bridge is analyzed emphatically in the use of engineering zhongheng load and live load effect, the overall volume and weight coefficient, load set the calculation of internal force of dead load. Using the lever principl method, eccentric-pressed method live load transverse distribution coefficient, and using the method of maximum load method for load live load. The beam reinforcement calculation, estimate the various loss of prestress steel strand, prestressed stage and using stage of main girder section and the strength and deformation calculation of anchorage zones and local strength calculation and the calculation of the deflection.This design all design drawings using cad drawing, filing, computer typesetting, figure and print out the papers. Also, an essay in English translation "Bridges".Keywords: Bridge design, the prestressed concrete beam bridge, the upper structure, AutoCAD.目录第一章 结构方案设计比选 (2)比选 .............................................................. 2 ................................................................... 2 ................................................................... 2 结论: . (4)第二章 桥梁上部结构设计 (5)................................................................... 5 . (8)第三章 主梁内力计算 ................................. 错误!未定义书签。

第十章一、填空题1、预应力混凝土连续梁内的预应力筋的布置方式有（）、（）、（）和（）四种。

直线形预应力筋；局部预应力筋建立结构的连续性；曲线形预应力筋；整根曲线形通束锚固于梁端2、刚架拱桥的主梁依纵向变化可做成（）、（）和（）三种形式。

等截面、等高变截面、变高度3、刚架拱桥的变高度主梁的底缘形状可以是（）、（）和（）等形式。

曲线形、折线形、曲线加直线形4、刚架拱桥的支柱有（）和（）两种；支柱截面可做成（）、（）和（）等形式。

薄臂式；立柱式；实体矩形；I字形；箱形5、预应力混凝土斜拉桥是一个由（）、（）和（）三个基本构件组成的结构。

主梁；斜拉索；索塔6、斜拉桥根据主梁、斜拉索、索塔三者之间相互的结合方式组成（）、（）、（）和（）四种不同的结构体系漂浮体系；支承体系；塔梁固结体系；刚构体系7、斜拉桥的塔柱形式从立面上看有（）、（）和（）三种形式。

独柱形；A形；倒Y形8、斜拉桥的斜索有（）、（）、（）和（）四种形式。

辐射式；竖琴式；扇式；星式9、斜拉桥的缆索在横截面上的布置有（）、（）、（）和（）四种形式。

竖直双平面索；倾斜双平面索；单平面索；斜索竖直平面偏离桥中线的布置二、名词解释1、连续梁桥：是指承重结构不间断地连续跨越几个桥孔而形成超静定的结构。

特点是：桥墩顶面需设置一排支座，梁与梁之间未被伸缩缝断开，行车性能好，但只能采用悬臂方法施工。

2、悬臂梁桥：这种桥梁的主体是长度超出跨径的悬臂结构。

特点是：静定结构，但行车性能差。

3、斜拉桥：又称斜张桥，是将桥面用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。

4、拉索：是把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部材。

斜拉桥的拉索材料通常为钢索，其形式按其组成方法而不同，可由平行钢丝，平行钢缆，单根钢缆，钢丝绳，封闭式钢索或实体钢筋组成。

混凝土梁（板）桥施工工艺1.混凝土梁（板）桥施工1）混凝土梁（板）桥支架浇筑施工混凝土梁（板）桥支架浇筑施工是一种古老的施工方法，是指在桥孔位置搭设支架，并在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，预留孔道，并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法。

（1）模板、支架制作与安装。

支架浇筑混凝土施工，首先应在桥孔位置搭设支架，以承受模板、浇筑的钢筋混凝土以及其他施工荷载。

支架的地基承载力应符合要求，必要时，应采取加强处理或其他措施。

模板、支架制作与安装时，其构件的连接应尽量紧密，以减小支架变形，使沉降量符合预计数值。

为保证支架稳定，应防止支架与脚手架和便桥等接触。

为防止跑浆现象，模板的接缝必须密合，如有缝隙，应及时采取处理措施，将其塞堵严密。

对于建筑物外露面的模板应刨光并涂以石灰乳浆、肥皂水或润滑油等润滑剂。

安装支架时，应根据梁体和支架的弹性、非弹性变形，设置预拱度，支架底部还应设良好的排水措施，不得被水浸泡。

（2）混凝土浇筑。

支架上浇筑混凝土时，无论采用哪种方法都应尽量减小模板和支架产生的平移、扭转、下沉等变形。

支架上浇筑混凝土多采用水平分层浇筑、斜层浇筑和单元浇筑。

①水平分层浇筑。

采用水平分层浇筑法施工时，分层的厚度应根据振捣器的能力而定，一般为0.15～0.3m。

②斜层浇筑。

斜层法浇筑混凝土应从主梁两端对称向跨中进行，并在跨中合龙。

当采用梁式支架、支点不设在跨中时，应在支架下沉量大的位置先浇筑混凝土，使应该发生的支架变形及早完成。

采用斜层浇筑时，混凝土的倾斜角与混凝土的流动性有关，一般为20°～25°。

③单元浇筑。

每个单元的纵横梁可沿其长度方向采用水平分层浇筑、斜层浇筑，在纵梁间的横梁上设置工作缝，并在纵横梁浇筑完成后填缝连接。

对于桥面板的浇筑可沿桥全宽一次完成，不设工作缝。

但对于桥面板的浇筑应在纵横梁间设置水平工作缝。

2）混凝土梁（板）桥悬臂浇筑施工悬臂浇筑施工适用于混凝土箱形连续梁桥、T形刚构桥、变截面箱形梁桥等。