客运专线56m预应力混凝土双线简支箱梁设计
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关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析【摘要】桥梁作为公路的重要组成部分之一,在工程项目中,设计方案的合理性与规划指标的正确性是衡量整个道路工程施工质量、成本控制和使用功能的关键。
本文就预应力混凝土简支箱梁桥设计要点分析,结合工程实例进行了全面的探讨和阐述。
【关键词】桥梁;预应力混凝土;简支箱梁桥伴随着时间的不断推移,国民经济发展不断加快,各类交通荷载也在逐年增加。
我国现有运营的早期设计修建的预应力混凝土桥梁和钢筋混凝土桥梁,受到过去国情、经济水平和人类认识水平的限制,在投入使用之后经常出现无法满足使用要求,出现了较为严重的裂缝、耐久性不足等重要问题,同时桥梁老化、陈旧和荷载能力不足的现象也日益凸显。
结合现有工程中存在的这些问题,我们在工作中应当注重对混凝土简支箱梁桥设计的相关重点探讨,结合先进科学技术水平合理提高设计方法和观念,进而确保工程项目的质量和耐久性,提高工程效益。
1、工程概况本工程项目位于某高速公路中段,桥梁在建设中总体长度为35m,桥面宽9.5m。
在设计的过程中是对桥梁采用c40的混凝土进行施工的,而桥栏杆和桥面在铺设中是通过采用c20的混凝土。
预应力在控制和设计中分别采用的是astm270级1524的底松弛钢绞线,在这设计过程中钢绞线的选择为12mm和r235的热轧光圈钢筋。
在桥梁桥面施工的过程中是采用5cm厚的c20钢筋混凝土进行铺设和施工的,而最后又铺设了5cm厚的沥青混凝土。
在设计的过程中,对桥梁的等级和应力化进行计算和分配,桥梁等级设置为1级,而汽车等相关荷载要求为3.535kn/m2,梯度温度引起的效按照t1=20℃,t2=6.7℃进行考虑。
这种设计方法和手段的应用有效的确保了桥梁的使用寿命和耐久性。
2、桥梁总体设计在桥梁设计的过程中,应当以安全、经济、实用、美观和环保为基础原则进行总体规划,以可持续发展和功能的良好发挥为最终目标进行全面设计。
在桥梁设计的过程中,其设计方案的选择要具备相应的合理性,并且对其中存在的相关环节要严肃处理,要做到在设计中毫厘不差的设计要求。
高速铁路多跨56 m简支箱梁桥的施工方案优化摘要以新建银西(银川—西安)高铁56 m简支梁为背景,介绍了大跨度简支梁的施工方法及主要特征。
采用节段预制及支架现浇2种施工方法,分别制定56 m简支箱梁具体的施工方案。
基于桥梁施工方案的优选原则,对比分析了2种施工方案的工程数量及工期;通过引入技术风险、质量保障难度、安全风险度等新的概念,定量对比分析了2种施工方案的质量保障难度和施工安全风险度。
结果表明:支架现浇施工方案在工程数量及工期方面均明显优于预制拼装施工方案。
支架现浇方案的安全风险度为0.75,低于预制拼装施工的1.00。
考虑到工期方面优势巨大,同时可避开冬季施工,质量可控,支架现浇被选定为56 m简支箱梁的施工优选方案。
关键词高铁桥梁;56 m简支梁;桥梁施工;技术风险;风险评估;节段预制;支架现浇在高速铁路建设实践中,跨度适中的简支梁由于对地基沉降要求相对较低、受力简单、维护方便等优点被铁路桥梁广泛采用。
箱梁具有抗扭性能好、纵横向刚度大、整体稳定性好等优点,现在已经普遍采用。
在目前的高速铁路桥梁中,简支箱梁大部分采用20,24,32,40,56,64 m等几种跨度[1]。
但是在跨越深谷、通航江河、少占耕地时出于施工可行性、经济比选及通航的考虑,小跨度已经不能满足要求,大跨度的简支梁越来越多被运用于铁路桥梁中。
目前大量简支梁结构采用沿线梁场预制、运梁车运输和架桥机架设的施工模式,少量简支梁采用移动模架、膺架法桥位灌筑法施工。
桥梁施工方法的选择,受设计、机械设备、工程造价、组织管理等多方面影响。
不同施工方式必须因地制宜,才能保证成本与效益的最优。
因此,本文结合新建银西高铁银川机场黄河特大桥引桥56 m简支梁桥的施工,采取合理的施工方案优化方式,科学制定最优施工方案,在保障工程质量、安全和环保等要求的基础上,进一步缩短施工工期,避免冬季施工,节约投资成本,可为银吴客专按期开通奠定坚实基础。
1 大跨度简支梁的施工方法及主要特征随着预应力混凝土的应用、桥梁类型与跨径的增加以及构件生产的预制化等,桥梁上部结构施工方法有了较大的进步和发展,形成了多种多样的施工方法。
56米胶接拼装简支箱梁施工线形控制西成客运专线陕西有限责任公司武召奇摘要:本文以漠谷河2号桥为例,从台座施工、节段预制、节段架设三个施工阶段详细介绍了简支箱梁线性控制方法,并以完成张拉后一个月的挠度测量结果为例,验证了该线形控制方法的有效性,有一定的推广价值。
关键词:胶接;拼装;线形;控制1工程概况漠谷河2号特大桥桥位处地形起伏,乡村道路密集,交通极为便利。
工点位于渭北黄土台嫄及沟壑区,地形起伏,地面高程一般为764~820m,相对高差小于56m。
漠河谷2号特大桥中心里程DK84+ 350,桥梁全长1605.22m,孔跨结构为l-32m简支箱+97+2xl80+97m 连续钢构+15-56m节段预制胶结拼装简支箱梁+5-32m简支箱梁,有祚轨道。
15-56m节段预制胶接拼装简支箱梁,分布于5#桥墩至20#桥墩。
采用单箱、单室等高度预应力混凝土简支箱梁。
梁顶宽12.6m,底宽6.7m,箱梁端部支点位置横向支座间距5.2m,梁高5.1m。
跨中截面底板厚35cm,腹板厚52cm,顶板厚40cm0梁顶横向设2%的排水坡。
56m简支箱梁节段采用长线法预制,计算跨径53.8m,采用节段预制拼装法施工。
每跨箱梁奇数分块,对称布置,共分为13个梁段,12个接缝(见图1)。
全桥共计195个预制节段,两端采用2.7m调整节,共计30节;中间设4.6m标准节,共计165节。
其中1#梁段重186t,2#梁段189t,3#梁段153t,4#梁段155t,5#梁段155t,6#梁段153t,7#梁段153t o图1接缝面剪力键按密键形式布置,剪力键采用梯形,键顶宽5cm,键根部宽15cm,键高5cm,接缝采用无溶剂型双组分触变性桥梁专用环氧粘结剂,在移动支架造桥机上整孔组拼,整孔张拉预应力施工。
2总体制、架梁方案本工程采用长短线法相结合的施工方案,1#节段和13#节段采用短线法预制,2#~12#节段采用长线法预制。
预制时先在短线台座上预制1#、13#节段,成品后将1扒13#节段吊入长线台座,用三维调节小车精确就位,然后匹配预制2#~12#节段。
「预应力混凝土简支小箱梁桥设计」预应力混凝土简支小箱梁桥是一种常见的桥梁结构,具有结构简单、施工方便、经济高效等优点。
本文将详细介绍预应力混凝土简支小箱梁桥的设计内容,包括桥梁的布置、荷载计算、截面设计等方面的内容。
首先,预应力混凝土简支小箱梁桥的设计需要根据具体的工程条件和要求进行桥梁布置的确定。
一般而言,桥梁的位置应选择在河流或道路的垂直线上,且保证桥梁两端的主跨与辅跨的比值在1.5~2之间。
桥墩的高度和位置应根据地形条件和水流情况进行确定,同时要考虑桥墩的航道通行能力和洪水的安全要求。
接下来是荷载计算。
荷载计算是预应力混凝土简支小箱梁桥设计的基础,需要综合考虑标准荷载和特殊荷载的作用。
标准荷载包括活载和恒载,例如交通载荷、行人载荷、道路维护车辆等;特殊荷载包括温度荷载、风荷载、地震荷载等。
在荷载计算中,应根据桥梁规范的要求进行动力系数和荷载车型的选取,并合理考虑各种荷载的组合。
在桥梁的截面设计中,需要确定箱梁的净高、净宽、壁厚等。
净高的确定应满足桥梁的承载力、挠曲和剪切等要求,一般可根据经验公式进行初步估算,再根据受拉区钢筋的计算结果进行优化。
净宽的确定应考虑横向强度、波动弯曲、回弹和带宽等要求,需要进行横向强度的校核。
壁厚的确定应满足截面剪切抗力、抗弯抗剪计算要求,一般采用经验公式进行初步估算,再根据具体的计算结果进行调整。
此外,预应力混凝土简支小箱梁桥的设计还需要进行施工过程中的内力、挠度和碰撞等检查。
在施工过程中,应进行各个构件的施工序列和施工方法的确定,考虑各个工况的组合。
钢筋的预应力力值和拉杆的布置应满足受拉区的强度和刚度要求。
在完成施工过程的检查后,还需要进行验收,确保桥梁满足设计要求。
总之,预应力混凝土简支小箱梁桥的设计包括桥梁的布置、荷载计算、截面设计和构件施工等方面的内容。
设计过程中需要综合考虑结构的安全、经济和实用性要求,并按照相关规范和规程进行设计和验收。
通过科学合理的设计,可以保证预应力混凝土简支小箱梁桥的安全稳定和使用寿命。
设计说明一、概述本册图纸为吴岳村大桥梁部设计图,设计为一孔LP=56m简支系杆拱桥施工图。
二、适用范围与适用环境(一)适用范围:适用于旅客列车设计行车速度160km/h、货物列车设计速度小于或等于120km/h (转8A货车,设计速度小于或等于80km/h)客货共线单线铁路。
桥平面位于直线上。
(二)适用环境:一般大气条件下无防护措施的地面结构,环境类别为碳化T1、T2级。
三、设计依据1、《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)。
2、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005)。
3、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)。
4、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号、铁建设[2007]140号)。
5、《铁路架桥机架梁暂行规程》(铁建设[2006]181号)。
6、《铁路桥涵社工规范》(TB10203-2002)。
7、《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)。
8、《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98)。
9、《铁路钢桥保护涂装》(TB/T1527-2004)。
四、设计原则(一)设计速度:客车160km/h、货车120km/h(转8A货车为80km/h)。
(二)设计荷载:1、恒载:结构自重按《铁路桥涵设计基本规范》采用,二期恒载包括线路设备、道渣、电缆槽、挡渣块及人行道栏杆等,按80KN/m计算。
2、设计活载:列车活载为中-活载,并考虑列车的竖向动力作用;其它活载如人行道活载、离心力、横向摇摆力均按相关规范计算。
3、附加力:(1)风力:按《铁路桥涵设计基本规范》第4.4.1条计算。
(2)温度恒载:结构沿截面均匀温度变化产生的内力按结构升降温20℃计算,结构非均匀温度变化:主梁顶板按升温8℃计算,主梁与拱肋、吊杆之间的温差分别按5℃、10℃计算。
(3)、脱轨荷载按《铁路桥涵设计基本规范》第4.3.11条计算。
目录1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3技术要求 (2)4主要试验方法 (9)5检验规则 (10)6标志与制造技术证明书 (15)7保管及运输 (16)8预制梁架设 (17)9预制梁的保修期 (17)附录A (18)编制说明 (22)1.范围本技术条件规定了新建客运专线预应力混凝土预制梁的技术要求、主要试验方法、检验规则、标志与制造技术证明书、保管、运输、预制梁架设及预制梁保修期等内容。
本技术条件适用于新建客运专线单线、双线及多线道碴桥面的先张法、后张法预应力混凝土预制简支梁及先简支后连续的预制简支结构(以下统称预制梁),现浇梁?无碴桥面预制梁可参考应用。
2.规范性引用文件下列标准及设计规范、规程包含的条文,通过在本技术条件中引用而构成为本技术条件的条文。
在本技术条件颁布时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本技术条件的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
铁建设[2003]13号京沪高速铁路设计暂行规定客运专线高性能混凝土暂行技术条件客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件客运专线桥梁伸缩装置暂行技术条件TB10002.1-99 2005铁路桥涵设计基本规范TB10002.3-99 2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10203-2002 铁路桥涵施工规范TB10210-2001 铁路混凝土与砌体工程施工规范TB10424-2003 铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准TB10415-2003 铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10425-1994 铁路混凝土强度检验评定标准TB/T2965-1999 铁路混凝土桥梁桥面TQF-I型防水层技术条件TB/T3054-2002 铁路混凝土工程预防碱-骨料反应技术条件TB/T2922.3-1998 铁路混凝土用骨料碱活性试验方法砂浆棒法TB/T2922.4-1998 铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩石柱法TB/T2922.5-2002 铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法TB/T2092-2003 预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准GB/T18736-2002 高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T18046-2008 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿碴GB175-2007 通用硅酸盐水泥GB1596-2005 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB8076-1997 混凝土外加剂GB/T50080-2002 普通混凝土拌和物性能试验方法标准GB/T50081-2002 普通混凝土力学性能试验方法标准GBJ82-85 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法ASTM C1202-97 混凝土氯离子渗透电量快速测定方法GB1499.2-2007 钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋GB1499.1-2007 钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋GB/T701-1997 低碳钢热轧圆盘条GB/T5224-2003 预应力混凝土用钢绞线GB/T14370-2000 预应力筋用锚具、夹具和连接器TB/T3193-2008 铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件GB/T18244-2000 建筑防水材料老化试验方法GB/T2791-1995 胶粘剂T剥离强度试验方法GB/T16777-1997 建筑防水涂料试验方法GB/T19250-2003 聚氨酯防水涂料JGJ63-2006 混凝土用水标准JGJ52-2006 普通混凝土用砂石质量标准及检验方法JG/T3013-1994 预应力混凝土金属螺旋管JGJ/T10-1995混凝土泵送施工技术规程JC840-1999 自粘橡胶防水卷材GB/T10002.3-1996 埋地排污、废水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材TB/T3192-2008 铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件科技基函[2005]101号客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件3.技术要求预制梁应按经有关部门批准的图纸及本技术条件制造。
客运专线无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁施工特点及建议客运专线无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁施工特点及建议1. 简介•客运专线无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁是一种常见且重要的铁路桥梁结构。
•本文将重点讨论它的施工特点以及相关的建议。
2. 施工特点预应力混凝土简支箱梁的特点•预应力混凝土简支箱梁具有高强度和耐久性。
•采用无砟轨道后张法可以有效提高施工效率,缩短工期。
施工过程的特点•施工前需要进行详细的设计和方案制定,包括预应力布设和模板制作等。
•成型、浇筑和养护过程中需要严格控制混凝土的质量和温度。
3. 施工建议设计与方案制定•在施工前,应充分考虑桥梁的荷载和使用条件,合理设计预应力系统,确保梁体的承载能力和稳定性。
•合理制定施工方案,包括模板的结构设计、支撑方式和浇筑顺序等。
施工过程控制•施工人员需熟悉预应力混凝土施工工艺和操作规程,严格按照施工图纸和规范要求进行施工。
•在成型、浇筑过程中,检查混凝土的流动性和浇筑顺序,保证混凝土的均匀性和密实性。
•控制浇筑温度,避免过快的温度升高,采取适当的养护措施,防止混凝土开裂和质量问题。
安全与质量监督•施工现场应设置警示标志,并配备必要的安全设施和防护装备,确保施工人员的安全。
•实施质量监督和质量控制,定期检测混凝土的抗压强度、温度变化和荷载性能等指标。
结论客运专线无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁的施工具有一定的特点,需要在设计、施工过程控制、安全与质量监督等方面进行详细考虑。
在施工过程中,应充分发挥创作者的经验和专业知识,确保施工的成功和质量的稳定。
桥渠哈大客运专线56m简支箱梁预应力钢束布置及梁端应力分析赵磊1。
邵铭2(I.铁道第三勘察设计院集团有限公司.天津300142;2天津泰达滨海站建设开发有限公司,天津300457)摘要:姑合哈太客运专线56m预应力钢筋混凝土简支葙粱预应力钢束布置方章比选及预应力铜束布置对粱端应力分布影响的研究.探讨客速专或大跨度预应力混凝土简支葙襄设计时应注意的几个问题。
为夸后在铁路客运专线工程中推广大吨位张拉钢束在桥莱设计方面的应用提供参考。
关键词:客运专线;56m简支葙粱;预应力混凝土中圈分类号:U44821+3;U44I.+5文越标识码:A文章编号:1004—2954(2012)020070—03A nal ys i s on St eel T e ndon A r r angem e nt andB ca m E nd St r es s es of56m Si m pl y Suppor t ed Pr es t r es s ed C onc r et e B ox B eam i nH ar bi n-D al l an P a ss enger-D e di cat ed L i neZ hao Lei‘,Shao M i n92(1.The Thi rd R ai l w ay Sur v ey and D es i gn I nst i t ut e G r o up C or por at i on.Ti anj i n300142)2.Ta i da Ti anj i n C oa st al St at i on C onst r uc t i on and D evel op m ent C o.,Lt d,Ti anj i n300457)A bs t r a ct:I n c om bi na t i on w i t h t he s chem e c om pa r i s on and st udy of t he s t eel t e ndon ar r a ngem ent and i tsef fect s on st r ess di s t r i but i on a t t he end of56m pr es t r es s e d conc r et e be am i n H ar b i n—D al i an pas s enge r-de di cat ed l i ne,t h e paper di scus ses s ever al des i gn pr obl e m s of s i m pl y s uppo s ed pr es t r es s e d concr et e box beam w i t h l ong spa n i n pass e“ge卜dedi ca t ed l i ne.i n or der t o off er s o m e r ef er ence f or t he popul ar i zed appl i cat i o n of l ar ge tonnage t ens i on t e ndon of br i dge i n pass enger dedi ca t ed l i ne i n fut ure.K ey w or ds:pas se nge r-de di c at ed l i ne156m si m pl y s uppo s ed box bea m;pr e st r e ss ed conc r et e1概述运专线桥梁设计提供参考。
桥梁客运专线56nl预应力混凝土双线简支箱梁设计张金芝(铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处,天津300142)摘要:哈大客运专线普兰店跨海特大桥采用56m预应力混凝土简支箱梁,采用预制节段法施工,运用有限元程序对56111大跨简支葙粱进行设计分析,得出箱粱在各个施工阶段及运营阶段的挠度变化值及控制截面的理论应力,确保施工过程和成桥结构安全、可靠,满足无砟轨道的铺设条件要求。
关键词:客运专线;简支箱粱;预制节段法;设计中图分类号:U238;U448.21+3文献标识码:A文章编号:1004—2954(2012)02—0034—03D e si gn f or56m Si m pl y Suppor t ed Pr es t r es s ed C onc r et e B oxB eam w i t h D oubl e T r a c ks i n P a ss enge r-D e di c at ed L i neZ hang J i nzhi(The Thi rd R ai l w ay Sur v ey an d D esi gn I ns t i t ut e G r ou p C o r p or at i o n Ti anj i n300142。
C hi na)A bst r a c t:A c r o s s t he ocean,Pul and i anB r i dge i n H ar bi n-D a l i an Pas se nger-D edi c at ed L i n e a r econst r uct ed by pr ecas t s egm e nt m et ho d,and56m si m pl y suppor t ed pr es t r essed concr et e box beam i s usedf or i t.A var i et y of t heor et i cal def l ect i on val ues and s t r e s s val ues of t he cont r ol s ect i ons of t h i s box bea mi n e ach const r uct i on s t ages and oper a t i on s t ages w e r e obt ai ne d by m eans of des i gn and anal ys i s w i t h t hefi ni t e e l e m e nt sof t w a r e,t o en s ur e t he s af e t y and re l i abi l i t y of t he s t r uct ur e under i t s s t a t u s of bot h cons t r uct i ng and com pl e t i ng。
a s w el l as t o m eet t he r e qui r em ent s of bal l as t l es s t r ack l a yi ng.K ey w or ds:pa ss enger—de di c at ed l i ne;si m pl y suppor t ed box bea m;pr ec as t s egm e nt m et hod;de si gn1概述隔板。
箱梁截面详见图1。
哈大客运专线普兰店跨海特大桥为跨越普兰店海湾而设,位于客运专线正线,双线,速度目标值350 km/h、铺设无砟轨道地段。
桥位处于既有沈大高速公路跨海湾大桥外海侧,与高速公路桥位平行。
考虑该桥跨越深水主海沟及与既有沈大高速公路跨海湾桥尽量对孔,同时结合该桥处于高地震烈度、无砟轨道桥面、避免设置钢轨伸缩温度调节器等因素,主孔设计采用56m预应力混凝土简支箱梁;考虑周边施工场地条件、建设工期、易于保证施工质量等因素,主孔56m预应力混凝土简支箱梁设计采用预制节段法施工。
2结构设计2.1箱梁构造56m简支箱梁为单箱单室截面,总长度57.1m,粱高采用5.3m,箱梁在梁端支点处设置2.0m厚的端收稿日期:201I—IO一30作者简介:张金芝(1969一).女.高缀T程师.1991年毕业于北京交通大学t民建专业。
工学学士.E-m ai l:z ha n画i nz hi@t sdi g.C O S。
宴一1,——,,’‘——\?—一一—■禹吐Ilb20005dl伽伽2100【l250【11250121005O C【05Ⅱl80善;营寸l吕、娶也二一Jol善Ln6700L半跨中截面半支点截面圈1箱梁截面(单位:m m)箱梁分为11个预制梁段,两端梁段长2.6m,中间梁段长5.1m,湿接缝10道、缝宽0.6m。
中间标准梁段重l63l kN,标准湿接缝重192kN,箱梁总重21901kN。
2.2预应力钢束的布置为满足造桥机连续施工的施工工艺特点,纵向预应力钢柬布置采用在梁端开槽两端对称张拉腹板及底板钢束,待相邻孔梁施工完毕,浇筑封锚混凝土。
采用对称布置纵向预应力钢束、梁端对称张拉的布束形式,可以大幅度地简化梁体的结构形式,避免在箱内设齿铁道标准设计R A/LW A Y ST A N D A R D D E SI G N2012(2)张金芝一客运专线56m预应力混凝土双线简支箱梁设计块,简化了施工T艺,便于保证梁体施丁质量。
预应力钢束布置详见图2。
需必圈ⅢⅢⅫ廿‰陬俨半跨中截面半支点截面田2钢束布置(单位:m mJ根据施工工艺特点,预应力钢束采用分批张拉,以便合理选择造桥机移除时机,加快施工进度。
钢绞线采用7,/,5m m高强度、低松弛预应力钢绞线,标准强度为厶=1860M Pa。
3施工过程结构分析计算由于56111主梁采用移动支架造桥机拼装施工,梁部预制节段的安装及线形控制是工程实施的关键工序,需要结合拼架设备的刚度、粱段尺寸、现浇湿接头施工工艺加强控制.来保证梁部的整体线形。
同时梁部的线形控制对梁体的纵向预应力钢束的孔道线形、孔道的摩阻也有较大的影口自,需要通过施工监测、监控动态调整设计,优化结构的线形控制及预应力钢束的张拉控制参数。
3.1有限元模型的建立采用有限元程序M i das/ci vi l对56m箱梁预制节段法施工全过程进行结构建模计算分析,将其简化为空间有限元模型,移动模架造桥机采用梁单元及桁架单元,箱梁各节段均采用梁单元。
造桥机的导粱与主桁采用刚性连接,横联端部与主桁为铰接。
I号梁块由于直接放置在墩顶,由节点一般支撑来模拟,其余各节段箱粱由提粱吊机安放在造桥机下托梁上后,各梁块由下托梁上的千斤顶支撑。
由于千斤顶主要受压,当张拉预应力钢束达到一定束数时,梁体上挠。
千斤顶脱离,故千斤顶模拟为只受压单元。
全部模型共有1001个节点.2038个单元。
具体模型见图3、图4。
通过有限元模型可以很好地模拟预制拼装施工的全过程,在充分考虑混凝土收缩徐变等因妇3空间计算整体横型示意桥粱素的作用下,能够比较精确地计算箱梁线形及各控制截面应力的发展情况。
图4箱粱模型示意3.2施工阶段划分针对节段拼架箱梁实际施工过程,以及预应力束的张拉顺序(先自下向上张拉腹板束,最后张拉底板束),进行施工计算仿真分析时总共划分了26个施工阶段。
如表1所示。
表1施工阶段划分施工阶段施工工况施工阶段I施工阶段2施T阶段3一施丁阶段8施工阶段9一施工阶段13施工阶段14施工阶段15施工阶段16施工阶段17施工阶段18施工阶殴19施工阶段20施工阶段2I施工阶段22施丁阶段23施工阶段24施工阶段25施工阶段26造桥机就位挂全部托梁吊装粱块I一粱块6吊装粱块5’一粱块1’浇筑湿接缝张拉钢束N3,N9(4束)张拉钢束N4.N10(8束)张拉钢束N5.N11(12束)张拉钢柬N6.N12(16柬)造桥机卸千斤顶张拉钢柬N7.N13(20柬)张拉钢束N8.N14(24柬)张拉钢束N I(30束)张拉钢束N2(35柬)张拉钢束结束后半年加二期恒载计3年收缩徐变3.3造桥机卸千斤顶时机的选择如前所述.除l号块以外的其他各节段梁块由千斤顶支撑在造桥机的下托梁上。
在张拉钢束之前,造桥机主桁及下托粱由于弹性变形均会产生一定的下挠。
开始张拉后,由于预应力的作用,箱梁开始上拱,这时造桥机由于开始卸载也会向上回弹。
如果造桥机移除过晚,预应力增大到一定程度而箱粱与造桥机又没有完全分离,在预应力和造桥机卸载产生的回复力的共同作用下,可能会导致箱梁顶板出现拉应力甚至开裂,从而影响整个梁体的安全。
但如果造桥机卸除过早.即预应力束张拉过少就移除造桥机,会导致箱粱底板没有足够的压应力储备,从而在造桥机移除的一瞬间.箱梁会产生过大的下挠,也会影响梁体的安全。
所以完全有必要对箱梁分批张拉过程中造桥机卸除的时机加以确定。
现将张拉12束与16束时箱梁挠度及控制截面的应力情况对比如下。
箱梁张拉N5,N11(12束)后变形(图5)及应力情况:通过计算.在预应力钢束张拉12束后,箱梁跨中挠度为一5.7i r l m。
跨中截面顶板应力为一3.74M Pa(压应力),底板应力为一0.13M Pa(压应力)。
35栎集张金芝一客运专线56i n 预应力混凝土双线简支箱粱设计张拉完N 6,N 12(16束)后变形(图6)及应力情况:通过计算,在预应力钢束张拉16束后,箱梁跨中处挠度为0.08m m ,1/4截面处挠度最大为1.3l m m 。
跨中截面顶板应力为一3.45MPa(压应力),底板应力为一2.48M Pa(压应力)。
由以上对比可以看出,箱梁张拉12束后,箱梁跨中还处于下挠阶段,跨中截面底板的压应力非常小;张拉16束后,箱梁已经开始上挠,且跨中截面上下缘的压应力也比较大.预应力荷载已经足够支撑箱梁的自重,所以实际施工时选择在张拉16束钢束后移除造桥机。
—畹硼_I 一:jI i囤5张拉12束后箱粱变形值11、=■■■1|1I●瞄b 矗也{6束后衽棠立彤篮3.4施工阶段挠度计算根据模型计算结果。
得出张拉16束钢束、造桥机主桁卸千斤顶、全部钢束张拉完、3年收缩徐变等4个主要施工阶段的挠度值,各张拉阶段梁体变形对照情况如图7所示。
器[,———、一张拉16束i 肇茎辩鬻霎测点至粱端距离,m图7箱梁各主要施工阶段变形值35施工阶段应力计算各主要施工阶段箱梁跨中截面的应力对照如图8所示。
施工阶段123456789101l 12l 一盖匪需鼍荨三l :”15k 墨箍宝\~一萄一}一腹板应力、、r 一^_一20L 一底板应力圈8箱粱跨中截面各施工阶殷应力对照施工过程中箱梁承受压应力,箱梁顶板最大压应力为3.51M Pa ,箱粱底板最大压应力为17.75M P a ,符合混凝土的抗压强度要求。