简支变连续箱梁上部结构设计
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《公路工程咨询工作指南》——连续箱梁设计连续箱梁分为钢筋混凝土连续箱梁和预应力混凝土连续箱梁。
一般来说,当跨径小于20m时才可采用钢筋混凝土连续箱梁,当跨径大于20m时应采用预应力混凝土连续箱梁。
对于曲线半径过小的匝道桥,不宜设计成预应力结构。
混凝土连续箱梁从结构上分为等高度连续箱梁、变高度连续箱梁、连续刚构、连续V 构等四种:1)等高度连续箱梁:具有跨越能力小、构造简单、施工方便快捷的特点。
是实际公路桥梁中应用最多的结构类型。
2)变高度连续箱梁:具有受力合理、主要采用悬臂施工法的特点;适用于中大跨度的连续箱梁桥。
3)连续刚构:具有墩梁固结的特点;适用于桥墩较柔的中大跨径连续箱梁桥,桥墩较矮时不宜采用。
4)连续V 构:具有构造复杂、造型美观的特点,适用于造型要求高的中等跨径连续箱梁桥。
本设计指南主要针对第一种结构形式——等高度连续箱梁,其它三种结构形式在此不作讨论。
1.设计输入1.1标准规范1.1.1 交通部部颁标准《公路工程技术标准》JTG B01-2003。
1.1.2 交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004。
1.1.3 交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004。
1.1.4 交通部部颁标准《公路桥涵地基及基础设计规范》JTG D63-2007。
1.1.5 交通部部颁标准《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89。
1.1.6 交通部部颁标准《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T 4-2004。
1.1.7 交通部部颁标准《公路桥梁盆式橡胶支座》JT391-1999。
1.1.8 交通部部颁标准《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T D60-01-2004。
1.1.9 交通部部颁标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。
1.1.10 交通部部颁标准《公路交通安全设施设计技术规范》JTG D81-2006。
1.1.11 交通部部颁行业推荐性标准《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-20061.1.12 交通部部颁行业推荐性标准《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-20081.2资料准备1.2.1前阶段的研究成果和资料(文件、勘测、勘察)1.2.2上级主管部门对上一阶段研究成果的审查、批复意见;1.2.3本阶段水文、地质、农田规划、房屋等勘测资料;1.2.4桥位范围内路网、街道与河道的规划资料;1.2.5被交道路、街道的所有相关资料;1.2.6被交河道的所有相关资料,如水利及通航等方面的资料;1.2.7桥梁设计所需的相关资料(标准、等级、路幅宽度与断面组成,以及平、纵、面详细设计数据或图纸资料);1.2.8设计规范和标准的掌握与理解;1.2.9列出尚待收集的有关资料,并制定资料收集计划。
25⽶跨径⼩箱梁架设⽅案汉沽盐场三分⼚分离式⽴交桥箱梁架设⽅案1、编制依据1、国道112线⾼速公路天津东段⼯程施⼯图设计。
2、与本⼯程有关的国家、部及河南省技术标准、法规⽂件。
3、规范、规定和标准(1)《公路⼯程技术标准》(JTGB01-2003)(2)《公路⼯程质量检验评定标准》(JTGF80/1 -2004)(3)《公路桥涵施⼯技术规范》(JTJ041-2000)2、⼯程概况112线⾼速公路天津车段第四⼯程段汉沽盐场三分⼚分离式⽴交桥为主线跨越汉沽盐场盐池所设置,全长830.86⽶。
1、桥梁布置:(4×25m)*8联。
2、桥梁宽度:按左、右幅设计,左、右幅桥的宽各16.5⽶;桥梁净宽33⽶。
3、桥梁纵坡:1.695%--1.484%4、横⾯横坡:单向坡2%5、上部结构: 25m简⽀变连续⼩箱梁(梁⾼1.4m);3、梁场布置图(详见附图)4、⼈员和机械投⼊计划4、1 ⼈员该⼯地的⼈员由队长、技术员、电⼯、焊⼯和施⼯⼯⼈组成,队长负责整个架桥⼯作安排。
4、2 机械投⼊⑴提梁机100t/30m⼀台⑵轨道式运梁平车4台⑶120t步履式吊车⼀台、80t吊车⼀台⑷70t/23m—16m⾼低腿龙门吊两台⑸预制梁场50t龙门吊⼀对5、开⼯前准备⑴⼯程开⼯前组织全体技术⼈员熟悉施⼯图纸,学习招投标⽂件和技术规范,坚持设计⽂件、图纸分级会审。
编制可⾏性的施⼯组织计划和技术交底书,严格按照施⼯规范组织施⼯。
⑵做好施⼯现场准备,修建施⼯临时设施,安装调试施⼯机具及标定试验机具,进⾏施⼯测量及复核测量资料,测量队放出⽀座的准确位置,并做出标记。
做好材料的储存和堆放,做好开⼯前的试验检测⼯作。
⑶按测量队做出的标记准确安装⽀座。
6、进场设备拼装6、1 拼装设备的⼯具Φ19.5mm钢丝绳、5吨⼿拉葫芦、⼒矩扳⼿、汽车吊、⼿⼯电焊机、⽓割。
测量仪器:⽔平仪、经纬仪、重垂线、5m钢卷尺、60⽶钢卷尺6、2 拼装流程本设备拼装采⽤⽀腿分段拼装、主梁整体吊装的⽅案:下⾏⾛部分组装→单侧⽀腿下部地⾯拼装→单侧⽀腿下部汽车吊吊装→张拉风绳→单⽀腿上部地⾯拼装→单⽀腿上部汽车吊吊装→张拉风绳→主副⽀腿地⾯拼装→主副⽀腿下部吊装→主副⽀腿上部吊装→主梁地⾯拼装→主梁吊装→天车部分吊装。
先简支后连续现在国内常见的有T梁,小箱梁和空心板。
施工流程主要是通过预制小箱梁,在桥墩上设置临时支座,中间保留永久支座,临时支座是用硫磺混凝土里边敷设电阻丝,将预制箱梁吊装后,永久支座暂不受力,由临时支座参与结构受力,临时支座每跨之间为简支体系,待一联全部吊装完成后,将各主梁的预留的钢筋连接,并浇筑湿接缝,先使结构连成整体的连续结构体系。
再将电阻丝通电,使临时支座融化,使原来布置的连续体系的永久支座参与结构受力,这样就完成了1、梁体的转换;2、完成结构体系的从简支到连续的转换.磺璜垫块临时支座2。
1工作原理:将电阻丝通电,使临时支座融化,使原来布置的连续体系的永久支座参与结构受力2。
2优缺点:在将电阻丝通电,使临时支座融化时遇到了很大的麻烦,电阻丝未能将垫块融化已经断了,结果费了九牛二虎之力冒着危险炸掉了;硫磺垫块不是好办法,具体应用的时候很麻烦的。
曾看过连续梁悬臂施工时搞的临时固结,就是用的硫磺垫块,根本化不开,只好刨掉的,虽然试过了转空灌膨胀水泥,可是效果很差的.后来都想到了要放炸药炸掉;出入安全,施工单位还是花了很多时间用人工搞的。
2。
3原因:硫磺垫块配合比不当,致使它的熔点过高,或则是电阻丝的功率不够,但是这的确是一个非常棘手的问题。
保证硫磺块的熔点,就势必要降低它的承载能力,因为要增加硫磺的含量,这样就需要在承载能力和熔点之间找到最佳的平衡点.不用临时支座,而是双支座,就是两边都按简支梁加支座很多先简支后连续的结构现在采用双支座,我认为是没有必要的。
1、从单支座的先简支后连续结构使用情况上看是很好的。
江苏使用的很多。
2、不必要浪费支座来降低支点负弯距.3、完全可以在墩顶主梁顶板增加部分抵抗负弯距的普通钢筋,或者布置适量的负弯距束,改善墩顶主梁受力。
4、结构就是不断发展的过程,为追求技术进步,应该想出更多的创新办法,才是正理。
倒退到简支或半简支结构来解决现存的一些问题,这种想法是不可取的。
再选择上部结构形式时,根据我做过的桥来看,我觉得:1.根据跨径来初步拟订形式,空心板一般用于小跨径20米以下2.根据净空要求来拟订上部结构形式,小箱梁和T梁的结构高度比较高,容易减小净空3.一般大跨径都选T梁,从造价上应该比箱梁节省,4.有些地方习惯用T梁,有些地方习惯用箱梁,所以还要考虑地方因素.JTGD62-2004规定,钢筋混凝土简支板标准跨径不宜大于13m,钢筋混凝土简支T梁标准跨径不宜大于16m,钢筋混凝土简支箱梁标准跨径不宜大于25m,钢筋混凝土连续箱梁标准跨径不宜大于30m.预应力混凝土简支板标准跨径不宜大于25m,预应力混凝土简支T梁标准跨径不宜大于50m.1.小箱梁与同等跨径的T梁比,小箱梁梁高矮,抗扭好,吊装重,T 梁的梁高较高,横隔板多,施工比较麻烦,抗扭不行。
斜交宜采用小箱梁2.造价小箱梁稍贵。
主要是看横断面布置了,有时用T梁会比小箱梁多一片3.空心板现在宜用后张,先张的公路一级比较难通过。
公路二级用空心板还是比较省的,一平米2000多吧板梁和小箱梁多用在城市桥梁上,小箱梁横向分布系数较大,采用湿接缝铰接。
T梁多用于公路桥梁。
在公路工程建设中,现在上部构造一般采用的形式也就T梁、箱梁、空心板。
结构形式的选择首先应满足造价最低的要求、其次就是桥梁通行净空(通航净空)的要求1、T梁适用与单孔跨径在30~40m之间,T型梁的优势在于:便于成批大量生产、梁体安装方便、数量达到足够多时造价较低、结构在运营节段的稳定性及耐久性相对于箱梁高;T梁的缺点在于单片T梁的横向刚度很小,很容易产生横向位移,给安装带来一定的麻烦。
2、空心板梁适用于跨径在8~20m之间,空心板梁优势与T型梁差不多,但是一般空心板主要运用与中小型桥梁,所以说数量上绝对不是很多,但是如果在城市道路建设中在某个片区设置空心板预制场进行集中预制的话还是有经济优势的,空心板的横向稳定性要比T梁强的多,但是空心板的施工工艺中,如果心模如果用的是气囊,很容易引起顶板厚度严重不足的现象。
预制小箱梁简支变连续体系转换施工工法预制小箱梁简支变连续体系转换施工工法是一种常用于桥梁工程的施工方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
一、前言预制小箱梁简支变连续体系转换施工工法是在桥梁建设中广泛采用的一种方法。
它能够提高施工效率、降低工程风险并保证质量,因此备受建设单位和施工方的青睐。
二、工法特点该工法的特点包括:加工制造周期短、施工速度快、工程量大、质量可控、施工难度低、适应性广等。
这些特点使得该工法成为一种高效可行的施工方法。
三、适应范围预制小箱梁简支变连续体系转换施工工法适用于各类桥梁工程,特别是用于跨越河流、高速公路、城市道路等需要大跨度梁的工程项目。
四、工艺原理该工法的工艺原理是基于预制构件和现场施工的结合。
通过制作预制小箱梁,使得原先的简支体系变为连续体系。
这种变换可以提高桥梁的承载能力和稳定性。
五、施工工艺施工工艺包括以下几个阶段的详细描述:基础准备、浇筑支座、预制箱梁安装、悬臂浇筑、钢筋安装、混凝土浇筑、张拉和锚固等。
每个阶段都需要严格按照规范和要求进行施工。
六、劳动组织劳动组织是保证施工工期和质量的关键。
通过合理安排工人的工作、确保施工进程的顺利进行,可以提高工程的效率和质量。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括:吊车、起重机、混凝土泵车、钢筋剪断机、张拉设备等。
这些设备的特点、性能和使用方法都需要熟悉和掌握。
八、质量控制质量控制是保证施工工程质量的重要环节。
通过制定详细的质量控制措施,严格按照规范和要求进行验收和检测,可以确保施工过程中的质量达到设计要求。
九、安全措施在施工过程中需要特别注意的安全事项包括:工地防护、施工现场管控、机具设备操作人员的安全等。
合理的安全措施能够有效降低施工中的危险因素,并确保施工人员的安全。
十、经济技术分析通过对该工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,可以对该工法的经济效益进行评估和比较,并为实际工程提供参考和决策依据。
文章编号:1009-6825(2012)34-0200-03简支变连续箱梁上部结构设计收稿日期:2012-09-24作者简介:廖宜波(1979-),男,工程师廖宜波(山西省交通规划勘察设计院,山西太原030012)摘要:以3-30m 预应力混凝土简支变连续箱梁为例,对简支变连续箱梁的计算分析和设计要点做了较为详细的阐述,并总结了设计中需要注意的问题,从而使设计更加完善。
关键词:简支变连续,体系转换,箱梁,设计中图分类号:U442.5文献标识码:A1概述简支变连续是公路桥梁施工中较为常见的一种方法。
一般先架设预制主梁,形成简支状态,然后再将主梁在墩顶形成整体,最终形成连续梁体系,由简支梁转换为连续梁的这一过程即为“体系转换”。
简支变连续施工方法采用简支梁的施工工艺,却达到了建造连续梁的目的。
它具有以下特点:1)结构受力性能好,建筑高度小,配筋少,外形美观;2)施工方法简单,实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化,施工质量容易控制,上下部能够同时施工,从而在很大程度上缩短了工期;3)伸缩缝少,行车舒适且经济合理,并兼备简支梁和连续梁桥的优点。
某桥根据现场实际情况,设计中采用3-30m 简支变连续箱梁结构形式。
该桥桥宽24.5m ,采用双幅布置,单幅桥横向采用4片小箱梁,箱梁之间采用18cm 厚的现浇湿接缝联接。
箱梁高度为1.6m ,每片小箱梁之间横向湿接缝宽0.5m ,桥面横坡采用2%的双向坡(见图1 图3)。
50/210cm 厚沥青混凝土桥面铺装防水层10cm 厚C50混凝土铺装18cm 厚横向湿接缝160165290290/2290/2290165路线中心线5050/2×255050120055050预制箱梁预制箱梁1816预制横梁预制横梁图1标准横断面布置(单位:cm )图2中梁标准横断面(单位:cm )17.519.233.3100/2100/234.218.317.5133.3157.66.318251818136.7162.47.7181201202%181815×7.315×6.7254141R=5图3边梁标准横断面(单位:cm )81.733.3100/2100/234.218.317.5133.3156.75.418251818136.7162.47.7181201652%181815×7.315×6.7254141R=5滴水槽2技术标准及主要材料2.1技术标准1)公路等级:双向六车道高速公路;2)设计荷载:公路—Ⅰ级;3)桥面宽度:0.5m 防撞墙+11m 行车道+0.5m 防撞墙+0.5m 中央分隔带+0.5m 防撞墙+11m 行车道+0.5m 防撞墙,全桥宽24.5m ;4)设计安全等级:一级;5)环境类别:Ⅱ类。
2.2主要材料1)桥梁预制、现浇及封锚混凝土均采用C50混凝土;2)普通钢筋:采用符合国家有关最新标准的热轧R235,HRB335钢筋;3)预应力钢绞线:采用符合GB /T 5224-2003的270级高强低松弛预应力钢绞线,钢绞线直径为15.2mm ,面积为139mm 2,f pk =1860MPa ,弹性模量E p =1.95ˑ105MPa 。
3计算依据1)箱梁计算参照JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范和JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的相关规定进行计算。
2)按照定型设计技术要求进行计算,具体内容如下:温度效应:整体温差,升温30ħ,降温20ħ,温度梯度按JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范第4.3.10条相关规定进行计算。
基础变位:1号墩考虑5mm 的竖向位移。
预应力计算时参数选用:预应力钢筋与管道内壁的摩阻系数μ取0.25,管道偏差系数K 取0.0015,张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值Δl 采用12mm 。
3)收缩徐变:收缩徐变时间取为10年,即3650d 。
4)活载横向分布系数采用刚接梁法进行计算。
保守考虑,边梁和中梁结构计算时采用较大的一个横向分布系数进行取值。
主梁活载横向分布系数确定后,将活载乘以相应的横向分布系数后,在主梁内力影响线上最不利布载,考虑冲击系数,即可求得主梁最大活载内力。
·002·第38卷第34期2012年12月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.38No.34Dec.20124结构计算本文以3-30m 一联小箱梁为例,使用“桥梁博士3.1.0”计算软件对中梁建立计算模型,进行结构计算。
模型共建立了66个单元,67个节点,其中2号、23号、45号、66号节点为支座节点,计算模型见图4。
图4计算模型简支变连续的过程是一个体系转换的过程,由一个静定结构体系转变为一个超静定结构体系,计算分析中必须依据具体的施工过程来检验每一施工阶段结构的安全性。
计算时候主要考虑施工阶段和正常使用极限状态的结构应力是否满足规范要求,以及承载能力极限状态的结构强度是否满足规范要求。
结构计算时,施工阶段划分如下:第1施工阶段:安装预制主梁,张拉正弯矩钢绞线,并压注水泥浆、封锚,同时设置临时支座并安装好支座,使主梁形成简支状态。
第2施工阶段:在日温最低时浇筑第一孔与第二孔及第二孔与第三孔主梁之间的连续段混凝土,达到设计强度后,张拉负弯矩钢绞线,并压注水泥浆。
并拆除临时支座,进行体系转换,最终形成三跨连续梁。
第3施工阶段:桥面铺装及护栏施工。
首先,我们来看施工阶段应力是否能满足规范要求(见图5 图7)。
图5第1施工阶段截面正应力12.810.51.63.18.17.13.84.8 2.59.37.18.13.94.81.6 3.110.512.8图6第2施工阶段截面正应力3.31.00.913.613.510.17.89.011.99.07.70.68.012.28.012.00.91.13.310.113.413.7图7第3施工阶段截面正应力3.52.410.71.410.72.43.511.59.79.510.79.511.59.7从以上计算结果可以看出:1)各施工阶段主梁截面上下缘均未出现拉应力。
2)最大压应力满足JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(以下简称“规范”)第7.2.8条的规定。
σtcc =13.7MPa ≤0.7f ck '=0.7ˑ32.4=22.7MPa 。
其次,我们再来看使用阶段应力是否能满足规范要求(见图8图12)。
图8长期效应组合截面正应力4.02.98.19.88.06.88.06.08.87.02.33.69.710.511.410.69.810.611.310.64.02.98.19.88.06.87.95.9图9短期效应组合截面正应力9.82.02.67.99.03.17.114.611.54.32.89.29.70.81.57.49.29.03.17.114.611.64.42.810.02.02.57.9图10标准组合截面最大正应力10.115.815.115.215.710.110.313.210.3从以上计算结果可以看出:1)长期效应组合下,主梁上下缘均未出现拉应力,满足规范6.3.1条的规定。
图11短期效应组合截面最大主拉应力-0.8-0.1-0.4-0.9-0.1-0.4图12标准组合截面最大主压应力10.315.815.110.715.215.710.32)短期效应组合下,主梁上下缘均未出现拉应力,满足规范6.3.1条的规定。
3)标准组合下,主梁上下缘最大正应力满足规范7.1.5条的规定。
σkc +σpt =15.8MPa ≤0.5f ck =0.5ˑ32.4=16.2MPa 。
4)短期效应组合下,主梁最大主拉应力满足规范6.3.1条的规定。
σtp =0.9MPa ≤0.4f tk =0.4ˑ2.65=1.06MPa 。
5)标准组合下,主梁最大主压应力满足规范7.1.6条的规定。
σcp =15.8MPa ≤0.6f ck ≤0.6ˑ32.4=19.4MPa 。
最后,看主梁抗力能否满足规范要求(见图13,图14)。
图13承载能力极限组合1截面最大抗力及其对应内力图14承载能力极限组合1截面最小抗力及其对应内力从以上计算结果可以看出,主梁抗力也能满足规范要求。
5需要注意的问题由于简支变连续梁桥在施工过程中存在体系转换,那么必须依据具体的施工过程来分析结构的受力,而且在浇筑两孔主梁之间的连续段混凝土前应该先释放开临时支座的水平约束,必须保证将要连续的两孔主梁的边界条件只有一个是固定支座,以保证转完连续的体系中没有预存轴力。
简支变连续梁桥边跨比中跨受力要大,边跨配筋需加大,应有·102·第38卷第34期2012年12月廖宜波:简支变连续箱梁上部结构设计文章编号:1009-6825(2012)34-0202-02桥梁混凝土防撞护栏精细化施工技术探讨收稿日期:2012-09-10作者简介:何学锋(1976-),男,工程师何学锋(山西远方路桥集团有限责任公司,山西大同037006)摘要:结合繁大高速公路桥梁施工实践,针对桥梁混凝土防撞护栏精细化施工技术进行了探讨,分别阐述了钢筋绑扎,模板拼装,混凝土拌和及浇筑等关键工序操作要点和施工要求,从而得出桥梁混凝土护栏精细化施工流程。
关键词:桥梁,混凝土防撞护栏,精细化施工,施工技术中图分类号:U443.7文献标识码:A0引言防撞护栏的造型是否美观将直接影响桥梁成品的外观形象,因为它是桥梁通车后司乘人员直接可见的外露工程。
能否保证防撞护栏的内在质量及外形美观将直接体现施工单位的技术管理水平。
通过繁大高速公路桥梁实际施工经验探讨了混凝土防撞护栏精细化施工技术,有效解决了混凝土护栏表面易产生气泡、外表线条不顺直等缺陷。
1桥梁混凝土防撞护栏施工前准备工作1.1防撞护栏钢筋绑扎及预埋件安装防撞护栏的内外缘线由测量人员按每4m 一个点定位,工人先将这些点顺桥向用墨线连结起来,将该点处防撞墙钢筋按高程焊接定位,将每4m 点的防撞墙钢筋用线绳连接起来,防撞墙钢筋即按此线轮廓焊接定位。
防撞护栏预埋件一般为泄水管,泄水管按规定角度及位置放置,用Φ12定位钢筋焊接至桥面铺装钢筋上定位。
断缝处采用浸透沥青的松木板填充,制成与防撞墙相同截面的形状,待防撞墙模板合龙后夹紧。
预埋件安装要求位置准确,安装牢固,防止浇筑混凝土时移位。
1.2模板选用及试拼装防撞护栏模板采用5mm 厚以上的钢板加工成定型模板,每节长2m ,确保其刚度及平整度,表面平整度控制在1mm 以内,运输和安装过程严禁磕碰。
在模板支护前,技术人员按照已测量好的线形在抹好的砂浆底座上弹出模板内外侧的边线,以利于支模,同时要确保模板的牢固防止变形,护栏模板之间的间隙采用密封胶带粘贴好以防止漏浆。