1预应力混凝土连续梁桥概述
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预应力混凝土连续梁桥先简支后连续施工法摘要:在现代社会经济不断发展的背景下,各类土木建筑建设的数量和规模也在逐渐增加和扩大,因此为了更好地确保其整体的施工便利性和安全性,将需要基于不同的区域情况做好优化选择。
其中预应力混凝土连续梁桥是一种新型的预应力结构。
预应力混凝土连续梁桥是当今高速公路上普遍采用的一种新型结构。
本文主要对预应力混凝土连续梁桥的特性和设计原理进行综述,而后对预应力混凝土连续梁桥先简支后连续施工法进行探究,以期更好地使其能够在恰当的施工技术选择下提升桥梁的整体稳定性。
关键词:预应力混凝土;连续梁桥;桥梁设计;桥梁施工引言随着现代化进程的不断推进,我国的基建工程正在以空前的速度在全国范围内进行,而质量问题也日益引起人们的重视。
预应力混凝土连续梁桥是一种结构,其具有整体性能好,结构刚度大,变形小,抗震性能好等特点,尤其是主梁变形挠度较低,桥面伸缩缝较少,使用起来各更加便利和安全。
这些特点使其在公路、城市、铁路等领域得到广泛的应用。
连续梁桥的施工工艺有:满堂支架法、悬臂法、顶推法、先简支后连续法等,笔者主要结合多年的工程实践,对预应力混凝土连续梁桥先简支后连续施工法进行分析。
1预应力混凝土连续梁桥先简支后连续施工法概述在桥梁技术发展中,日本,韩国,美国,加拿大,欧洲等国家相继出现大量的先简支后连续结构。
特别是美国内布拉斯加州林肯市修建的两个桥梁,在“先简支后连续”的建筑体系在建设过程中发挥着举足轻重的作用。
在此之后,许多先简支后连续结构体系在国外相继涌现。
我国在桥梁施工中应用这一技术的时间与国外的差距不大,并且随着我国高等级公路建设的不断深入,前简支后连续结构的设计与施工技术在近几年来取得长足的进步。
在全国多个省市进行相关的理论和模型实验,在国家的西部交通科技计划中也有专门的课题。
2预应力混凝土连续梁桥的特点一般的框架结构由于跨度小、柱网密,不能适应各种用途,而预应力混凝土连续梁桥可以有效地解决上述问题。
预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥对⽐分析预应⼒混凝⼟简⽀梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对⽐分析⼀、预应⼒混凝⼟简⽀梁桥1、构造布置:常⽤跨径:20~50m之间,我国编制了后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁桥的标准设计,标准跨径为25m、30m、35m、40m。
主梁梁距:1.5~2.2m之间横梁布置:端横梁、中横梁(布置在跨中及四分点处)2、主要尺⼨:主梁:⾼跨⽐1/15~1/25;肋厚14~16cm;横梁:中横梁3/4h,端横梁与主梁同⾼,宽12~20cm,可挖空;翼板:不⼩于1/12h,⼀般为变厚度。
马蹄:为了满⾜布置预应⼒束筋的要求,应T 梁的下缘做成马蹄形。
(⼀)主梁1、梁⾼:我国后张法装配式预应⼒混凝⼟简⽀梁的标准设计有25,30,35,40m 四种,其梁⾼分别为1.25~1.45,1.65~1.75,2.00,2.30m。
标准设计中⾼跨⽐值约为1/17~1/20,其主梁⾼度主要取决于活载标准,主梁间距可在较⼤范围内变化,通常其⾼跨⽐在1/15~1/25 左右。
主梁⾼度如不受建筑⾼度限制,⾼跨⽐宜取偏⼤值。
增⼤梁⾼,只增加腹板⾼度,混凝⼟数量增加不多,但可以节省钢筋⽤量,往往⽐较经济。
2、肋厚:预应⼒混凝⼟,由于预应⼒和弯起束筋的作⽤,肋中的主拉应⼒较⼩,肋板厚度⼀般都由构造决定。
原则上应满⾜束筋保护层的要求,并⼒求模板简单便于浇筑。
国外对现浇梁的腹板没有预应⼒管道时最⼩厚度为200mm,仅有纵向或竖向管道的腹板需要300mm,既有纵向⼜有竖向管道的腹板需要380mm。
对于⾼度超过2400mm 的梁,这些尺⼨尚应增加,以减少混凝⼟浇筑困难,装配式梁的腹板厚度可适当减少,但不能⼩于165mm。
如为先张法结构,最低值可达125mm。
我国⽬前所采⽤的值偏低,⼀般采⽤160mm,标准设计中为140~160mm,在接近梁的两端的区段内,为满⾜抗剪强度和预应⼒束筋布置锚具的需要,将肋厚逐渐扩展加厚。
预应力混凝土连续梁桥在现代桥梁工程中,预应力混凝土连续梁桥以其独特的优势占据着重要的地位。
它不仅在跨越江河、山谷等自然障碍时表现出色,还为交通运输提供了安全、稳定和高效的通道。
预应力混凝土连续梁桥的结构特点使其具有良好的受力性能。
这种桥梁通常由多个连续的梁段组成,通过预应力钢筋的施加,预先给混凝土梁施加了压应力,从而有效地提高了梁的承载能力和抗裂性能。
与普通混凝土梁桥相比,预应力的存在大大减少了混凝土受拉区的裂缝,增强了结构的耐久性。
在设计方面,预应力混凝土连续梁桥需要充分考虑多种因素。
首先是桥梁的跨度和荷载要求。
不同的跨度和荷载条件会影响梁的截面尺寸、预应力钢筋的布置和数量等。
其次是施工方法的选择。
常见的施工方法有支架现浇法、悬臂浇筑法和顶推法等。
每种方法都有其适用的场景和优缺点,设计时需要综合考虑工程的实际情况,如施工现场的地形条件、交通状况、工期要求等。
以悬臂浇筑法为例,施工过程较为复杂但适应性强。
通过逐段浇筑梁段,利用挂篮等设备,在已完成的梁段上进行后续梁段的施工。
这种方法不需要大量的支架,对于跨越深谷、河流等复杂地形具有很大的优势。
但施工过程中需要严格控制梁段的线型和预应力的施加,以确保桥梁的质量和受力性能符合设计要求。
在材料的选择上,预应力混凝土连续梁桥对混凝土和预应力钢筋的质量要求较高。
混凝土需要具有高强度、高耐久性和良好的工作性能,以满足桥梁在长期使用过程中的受力和环境要求。
预应力钢筋通常采用高强度钢丝或钢绞线,其性能直接影响到预应力的施加效果和桥梁的安全性。
在运营过程中,预应力混凝土连续梁桥也需要定期的检测和维护。
由于长期承受车辆荷载、环境侵蚀等因素的影响,桥梁的结构可能会出现各种病害,如裂缝的扩展、预应力的损失等。
定期的检测可以及时发现这些问题,并采取相应的维修和加固措施,延长桥梁的使用寿命。
此外,经济因素也是在建设预应力混凝土连续梁桥时需要考虑的重要方面。
从设计到施工,再到后期的维护,都需要在保证桥梁质量和安全性的前提下,尽可能地降低成本。
一预应力混凝土连续梁桥1.力学特点及适用范围连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下,主梁受弯,跨中截面承受正弯矩,中间支点截面承受负弯矩,通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。
作为超静定结构,温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。
由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂,能充分发挥高强材料的特性,促使结构轻型化,预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力,加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。
2.立面布置预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题,可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式(图1)。
结构形式的选择要考虑结构受力合理性,同时还与施工方法密切相关。
图1连续梁立面布置1.桥跨布置根据连续梁的受力特点,大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置,但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。
当采用三跨或多跨的连续梁桥时,为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等,达到经济的目的,边跨取中跨的0.8倍为宜,当综合考虑施工和其他因素时,边跨一般取中跨的0.5〜0.8倍。
对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值,以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量。
若采用过小的边跨,会在边跨支座上产生拉力,需在桥台上设置拉力支座或压重。
当受到桥址处地形、河床断面形式、通航(车)净空及地质条件等因素的限制,并且同时总长度受到制约时,可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合,跨径从中间向外递减,以使各跨内力峰值相差不大。
桥跨布置还与施工方法密切相关。
长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁,多采用等跨布置,这样做结构简单,统一模式。
等跨布置的跨径大小主要取决于经济分跨和施工的设备条件。
第一章绪论第一节概述1.桥梁组成: 上部结构、下部结构、支座、附属结构。
上部结构是跨越结构,是横越空间的部分(如梁桥指位于支座以上的部分) ,通常包括桥跨结构和桥面构造面构造两大部分。
上部结构的作用是跨越障碍并承受其上的桥面荷载和交通荷载。
桥面构造是指公路硷的行车道铺袋,铁路桥的道砟、枕木、轨道,以及伸缩缝、排水防水系统、人行道、安全带、路缘石、栏杆、照明系统等。
下部结构指桥梁支座以下的支承结构,它包括桥墩、桥台和桥墩台之下的基础,是将上部结构及其承受的交通荷载传入地基的结构物。
桥台设在桥跨结构的两端,它除了支承上部结构之外,还起到桥梁和路堤衔接并防止路堤下滑和坍塌的作用,其两侧做成填土或填石锥体并在表面加以铺砌,用来保证桥台和路堤的良好衔接,并保证桥头路堤的稳定。
桥跨结构与墩7台之间还设置支座,桥上还应设伸缩缝,通航河流还常设防止船只撞击墩台的防撞结构等。
二相关专业术语2.净孔径对于梁式桥是指设计洪水位上两个相邻桥墩台之间的净距。
对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
3.总孔径各孔净孔径的总和,它反映桥下宣泄洪水的能力4.计算跨径,轴心到轴心对于设有支座的梁桥,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离;对于拱式桥,是指桥跨两相邻拱脚截面重心之间的水平距离。
桥梁结构的力学计算,是以计算跨径为基础的。
5.标准跨径对于梁式桥,公路是指两相邻桥墩中线之间的距离,或桥墩中线与桥台背前缘之间的距离:铁路梁式桥特大桥:多孔跨径总长大于1000米,单孔跨径大于150米大桥:1000米大于多孔跨径总长大于100米 150米,大于等于单孔跨径,大于等于40米桥长梁桥系指桥台挡砟前墙之间的长度:供桥系指拱上侧墙与桥台侧墙之间两伸缩缝外端之间的长度,钢架桥系指钢架顺跨度方向外侧间的长度。
6.四按结构体系分类7.梁式桥:简支梁、连续梁、悬臂梁梁式桥在竖向荷载作用下,支座只产生竖向反力,梁部结构只受弯剪(有时也受扭),不承受轴向力。
我国预应力混凝土连续梁桥的发展与工程实践预应力混凝土连续梁桥是由预应力混凝土和常规混凝土组成的桥梁,是当代桥梁加固和改造的主要方式。
随着改造技术的不断进步,我国的预应力混凝土连续梁桥的发展也越来越快,一些令人印象深刻的工程实践也在这一领域逐渐展示出来。
本文将介绍预应力混凝土连续梁桥发展的历史背景、发展趋势和现阶段的工程实践,以期为今后的应用研究和技术改进提供参考。
一、预应力混凝土连续梁桥发展历史预应力混凝土连续梁桥起源于20世纪50年代,最早用于跨越铁路、公路、河流和湖泊的大型桥梁。
后来,随着连续梁桥的发展,人们逐渐开发出能够克服桥梁结构的弯曲、拉应力和剪应力的结构材料,预应力混凝土连续梁桥成为当今现代桥梁的常用结构类型之一。
二、预应力混凝土连续梁桥发展趋势预应力混凝土连续梁桥越来越受到大家的青睐,因为它具有优良的抗震性能、质量轻、维护成本低、施工效率高等优点。
此外,预应力混凝土连续梁桥有利于环境保护,因为它使用的特殊型钢具有低能耗、高强度的特点,大大减少了桥梁施工时对环境的影响。
三、预应力混凝土连续梁桥的工程实践在我国,预应力混凝土连续梁桥得到了广泛应用,许多令人印象深刻的桥梁工程实践也随之展现出来。
其中最著名的工程实践之一就是2010年完工的北京机场快速路双向六车道连续梁桥,该桥全长1191米,分为三个跨径,它是目前我国最大的预应力混凝土连续梁桥。
此外,还有一些较小的预应力混凝土连续梁桥工程,例如重庆长江大桥、浙江马友波大桥以及珠江大桥等等,这些桥梁也有着相当惊人的结构表现。
四、结论从本文介绍的情况来看,预应力混凝土连续梁桥在我国得到了广泛的应用和发展,它具有重量轻、维护成本低、施工速度快等优点,是当今桥梁结构的基本要素之一,也被认为是现代桥梁加固和改造的主要方式之一。
未来,预应力混凝土连续梁桥的发展仍会受到技术改进的推动,有望取得更大的进步和突破,以满足桥梁发展中更高维度的要求。
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预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构、下承式拱桥三种桥型方案。
按照“有用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则,经过对各种桥型的比选最终选择54m+84m+54m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推举设计桥型。
本设计利用MadisCivil软件进行结构分析,根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型,然后进行内力分析,计算配筋结果,进行施工各阶段分析及截面验算。
同时,一定要考虑混凝土收缩、徐变次内力和温度次内力等因素的影响。
本设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计,设计中主要进行了桥梁总体布置及结构尺寸拟定、桥梁荷载内力计算、桥梁预应力钢束的估算与布置、桥梁预应力损失及应力的验算、次内力的验算、内力组合验算、主梁截面应力验算、桥梁施工组织设计等主要内容。
最终,经过分析验算表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求。
关键字:比选方案;连续梁桥;Midas;结构分析;验算ABSTRACTIn this design, accordiOK to the topography, and project requirements,accordiOK to the current highway bridge design specification of prestressed concrete continuous girder bridge forward,Prestressed concrete continuous rigid-frame structure,XiaCheOKShi arch bridge three schemes.AccordiOK to the "practical, beautiful, safe, economic and convenient for construction of bridge design principles, structure after the bridge of various final choice of 54m + 84m + 54m prestressed concrete continuous girder bridge design for this recommendation.This design usiOK the Madis Civil software analysis the structure,accordiOK to the size of the bridge, the basic model establishment bridge worked,then force analysis,calculation results of reinforced,for each phase analysis and construction.At the same time, must consider the concrete shrinkage, Creep force times and temperature resultant times factors.The design of prestressed concrete continuous girder bridge is mainly the upper structure design,in the design of the main bridge layout and structure size,load calculation,bridge prestressiOK tendons estimation and layout,the loss of prestress and stress of the bridge,the resultant checked,internal combination calculation,section stress calculation girder.Finally, after analysis shows that the design calculation method of calculatiOK the internal force distribution, reasonable, comply with the design requirements of the task.KEY WORDS:Selection scheme;Continuous girder bridge;Continuous rigid-frame structure;Arch bridge;Structure analysis;checkiOK computation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。
预应力梁的概述及施工分析引言因为现浇梁板的工艺琐碎麻烦、耗费时间,所以预制混凝土梁板进行拼装的方法就在这种背景下产生了。
用预先批量制作梁板的方法来促进连续桥梁的生产进度,并且免去了复杂的支模的步骤。
所以这样的方式从呈现就马上受到大量桥梁从业人员的追捧。
关键词:预应力梁;预制;张拉1 概述1.1 什么是预应力钢筋混凝土梁预应力混凝土是为了防止混凝土裂痕太早发生,在结构受力之前,提前给混凝土加压一定的力,就是以人工加载的方式给砼被拉区的钢筋先行张拉,借用其本身的回缩力,让混凝土的被拉区提前受到压力。
这样先保存起来的预先施加的力,在构件受到外部拉力情况下,最开始会消去受拉区的混凝土保存的预加的力,之后跟着拉力变大,才会让混凝土被拉,这就缓解了缝隙出现的速度,甚至不会出现,以及避免混凝土过度伸长。
这种为了防止混凝土裂痕太早发生,强度高的钢筋和强度高的混凝土被普遍使用,为了想办法让混凝土的构件在遭受外力加载之前,先提前施加作用力,让结构本身的拉应力变低,这样的在压应力情况下的混凝土,就是预应力混凝土。
预先加力用来降低或抵消加载所造成的混凝土拉应力,以此让结构部件的拉应力能有效控制在一定程度,或者就在被压状态下,用来防止混凝土裂痕太早发生,然后以此提升构件的抗裂能力和刚度。
1.2 预应力钢筋混凝土梁的优势刚度比较大,抗裂效果不错。
因为对结构预先加载,有效的让裂缝的呈现速度降低,在外力加载的情况下,结构可不好发生开裂,有或者让缝隙裂縫呈现变慢,因此加大了结构的刚度, 让结构的使用寿命延长。
节约原料,降低自身重量。
它的构件因为要使用强度高的原材,所以能够降低钢筋的数量和结构的断面尺寸,减少原材和混凝土,减少自身重量,对于跨度长与荷载重桥梁有着显而易见的优势。
能够降低混凝土梁的主要拉应力与竖向剪力。
弯曲钢筋可以让预应力的混凝土梁板的中间部位支座旁边的竖向的应力变小;而且因为混凝土断面上的预先的应力留存,让受力效果下的主要的应力也相对应降低.从而达到减少梁腹板的厚度的目的,让预应力的混凝土板梁的本身重量变的更加小。
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。
本章简介其发展:由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。
为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。
这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。
自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的,当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下,为节省钢材,各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。
50年代,预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米,到80年代则达到440米。
虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好,但是,在实际工程中,跨径小于400米时,预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。
我国的预应力混凝土结构起步晚,但近年来得到了飞速发展。
现在,我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。
虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。
但是,在桥梁结构中,随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展,预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。
连续梁和悬臂梁作比较:在恒载作用下,连续梁在支点处有负弯矩,由于负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩与同跨悬臂梁相差不大;但是,在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布优于悬臂梁。
虽然连续梁有很多优点,但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者,因为限于当时施工主要采用满堂支架法,采用连续梁费工费时。
到后来,由于悬臂施工方法的应用,连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。