连续刚构桥发展史
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一、概述随着现代科技的不断发展,世界上各种桥梁结构也在不断更新和改进。
其中,世界变截面连续刚构桥体系是一种新型的桥梁结构体系,其独特的设计理念和结构特点备受工程界的关注和推崇。
本文将就世界变截面连续刚构桥体系进行介绍,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
二、世界变截面连续刚构桥体系的定义世界变截面连续刚构桥体系是指利用变截面连续梁来搭建桥梁的桥体系。
它通过在桥梁结构中采用不同截面尺寸的梁段,使得整个桥梁结构在承载荷载时能够实现力的合理传递和优化分配。
这种桥梁结构体系的设计理念在桥梁工程中具有重要的意义,可以有效提高桥梁的承载能力和安全性。
三、世界变截面连续刚构桥体系的特点1. 高效性:世界变截面连续刚构桥体系采用变截面连续梁作为主要承载结构,其结构设计和施工相对便捷高效。
2. 经济性:该体系在设计过程中能够根据实际需求合理配置梁段截面,在满足桥梁承载要求的前提下降低材料消耗和施工成本。
3. 安全性:由于该体系合理分配了梁段的截面和布置,整个桥梁结构在受力时可以实现合理的力的传递和分配,从而提高了桥梁的安全性和稳定性。
四、世界变截面连续刚构桥体系的应用领域世界变截面连续刚构桥体系适用于不同类型的桥梁工程,包括公路桥、高速铁路桥、城市轨道交通桥等。
其应用领域的广泛性使得其成为现代桥梁工程中备受重视的一种结构设计方案。
五、世界变截面连续刚构桥体系的工程实践世界变截面连续刚构桥体系已经在全球范围内得到了广泛的应用和推广,为各地区的桥梁工程提供了重要的技术支持和经验积累。
在我国,该桥体系也得到了积极的应用和推广,例如在高速铁路和特大桥工程中取得了显著的成就和效果。
六、结语世界变截面连续刚构桥体系作为一种新型的桥梁结构设计方案,其独特的设计理念和结构特点为现代桥梁工程带来了新的发展机遇和挑战。
我们期待着在未来的实践中,该桥体系能够在更多的桥梁工程中得到应用和推广,为人类交通基础设施的发展做出积极的贡献。
世界变截面连续刚构桥体系作为一种创新的桥梁结构设计方案,在实际工程应用中取得了显著的成就。
浅述连续刚构桥发展概况及相关抗震分析摘要:随着高速交通的迅速发展,行车要求也有相应的提高,例如要平顺舒适,而多伸缩缝的T型刚构已不能很好地满足要求。
于是连续刚构出现了,并且很快得到较快的发展。
其结构特点是梁体连续、墩梁固结,既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点,又保持了T型刚构不设支座、不需转换体系的优点,方便施工,且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度,能满足特大跨径桥梁的受力要求。
关键词:连续刚构桥发展概况抗震分析1刚构桥概述刚构桥是指上部承重的梁、板与墩、台的柱式墙壁整体结合在一起的一种桥梁结构。
二十世纪五十年代桥梁上大多采用钢筋混凝土结构,在小跨径板桥或梁桥中比较常用,最大跨径一般在20米左右。
刚构桥是利用墩台与上部结构的固结构造,使跨中弯矩减小,同时在墩、台与梁结合处产生弯矩与推力,在同样通行荷载与使用同样建筑材料情况下,可以加大刚构桥的单跨跨径。
自1937年预应力混凝土桥在德国问世以来,在西欧德国法国、比利时等国发展较早,到二十世纪六十年代,随着高强混凝土与高强钢材的普及,预应力混凝土桥在世界上的各工业化强国得到广泛推广。
据1974年统计资料:大跨度250米以下的预应力混凝土桥已占桥梁总数的60%,英国占52%,苏联占70%,德国占80%,美国占27%。
预应力混凝土桥在世界各国得以大力发展主要是由于其刚度大、运营条件好、跨越能力较大、耐久性好、养护工作量少、造价比钢桥低这些优点。
我国从1956年开始发展预应力混凝土桥。
缓慢发展了近十年,逐步在设计理论与施工中掌握预应力建桥技术。
1966年第一次采用悬拼法施工的T型刚构桥石棉桥建成通车。
1966年开始设计的广西柳州大桥为单跨跨径达124m的预应力混凝土T型刚构式桥,是我国最早利用挂篮进行逐段悬臂施工技术的大型桥梁。
并且在施工前对该桥进行了大量科学试验项目。
例如混凝土徐变系数值的测定、24根D5高强钢丝锚固体系F式锚具试验、挂篮的型式选择与荷载试验、预应力束的穿束试验、预应力损失的测定——摩阻损失与错具损失、挂篮施工中控制混凝土出现初始裂缝的技术措施等。
钢结构200年发展历程从铁被人们发现开始,铁就与建筑有着紧密的关系,在人类建筑史上铁发挥着重要的作用。
但是,大规模的运用钢铁作为建筑材料还是从近200年开始的。
我国古代有许多运用铁构件建造的建筑,如公元694年在洛阳建成的“天枢”和公元1061年在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔等。
欧美等国在1840年之前多采用铸铁建造拱桥。
在1840年后,随着铆钉连接和锻铁技术的发展,铸铁结构逐渐被锻铁结构取代,1846年到1850年英国人在威尔士修建的布里塔尼亚桥就是这方面的代表。
该桥共有4跨,每跨均为箱型梁式结构,由锻铁型板和角铁经铆钉连接而成。
直到1870年成功轧制出工字钢后,形成了工业化大批量生产钢材的能力,强度高韧性好的钢材才逐渐在建筑领域代替锻铁材料。
20世纪初焊接技术和高强度螺栓的接连出现,极大的促进了钢结构的发展,除了欧洲和北美外,钢结构在前苏联和日本也获得了广泛应用,逐渐成为全世界所接受的重要的结构体系。
在新中国成立后,随着经济的发展,钢结构曾起过重要作用,但由于钢产量的制约,一定程度上影响了我国钢结构的发展。
自1978年改革开放后,随着经济的迅速发展,我国的钢产量也快速增加。
随着钢材供不应求的局面得到改变,我国的钢结构技术政策也从“限制使用”到积极推广应用。
自1988年发布的《钢结构设计规范》并不断改进后,钢结构在我国的带领快速发展。
与其他材料相比,钢结构性能出众,特点明显。
如:1.强度高,重量轻。
钢材与砖石、混凝土相比,虽然密度较大,但强度更高,承受相同的荷载时,钢结构比其他结构更轻。
以同样的跨度承受同样的荷载,钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土的1/4~1/3,冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10.2.材质均匀且塑性韧性好,和力学计算的假定比较符合。
钢材属单一材料,生产过程质量控制严格,因此组织构造比较均匀,弹性模量高,正常使用时具有良好的延性,可简化为理想弹塑性体,符合一般工程力学中的假设,计算结果也比较可靠。
桥梁发展与创新摘要:随着信息时代的到来,当这个地球变为地球村的口号逐渐为人们谈论时我们开始意识到快捷、高效的重要性。
桥梁作为连接世界的纽带更是日益凸显其优越性。
回顾历史,创新始终伴随着桥梁的发展,也是其生命力的源泉!关键词:发展工业革命钢筋砼创新1:桥梁的发展史在十八世纪以前世界桥梁的建设主要以土石材料为主的圬工拱桥,而中国的赵州桥(跨度:37m)就是其中的佼佼者。
中国在公元6世纪唐朝时期就有铁链索桥,但当时该类型桥还没有上升到刚度,稳定性等力学性质的分析上来,一定程度上还不属于现代桥梁。
自从1779 年第一座铸铁拱桥——英国Coalbrookdale桥(跨度:30.65m)问世以来标志着人类结束了土石建桥的历史,开启了现代建桥的历史新篇章。
在1801 年在英国伦敦泰晤士河铸铁拱桥(主跨达到183 m)的建成标志着人类向大跨度桥梁的一个开端。
赵州桥Coalbrookdale桥随着英国工业革命的开展,现代科学的蓬勃发展以及随之而来新型材料的不断问世,为桥梁发展起到了推波助澜的作用。
19世纪20年代波特兰水泥的出现由于其经济性和实用性较强很快得到了推广。
1850 年英国第一座跨度141 m 的钢箱梁桥Britannia 桥问世。
从此以后钢材在桥梁工程的建设的过程中就没有间断过。
1867年法国工程师艾纳比克在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后,受到启发,首先将钢筋混凝土应用到了土建行业。
1905年第一座钢筋混凝土桥梁问世。
在十九世纪末,随着记载中国铁索桥的文献也传入欧洲,悬索桥由于其在力学方面的优越性很快的到了发展。
在1883年建成的美国纽约布鲁克林桥(主跨486 m )。
由此也开始大跨度桥梁的建设风潮。
布鲁克林大桥进入20世纪以后,在1928年法国Freyssine首创了预应力混凝土的概念和设计理论,但由于二次世界大战而没能立即得到应用。
随后1938年德国Dishinger 提出的现代斜拉桥设计构思同样由于二战没能立刻得到应用。
预应力混凝土连续刚构桥的回顾与展望张继尧史方华(浙江省交通规划设计研究院)摘要:本文介绍了预应力混凝土连续刚构桥的特点及其发展史,下沙大桥在此类结构中的地位,并对预应力混凝土连续刚构桥的发展趋势谈了几点想法。
关键词:连续刚构连续梁组合体系新材料新工艺耐久性预应力混凝土连续刚构桥既有连续梁桥结构体系的特点:具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简易、抗震能力强等优点,而且具有T形刚构桥更有利于悬臂浇注、有利于机械化施工、有利于向更大跨径方向发展。
预应力混凝土连续梁桥的跨径在150m以下具有很大的竞争力,因为更大的跨度,采用特大吨位的支座使桥梁支座的养护或更换带来麻烦和困难。
带挂梁的T形刚构桥或带铰的T形刚构桥在施工中进行悬臂浇注或悬臂拼装无需体系转换,不但施工方便,而且受力明确,但是悬臂端竖向位移或铰上竖向转角不连续,不但使行车顺适性较差,对铰的设置与养护亦较困难。
预应力混凝土连续刚构桥整体刚度较大;梁、墩固结可减小墩身及基础的工程数量;利用墩的柔度,减少上部结构弯矩,以减小建筑高度,而且抗震性能好。
地震水平力可以有桥墩分担,由于桥墩和主梁固结,由地震水平力在桥墩下端产生弯矩较小。
由于是高度超静定,应力产生重分配,可以减小瞬时破坏的可能性。
它的主要受力特征:由于桥墩与主梁刚结,由温度变化、预应力、徐变和收缩产生次内力,将在桥墩基础作用有水平力。
1964年修建的联邦德国本道夫桥,主跨208m,已初步体现T形刚构与连续梁体系相结合的布置,而且T形刚构的粗大桥墩已被薄型柔性墩所代替,这是世界上最早的大跨径连续刚构桥(带铰)。
之后,日本在1972年修建了主跨230m的浦户大桥,继而又建成了主跨236m的彦岛大桥和主跨240m的滨名大桥。
日本所建的几座也都是带铰的连续刚构桥。
1979年,巴拉圭建成了主跨达270m的带铰连续刚构桥(Asuncion 桥)。
1997年,加拿大建成了跨径组成为165+43×250+165m的多跨带挂梁的T构(Confederation桥)。
连续刚构桥耐久性初步探索桥梁结构评估理论的发展大致可分为三个阶段:20世纪40-50年代,主要研究桥梁病害原因及修补方法;20世纪60-70年代,提出运用不同的方法对在役桥梁的性能进行评估,如总体评估、分项评估法等;第三阶段始于20世纪80年代,主要研究在役桥梁评估标准及标准的制定[6]。
从20世纪60年代开始,混凝土结构的使用进入高峰期,同时对混凝土结构的耐久性问题的研究也已成为国际学术机构或国际学术会议讨论的重要课题之一。
国际材料与结构试验学会(RILEM)于1960年专门成立了“混凝土钢筋锈蚀”技术委员会(12-CRC);1990年欧洲CEB的Model Cede增设耐久性这一章;1992年欧洲混凝土委员会颁布了《耐久性混凝土结构设计指南》,反映了欧洲混凝土结构耐久性研究的水平。
1951年,前苏联学者 A.A贝科夫和B.M.莫斯克文撰写了《混凝土的腐蚀》和《混凝土和钢筋混凝土的腐蚀及其防护方法》为后续防腐标准规范和钢筋混凝土结构耐久性的研究奠定了基础。
日本土木学会混凝土委员会于 1989 年制定了《混凝土结构物耐久性设计准则》。
美国 ACI437 委员会于 1991 年提出了“已有混凝土房屋抗力评估”的最新报告,提出了检测实验的详细方法和步骤。
2003年,Kei Kawamura和Ayaho Miyamoto 将神经网络运用到桥梁等级的评估中,[7]。
2006 年,Saptarshi Sasmal、K.Ramanjaneyulu、S.Gopalakrishnan 和 kshmanan 通过深入研究桥梁状态评估中使用的模糊数学理论,开发了一套基于模糊数学理论的在役桥梁评估系统程序和公式流程[8]。
2008年,Saptarshi Sasmal和 K. Ramanjaneyulu 在层次分析法和模糊理论的基础上,建立了一套评估在役桥梁耐久性的评估系统和公式,以便满足桥梁评估系统中的比较系统评估法[9]。
浅析连续刚构桥的发展与特点发布时间:2021-07-16T07:09:15.670Z 来源:《中国科技人才》2021年第10期作者:周鹏[导读] 现在高速公路交通的迅速发展,要求行车平顺舒适,多伸缩缝的常规桥型己不能很好满足要求,因此连续梁桥得到了迅速的发展。
上海同豪土木工程咨询有限公司湖北武汉 430070摘要:随着我国交通事业的快速发展和桥梁建设技术的不断提高,桥梁建设向大跨度、高难度的方向发展,大跨度预应力混凝土连续刚构桥型由于自身多方面优势成为120~300m跨径范围内的首选桥型,本文简要论述连续刚构桥的国内外发展现状及特点。
关键词:连续梁;T型刚构1国内外发展现状随着20世纪初钢筋混凝土和预应力混凝土技术的兴起,混凝土梁式桥得到了突飞猛进的发展,1985年,澳大利亚建成的门道桥(Gateway),跨径为145+260+145m,采用了双薄壁柔性墩、单室箱型主梁和C50高强混凝土,该桥保持世界第一达12年之久,是一座里程碑式的建筑。
迄今为止,世界上己建成的主跨大于200m的预应力混凝土连续刚构桥己经较为常见,目前世界最大跨径的预应力混凝土连续梁桥已在葡萄牙建成,跨径为250m,最大跨径的预应力混凝土连续刚构桥是1999年在挪威建成的Ralf Sundet桥,跨径为298m。
1988年建成的广东番禺洛溪大桥是我国第一座大跨径连续刚构桥,跨径组合为65+125+180+110m,1996年建成的湖北黄石长江大桥,主跨为245m,主桥连续长达1060m,我国最大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨径为270m的虎门辅航道桥于1997年建成,其主桥位于R=7000m的平曲线上,跨径组合为150+270+150m,建成时跨径居同类桥型首位。
在预应力混凝土桥梁高速发展的过程中,桥梁的施工技术也取得了相应的发展。
1953年联邦德国建成的主跨114.2m的胡尔姆斯(worms)桥,标志着悬臂浇注法在预应力混凝土桥梁的创造应用,并且发展了预应力混凝土T 型刚构,因而在桥梁发展史上具有里程碑的意义。
连续刚构桥的特点和发展现状综述连续刚构桥是一种常见的桥梁结构,它的特点是桥梁支座之间存在刚性连接,使得整座桥梁呈现出连续一体的特征。
这种结构的优点是能够充分利用桥梁材料的强度,提高桥梁的承载能力;同时还能够减少桥墩数量,降低桥梁造价。
但是,连续刚构桥也存在一些问题,比如存在大跨度桥梁结构在考虑结构整体性、合理性和经济性等因素时制约影响,设计难度大等。
本文将对连续刚构桥的特点、发展现状及存在的问题进行一些综述。
一、连续刚构桥的特点连续刚构桥的主要特点是桥墩之间采用了刚性连接,使得桥梁整体呈现出一体性的结构特点。
常见的连续刚构桥根据桥梁的形式可以分为梁式连续刚构桥和桁式连续刚构桥两大类。
梁式连续刚构桥主要是由连续的梁板组成,中间没有明显的道路跨径,采用连续桥板加连续墩和连续拱的形成模式使其能够有效地支撑道路荷载,获得足够的刚度和强度。
而桁式连续刚构桥则是由连续的桁架组成,中间也没有明显的道路跨径。
相对于梁式桥梁来说,桁架的钢材使用量往往更大,因此比较适合大跨度的桥梁跨径。
此外,由于桁架可以使用空心部件,因此桁式连续刚构桥对于减轻自重、节约材料、减少风荷载和阻挡视线等问题都有很好的效果。
因此,连续刚构桥的特点主要表现在两个方面,一方面是在结构形式上,采用了梁式或桁式的连续结构形成一体化的桥梁结构;另一方面是在构造设计上,采用了刚性连接使得桥梁中的每个支座之间都能够协同工作,从而提高了桥梁的整体强度和承载能力。
二、连续刚构桥的发展现状随着工程技术的不断进步和桥梁建设的需要,连续刚构桥在中国得到了广泛的应用和发展。
目前,连续刚构桥的应用范围主要涉及公路、铁路、城市轨道交通等领域,在地铁建设中也有着重要的应用。
近年来,随着我国经济的快速发展和交通运输的迅速增长,大跨连续刚构桥成为桥梁建设中的一个重要部分。
此外,我国桥梁行业也在不断推进现代桥梁建设技术的发展和创新,不断提出新的桥梁工程技术和结构型式。
三、连续刚构桥存在的问题虽然连续刚构桥具有很多优点,但也存在一些问题,需要在设计和建设过程中加以解决。
钢桥的发展史一、桥梁历史概述桥梁,作为一种越来越重要的交通设施,从原始时期开始逐步发展,从自然倒下来的树木,自然形成的石梁或石拱,到后来的人造木桥、石桥一直到近代的钢筋混凝土桥很钢构桥,技术不断发展进步,跨度越来越大,材料也日趋先进。
特别是钢桥,虽然仅有两百多年的发展历史,但由于自身的特性,在现代桥梁建设中得到了众多设计师的青睐,因而有许多著名的钢桥出现。
二、国外钢桥的发展1779年英国建筑师与炼铁专家达比建成世界第一座铁铸拱桥。
1840年惠普尔用铸铁和锻铁建成全铁桁梁。
自1850年之后,工程界逐步掌握了静定钢桁架梁的内力分析方法。
1867年,H.格贝尔哈斯富特建成了一座静定悬臂桁架桥。
1890年英国便建成了跨度521.2米的福斯湾铁路桥,它是公认的铁路桥梁史上的里程碑之一,这是一座弦杆用管形杆件的双臂梁铁路桥,据说这座桥的结构系统是从中国的木伸臂梁演变而来的。
19世纪60年代,炼钢技术的逐步发展,美国于1874年建成世界上第一座公路铁路两用的路易斯钢拱桥。
1883年交付使用的纽约布鲁克林大桥,连接着布鲁克林区和曼哈顿岛,是当时世界上最初的悬索桥,也是世界上首次以钢材建造的大桥,落成时被认为是继世界古代七大奇迹之后的第八大奇迹,被誉为工业革命时代全世界7个划时代的建筑工程奇迹之一,至今仍被使用,它的抗风性能好,为悬索桥向更大跨度的发展开创了先例。
旧金山金门大桥,1993年1月始建,1937年5月首次建成通车。
金门大桥横跨南北,将旧金山市与Marin县连结起来。
花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。
它不是世界上最长的悬索桥,但它却是最著名的。
金门大桥的巨大桥塔高227米,每根钢索重6412公吨,由27000根钢丝绞成。
1998年4月5日,世界上目前最长的吊桥——日本明石海峡大桥正式通车。
大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间,全长3911米,主桥墩跨度1991米,直径1.12米,由290根细钢缆组成,重约5万吨。
PC连续刚构桥PC连续刚构桥比PC连续梁桥和PCT型刚构桥有更大的跨越能力。
近年来,各国修建PC连续刚构桥很多,随着世界经济发展,PC连续刚构桥将得到更快发展。
1998年挪威建成了世界第一stolma桥(主跨301米)和世界第二拉夫特桥(主跨298米),将PC连续刚构桥跨径发展到顶点。
我国于1988年建成的广东洛溪大桥(主跨180米),开创了我国修建大跨径PC连续刚构桥的先例,十多年来,PC梁桥在全国范围内已建成跨径大于120米的有74座。
世界已建成跨度大于240米PC 梁桥17座,中国占7座,其中西部地区占5座(表五)。
1997年建成的虎门大桥副航道桥(主跨270米)为当时PC连续刚构世界第一。
近几年相继建成了泸州长江二桥(主跨252米)、重庆黄花园大桥(主跨250米)、黄石长江大桥(主跨245米)、重庆高家花园桥(主跨240米)、贵州六广河大桥(主跨240米),近期还将建成一大批大跨径PC连续刚构桥。
我国大跨径PC连续刚构桥型和PC梁桥型的建桥技术,已居世界领先水平。
表五:世界大跨度预应力混凝土梁桥连续刚构桥。
分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥,均采用预应力混凝土结构,有两个以上主墩采用墩梁固结,具有T形刚构桥的优点。
但与同类桥(如连续梁桥、T形刚构桥)相比:多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性,跨越能力大,施工难度小,行车舒顺,养护简便,造价较低。
多跨连续-刚构桥则在主跨跨中设铰,两侧跨径为连续体系,可利用边跨连续梁的重量使T构做成不等长悬臂,以加大主跨的跨径。
典型的连续刚构体系对称布置,并采用平衡悬臂施工方法修建。
漫谈大跨径连续刚构桥预应力损失大,有效预应力不易得到保证,教训是斜裂缝大量出现。
目前已认识到取消弯起束是不妥当的!于是重新回到设弯起束的正确轨道上来。
但为此已付出了代价。
设计中通常仅从纵向和竖向二维来分析主拉应力,但很不够,没有考虑横向的影响。
不考虑横向应力的影响,必然使计算的主拉应力值偏小。
第六章预应力混凝土连续梁(刚构)桥背景图片:法国南部的Sylans高架桥2012年6月8日《混凝土桥》第六章12、连续梁体系特点2、连续梁体系特点《混凝土桥》第六章0.8∼0.5之间。
对于三跨连续梁,边跨与中跨的比值多用0.6∼0.67;悬臂法0.3时,端支座上将有较大的负反力(即拉力)出现,对此种支座要作特2012年6月8日《混凝土桥》第六章92、立面布置(续)(2)、梁高布置-与跨径、施工方法有关等高连续梁-梁高不变。
具有构造、制造和施工简便的特点。
适用于中等跨度(40∼60m 左右)的、较长的桥梁。
可按等跨或不等跨布置。
长桥多采用等跨布置,以简化构造,统一模式,便于施工。
变截面连续梁-更能适应结构的内力分布规律。
受力状态与其施工时的内力状态基本吻合。
梁高变化规律可以是斜(直)线、圆弧线或二次抛物线。
箱型截面的底板、腹板和顶板可作成变厚度,以适应梁内各截面的不同受力要求。
设计参数:高跨比h/L (跨中、支点处) 边跨与中跨跨度之比L 1/L桂林雉山桥,V 形墩加挂孔的预应力混凝土刚构桥,主跨95m ,1988年完成台北忠孝桥,位于台湾省台北市,为一多孔Y型墩梁式桥,跨度80m,1981年竣工2012年6月8日《混凝土桥》第六章《混凝土桥》第六章德国Kochertal 桥,主跨布置为81+7×138+81m ,莱昂哈特设计,1980年建成《混凝土桥》第六章13芬兰图耳库-米勒刚架桥,跨度71.20m ,跨中梁高仅0.86m ,斜腿处梁高2.70m ,高跨比达到1/83-1/25,主梁纤薄,线条流畅2012年6月8日《混凝土桥》第六章15桥例(南昆四桥电视片剪辑)南盘江桥喜旧溪桥清水河桥板其2号桥16适用于中、小跨度的连续梁桥。
《混凝土桥》第六章17年6月8日《混凝土桥》第六章茅岭江铁路桥日本锦町铁路桥广东洛溪大桥休斯顿运河桥2012年6月8日《混凝土桥》第六章20丹麦瓦埃勒湾桥德国Kochertal 桥美国松谷河桥奥地利新帝国公铁两用桥2012年6月8日《混凝土桥》第六章21,一般需沿梁长设置一定数量的横隔板依主梁的构造和跨度大小确定,通常设置在支点,为加强桥面板与各箱间的联系,常在箱间设置横隔板。
连续刚构桥发展史桥梁作为人类交通和交流的关键设施之一,自古以来一直扮演着重要的角色。
在桥梁历史上,连续刚构桥是一种使用连续的钢梁或混凝土梁来承载整个桥梁重量的构造方法。
本文将介绍连续刚构桥的发展历史。
1.古代连续刚构桥在古代,人们使用石头或木材建造桥梁,对连续刚构桥的理解还很有限。
然而,有一座被认为是古代连续刚构桥的名胜古迹,意大利的泰维桥。
该桥建于公元公元1世纪,采用了连续拱形结构,是世界上第一座使用连续拱形设计的桥梁,通过该桥,人们开始意识到连续结构的优势。
2.欧洲中世纪连续刚构桥中世纪欧洲是桥梁建设的高峰期,很多精美的连续刚构桥相继出现。
其中最著名的例子是阿维农的圣贝内泽特桥,建于1345年至1423年。
这座桥跨越了罗讷河,是由多座石拱构成的连续结构。
圣贝内泽特桥的成功建造标志着中世纪欧洲桥梁建设技术的巅峰,为后来的桥梁建造提供了宝贵的经验。
3.连续刚构桥的现代发展进入现代,随着工业化的推动,连续刚构桥的设计和建造技术得到了极大的发展。
随着钢材的广泛应用,连续钢桥梁开始出现。
1903年,美国位于密西西比河的密尔沃基大桥成为世界上第一座使用钢材建造的连续刚构桥。
这座桥长2.34公里,使用了近5.5万吨钢材,是当时世界上最长的钢桥。
4.连续刚构桥的高速发展二战后,连续刚构桥的建设进入了一个高速发展期。
随着混凝土技术的进步,混凝土连续刚构桥开始兴起。
其中最著名的例子是美国的聯邦溜冰廳高速公路大桥(Foothill Freeway Bridge),这座桥在1959年建成,是世界上第一座混凝土连续刚构桥。
聯邦溜冰廳高速公路大桥采用了一系列连续混凝土箱梁构成的结构,通过这座桥,人们开始认识到混凝土在连续刚构桥梁中的优势。
5.现代连续刚构桥的创新近年来,随着工程技术的进步和设计理念的改变,现代连续刚构桥的设计和建造变得更加复杂和创新。
例如,西班牙的穹顶状桥梁“巴拉金湖之星”,是在支撑节点上添加弯矩铰节点以适应土地固定和温度变形的桥梁设计创新。
大跨经预应力连续钢构桥综述苏 灵(重庆交通大学,重庆 400047)摘要:连续刚构桥是一种常见的大跨度桥梁,本文主要对连续刚构桥的受力特点,发展、结构特点及介绍了建筑施工及控制技术。
介绍了连续刚构桥的受力特点。
同时在这篇文章的结尾期待着连续刚构的发展趋势。
关键字:连续刚构桥;特点;发展趋势引言:20世纪60年代以来,回望中国的桥梁发展,从小跨经的桥梁逐渐走向大跨径的趋势也体现了我国在桥梁结构方面所做的一些研究工作取得的较大进步。
同时为了适应大跨径的桥梁的发展,一些新型的材料以及工艺也不断涌现。
伴随着我国城市化的不断发展,大跨度的桥梁将适应未来的发展需求。
1 连续钢构桥梁的发展连续钢构桥最早源于德国、法国。
其具有典型意义的桥梁是1953年原联邦德国建成的沃伦姆斯(Wroms)桥,其主跨为114.2米,其施工时采用了了悬臂施工法,发展了预应力混凝土T型钢构,对其他桥梁的发展起到了很大程度上的推动作用。
在连续钢构桥梁的发展史中,最为知名的桥梁之一便是与1985年由澳大利亚建成的Gateway(门道桥),期跨经为145m+260m+145m,采用了双薄壁柔性墩,该桥位居世界桥梁之最长达12年之久。
连续钢构由于其墩梁固结,抗扭抗扭抗弯刚度大,符合大跨经桥梁的受力特点,其跨径适用范围逐渐发展到120-300m。
迄今为止,预应力混凝土连续钢构桥已经突破了300米,目前国外公路桥梁中最大跨经的预应力混凝土连续钢构桥为挪威于1998年底建成的Stolmasundq桥(主跨301m)及其级姐妹桥Raftsundq桥(主跨298m)。
从60年代以后,我国桥梁施工技术不断取得进步逐渐成熟起来。
1968年底建成的柳州桥中国是第一座采用分段悬臂浇筑法建成的T型钢构城市桥,该桥位于我国广西柳州市,主桥长408.19m,主跨为124米。
从80年代以后逐渐引进了连续钢构桥这一桥型。
其最具有代表意义的连续钢构桥梁是1988年建成的主跨为180m的广州洛溪大桥。
连续刚构桥结构特点及发展趋势【摘要】详细介绍了连续刚构桥的发展历程、受力特点及其适用范围,对现阶段连续刚构桥存在的主要问题进行分析总结,并针对性地指出这一桥型的主要发展方向,供相关研究人员参考借鉴。
【关键词】连续刚构桥;大跨度桥梁;存在问题;发展趋势1.引言随着我国公路交通运输事业的迅速发展,西部地区高等级公路建设步伐的不断加快,跨越山区深谷的桥梁日益增多。
这些地区的桥型选择时,通常采用大跨径桥梁,以达到减少下部结构工作量、降低下部结构造价的目的。
悬索桥、斜拉桥及高墩连续刚构桥均可作为跨越山区河谷的大跨度桥型方案。
然而悬索桥主缆、锚碇施工及加劲梁的拼装,需要较开阔的场地。
此外,山区地质、地形条件也使锚碇的选址和施工成为难题。
尽管较小跨径的斜拉桥可以采用预应力混凝土作为主梁的选材,但因山区的地形、环境条件给斜拉桥的主塔施工、斜拉索的运输与张拉带来困难。
因此 100~300 米跨越能力的桥型中,悬索桥和斜拉桥没有明显的竞争优势。
高墩大跨的预应力混凝土连续刚构桥往往被设计者作为优选的推荐桥型。
预应力连续刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点,又有墩梁固结刚度大、减少了大吨位支座使用,且超静定次数高结构的应力分布均匀的优点。
成为了目前广泛修建的桥型之一。
2.连续刚构桥的发展追根溯源,连续刚构桥结构体系由 T 型刚构桥发展而来[1]。
力学体系上看,带挂梁的T型刚构为静定结构。
恒载作用下带铰的T型刚构为静定体系,而活载作用下为超静定结构。
两者相比,带铰T型刚构由于相邻跨协同受力,主梁内力多为负弯矩控制,可以按悬臂梁配筋,配筋型式简单。
然而在温度、收缩徐变等因素作用下会引起悬臂端的变形,导致封铰时要较大的强迫位移,铰内会产生较大的附加内力。
加之桥面挠度、转角的影响,桥面不平顺。
而带挂梁T型刚构各跨则可以单独工作,梁内不会引起复杂的附加内力,而且略去了受力复杂、养护困难的剪力铰。
因而,早期T型刚构经历由带铰的T型刚构发展到后来的带挂梁的T型刚构。
桥梁用钢的发展史一、桥梁用钢的早期探索哎呀,咱们来聊聊桥梁用钢的发展呀。
在很早很早以前呢,那时候人们开始琢磨着用铁这种材料来建造桥梁啦。
不过那时候的技术还比较粗糙呢,铁虽然有一定的强度,但也有很多问题,像容易生锈之类的。
随着时间的推移,人们逐渐发现钢这种材料有着比铁更好的性能。
但是在早期呀,钢的产量非常低,而且制作工艺也不是很成熟,所以在桥梁上的应用也比较有限。
不过呢,那些勇于尝试的工程师们就像是探索新世界的冒险家一样,一点点地摸索着用钢来打造桥梁的结构部分。
二、桥梁用钢的发展阶段后来呀,工业革命就像一阵春风,吹来了很多新的技术和理念。
炼钢技术得到了很大的提升,产量也开始增加啦。
这个时候,桥梁用钢就迎来了它的发展阶段。
比如说,在一些大型的桥梁建设中,工程师们开始大量地使用钢材。
像那些横跨江河的大桥,用钢可以让桥梁更加坚固耐用。
而且呀,人们也开始研究不同种类的钢材在桥梁上的应用,比如有的钢材适合做桥梁的支撑结构,有的钢材则更适合做一些连接部分。
这就像是给桥梁量身定制衣服一样,不同的部位用不同的材料。
在这个阶段,桥梁用钢的设计和制造也变得越来越规范,有了一些标准来确保桥梁的质量。
三、现代桥梁用钢的多样化到了现代呢,桥梁用钢简直就是五花八门啦。
随着科技的不断进步,我们有了各种高性能的钢材。
这些钢材不仅强度高,而且还具有很好的韧性、抗腐蚀性等等。
比如说,有一种高强度的合金钢,它可以承受巨大的压力,在那些超大型的跨海大桥建设中发挥着重要的作用。
而且呀,现在的桥梁用钢还注重环保和可持续性呢。
工程师们会选择那些对环境影响小的钢材,就像是在照顾地球这个大家园一样。
同时,在桥梁的维护方面,也有专门针对用钢部分的维护措施。
比如说定期的检测,看看钢材有没有生锈或者变形之类的问题,如果有就及时修复,这样就能让桥梁使用得更久啦。
四、未来桥梁用钢的展望嘿,展望未来呀,桥梁用钢肯定还会有更大的发展。
随着材料科学的不断创新,说不定会出现一些超级厉害的新型钢材呢。
桥名竣工年代用途结构形式最大跨/m全长/m特点石棉桥1966公路预应力砼84126第一次采用悬拼法施工的预应力公路桥柳州桥1968公路预应力砼T型刚构124408.2第一次采用挂蓝悬浇的公路桥江津仁沱桥1977公路预应力砼桁式T构72.8146国内最大跨度跨中带铰的桁式T构台湾圆山桥1977公路预应力砼T型刚构150671国内最大带剪力铰的T构黄陵矶桥1979公路预应力砼T型刚构90380.2国内最大跨度带挂梁的桁式T构重庆长江大桥1980公路预应力砼T型刚构1741120我国最大跨度预应力砼T构三江大桥1981公路预应力砼T型刚构158762.8我国承载力最大的公路T构浊漳河桥1981铁路预应力砼斜腿刚架82171.1国内第一座预应力砼斜腿刚架桥安康汉江大桥1982铁路钢斜腿刚架1761152国内第一座钢斜腿刚架桥雉山漓江桥1987公路预应力砼V型刚架95263.5国内第一座采用V型桥墩洛溪大桥1988公路预应力砼连续刚构1801916国内首次采用大吨位力筋的桥梁沅陵大桥1991公路预应力砼连续刚构140767.2横向无粘结力筋,采用φ3.5m大直径钻孔桩,引桥顶推采用滑动与永久和二为一的支座体系黄石长江大桥1995公路预应力砼连续刚构2452580国内最大连续长度预应力连续刚构虎门大桥辅航道桥1997公路预应力砼连续刚构270为当时世界之最,预应力束上布置彻底消除了弯起束和连续束重庆黄花圆大桥1999公路预应力砼连续刚构2501030国内同类桥型连续长度最长桥厦门海沧大桥西航道桥1999公路预应力砼连续刚构140380双幅位于曲线上的桥1概述预应力砼连续刚构桥在体系上属于连续梁桥。
连续梁桥是一种古老的结构体系,它具有变形小,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。
但由于施工方法限制,50年前的连续梁跨径均在100m以下,随着悬浇、悬拼等施工方法的出现,产生了T型刚构。
PC连续刚构桥PC连续刚构桥比PC连续梁桥和PCT型刚构桥有更大的跨越能力。
近年来,各国修建PC连续刚构桥很多,随着世界经济发展,PC连续刚构桥将得到更快发展。
1998年挪威建成了世界第一stolma桥(主跨301米)和世界第二拉夫特桥(主跨298米),将PC连续刚构桥跨径发展到顶点。
我国于1988年建成的广东洛溪大桥(主跨180米),开创了我国修建大跨径PC连续刚构桥的先例,十多年来,PC梁桥在全国范围内已建成跨径大于120米的有74座。
世界已建成跨度大于240米PC 梁桥17座,中国占7座,其中西部地区占5座(表五)。
1997年建成的虎门大桥副航道桥(主跨270米)为当时PC连续刚构世界第一。
近几年相继建成了泸州长江二桥(主跨252米)、重庆黄花园大桥(主跨250米)、黄石长江大桥(主跨245米)、重庆高家花园桥(主跨240米)、贵州六广河大桥(主跨240米),近期还将建成一大批大跨径PC连续刚构桥。
我国大跨径PC连续刚构桥型和PC梁桥型的建桥技术,已居世界领先水平。
表五:世界大跨度预应力混凝土梁桥连续刚构桥。
分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥,均采用预应力混凝土结构,有两个以上主墩采用墩梁固结,具有T形刚构桥的优点。
但与同类桥(如连续梁桥、T形刚构桥)相比:多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性,跨越能力大,施工难度小,行车舒顺,养护简便,造价较低。
多跨连续-刚构桥则在主跨跨中设铰,两侧跨径为连续体系,可利用边跨连续梁的重量使T构做成不等长悬臂,以加大主跨的跨径。
典型的连续刚构体系对称布置,并采用平衡悬臂施工方法修建。
漫谈大跨径连续刚构桥预应力损失大,有效预应力不易得到保证,教训是斜裂缝大量出现。
目前已认识到取消弯起束是不妥当的!于是重新回到设弯起束的正确轨道上来。
但为此已付出了代价。
设计中通常仅从纵向和竖向二维来分析主拉应力,但很不够,没有考虑横向的影响。
不考虑横向应力的影响,必然使计算的主拉应力值偏小。
正如《苏通大桥副桥连续刚构设计》一文所说,“经计算分析,箱梁的横向荷载对腹板产生的效应很大。
考虑此项效应的主拉应力将远超出规范允许值”。
此外,由于采用箱形截面,扭转、翘曲、畸变也会使腹板中的剪应力加大,从而增大主拉应力。
因此,应该按三维进行分析。
过去大跨径梁桥出现较多斜裂缝,重要原因之一是与设计上对主拉应力估计不足有关。
腹板偏薄,配置普通钢筋偏少,也会导致腹板斜裂缝的产生。
在箱梁腹板内外侧均有可能存在横向拉应力,当配筋不足时会在腹板发生纵向裂缝。
变截面箱梁的底板由于施加预应力而产生径向力,当底板横向配筋不足,会在底板横向跨中下缘及横向两侧底板加腋开始的上缘,出现纵向裂缝。
参考文献:[1].杨高中.连续刚构桥在我国的应用和发展[J].中国公路学报.1998.6[2]. 范立础编著.预应力混凝土连续梁桥.人民交通出版社.1988.2从1988年我国第一座连续刚构桥建成到现在已经10年了,10年中连续刚构桥以其结构简单、受力合理而得到广泛的应用和迅速的发展。
虎门大桥辅航道桥以其主跨270m的跨径跃居世界现有同类桥型的首位。
随着新问题的出现及其解决,将进一步推动本桥型在我国的应用和发展......最大跨径连续刚构桥合龙本报讯(记者王丰通讯员刘德联)11月11日早晨6时20分,在时速350公里的广深港铁路客运专线现场,经过中国铁建十四局集团的精心施工,全长168米的连续刚构桥全部成功合龙(见图,王丰摄),创中国铁路连续刚构桥跨径之最。
位于沙湾镇境内的沙湾水道特大桥全长18.081公里,主桥跨沙湾、紫坭水道,其中有4孔主跨连续刚构桥梁每跨168米,桥高45米,建于国家一级航道的深水中,水中墩水深13米,大桥建设为广深港铁路客运专线建设的重难点工程。
大桥主跨设计为168米长的双跨连续刚构梁,这在中国铁路建设史上还是首次。
施工难度大,科技含量高。
承担本工程建设的中国铁建十四局集团广州工程指挥部专门成立了科技攻关小组,并聘请了有关专家作为技术顾问,共同对本桥进行线型和应力监控。
因沙湾水道特大桥6个主墩位于沙湾水道正中间,河床为裸露基岩,承台设计全部深埋于河床基岩中。
按照正常施工方法,双壁钢围堰根本无法下沉到位。
在集团公司专家组和项目部多次调查论证后,决定采用水下爆破法先开挖水下基坑,再下沉双壁钢围堰的方法。
客运专线168米双主跨连续刚构桥施工目前国内尚无成功经验,而且本桥采用无砟轨道,梁部采用先中跨后边跨的合龙方式,对悬灌梁施工过程中线形、应力控制和成桥后跨中挠度要求都非常之高,难度很大。
项目攻关小组对大桥梁部首先对施工荷载、桥梁恒载、机车活载、温度影响等进行了准确地建模计算,施工中攻克多个技术难题。
新规范下大跨连续刚构桥长期挠度计算的反思王培金1,2盛洪飞1孙飞1(1 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨 150090(2 山东省交通规划设计院济南 250031)摘要:提高对混凝土收缩徐变的长期预测精度,是大跨度桥梁设计中要解决的一个关键问题。
考虑新规范中可变作用准永久值的影响,分三个阶段对大跨度预应力混凝土连续刚构桥的徐变变形进行理论分析,探讨预测大跨度连续刚构桥长期挠度的方法,为此类桥梁的长期挠度预测及改进设计方面提供依据。
关键词:桥梁工程;准永久值;分阶段;连续刚构;徐变变形;长期挠度预测0 前 言现有大跨度连续刚构桥跨中下挠过大已成为一种普遍的现象,尤其后期变形继续加大的问题出乎设计预测之外,这也是广大工程师们十分头疼的问题。
究其原因主要是对混凝土收缩徐变的影响程度及长期性严重估计不足。
预应力混凝土连续刚构桥由于混凝土的固有性能收缩徐变的影响,必然会造成桥梁结构的几何线型和内力状态随时间而发生变化,某建于1997年的主跨270m 连续刚构桥,至2003年12月,实测下挠了22㎝;某主跨245m 的一座同类结构的大桥,跨中也严重下挠,最大达32㎝。
许多大跨度桥梁都有类似的现象,这会使桥梁运营期内出现不良线型而引起乘客的不舒适感,甚至危及高速行车时的安全。
文献[1]对主跨270m 的连续刚构桥进行了连续7年的长期观测,结果是其主跨跨中挠度因混凝土徐变、收缩等因素逐年增长,而且尚未停止。
因此提高混凝土收缩徐变的长期预测精度对连续刚构桥长期变形的分析和控制具有非常重要的现实意义。
本文的分析方法可对该类型桥的使用状况有一个直观的认识,探索出一个较准确预测大跨度连续刚构桥长期挠度的方法,为此类桥梁的长期挠度预测及改进设计方面提供依据。
1 预测长期挠度的方法徐变变形预测的传统方法仅考虑一、二期恒载的长期作用,实践证明,该方法对混凝土收缩徐变的影响程度及长期性估计不足,即目前对徐变变形还难于从理论上给出非常准确的预测,因此对实桥进行挠度观测和理论计算研究就显得非常重要。
新规范[2]采用以概率理论为基础的极限状态法,以大量调查实测资料和试验数据为基础,运用1统计数学的方法,寻求各随机变量的统计规律,规定在长期效应组合中应考虑可变作用准永久值的影响,使结构设计更符合客观实际。
本文拟用文献[1]提供的某主跨270m 连续刚构桥挠度长期观测的实测数据,考虑新规范中的准永久值来对理论徐变计算值进行验证,并通过有限元分析,最终对成桥后的长期徐变变形给出较准确的预测。
由于桥梁结构在营运状态下的应力一般不会很大(一般ck kc f 5.0≤σ),可以应用混凝土的线性徐变理论,分批施加应力所产生的应变满足叠加原理。
故本文分如下三个阶段对实桥的徐变变形进行分析:第一阶段是在主体结构施工完成后但尚未进行二期恒载施工的间隙时间;第二阶段是二期恒载施工完成后但尚未通车的传统长期徐变挠度预测方法;第三阶段是考虑准永久值后运营期内的长期挠度预测。
2 桥例分析2.1工程简介某主跨270m 的双壁墩预应力混凝土连续刚构桥,跨径布置为150m+270m+150m ,主梁采用变截面箱形形式,桥宽31 m ,分上下平行的2个单独桥方案,单桥宽15 m ,上部构造采用悬臂浇筑的施工方法,其挠度长期观测数据如表1所示(只列出一幅桥(左线桥)的主跨跨中挠度的数据进行分析)。
表1 主跨跨中累计挠度实测数据图1 有限元计算模型时间(年月) 1997-121998-051999-032000-012000-112001-122002-122003-12挠度(㎜) 0 0.63 60.31 96.83 137.69 161.92 179.6 207.492.2计算分析本文使用大型通用有限元程序ANSYS对该桥的徐变变形及其随时间的发展规律进行3维有限元分析。
利用ANSYS的用户程序特性(UPFs)进行2次开发,嵌入新规范中混凝土的徐变公式,混凝土的收缩按降温法等效考虑,利用ANSYS中单元的生死功能模拟施工过程。
建模时混凝土部分采用solid95实体单元;预应力钢筋采用link8单元,ANSYS中考虑预应力的方法有很多种,如等效荷载法、初始应变法、降温法,本文采用初始应变法,将混凝土和预应力筋沿桥梁纵向划分为若干单元,可以实现混凝土与预应力钢筋共同工作,通过每个单元不同的实常数模拟力筋各处不同的应力,可以模拟应力损失的影响。
但是该模型未考虑灌浆过程,即对于力筋的滑动问题,实桥采用后张法施工,在张拉过程中,力筋与混凝土之间没有粘结,存在接触与滑动,同时该阶段应按净截面计算应力,在张拉完毕灌浆后混凝土与力筋建立了粘结,实际上该简化对计算结果影响非常小。
其有限元模型见图1所示,该桥是按全预应力进行设计,因为现关心的是徐变变形,以下计算仅给出徐变变形的计算结果,最后再与实测结果进行对比分析。
2.2.1第一阶段主体结构合拢后但尚未进行二期恒载施工的徐变变形表2为桥梁主体结构合拢后随龄期而增长的徐变变形值,可以看出:徐变引起主梁上拱(负值),中孔跨中的徐变上拱变形均随时间而增长。
表2 桥梁主体结构合拢后随龄期而增长的徐变变形值合拢后的天数(d)10 20 30 40 50 60中孔跨中竖向变位(mm)-2.74 -4.58 -6.57 -8.71 -10.71 -12.28 以上结果表明:在一期恒载作用下的徐变变形随时间上挠,这对于后期的徐变变形是有利的,因此,尽量推迟二期恒载的施工时间能够减小后期的徐变变形。
但是,在实际工程中往往工期比较紧,混凝土强度上来之后便立即施工二期恒载,下面假设二期恒载的施工周期为40天。
2.2.2第二阶段二期恒载施工完成后的长期徐变变形全桥合拢后,二期荷载的施工周期为40天,此时二期载施工完成后的跨中长期徐变挠度随时间的计算结果如表3所示。
可以看出,一、二期恒载共同作用下的长期徐变变形是下挠的,并且下挠值随时间的增长而增长,到300天基本达到徐变半终值,1800天后基本趋于稳定。