大悬臂预应力混凝土盖梁设计论文
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2020年7月第7期城市道桥与防洪桥梁结构105 DOI:10.16799/j.c nki.csdqyfh.2020.07.029大悬臂预制拼装盖梁设计周轶琰(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092)摘要:以上海市浦东新区龙东大道改建工程采用的大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象,简要介绍大悬臂预制拼接预应力盖梁的设计思路、计算方法、预应力盖梁设计中应注意的几个问题,供类似工程设计参考。
关键词:大悬臂;预制拼接;盖梁设计中图分类号:U443.22文献标志码:A文章编号:1009-7716(2020)07-0105-040引言目前,在城市高架桥的建设中,除了考虑安全、经济、适用、美观等要求外,还要尽可能少占用城市用地,并且减小对地面交通的影响,因此对桥梁下部结构型式有较高要求。
大悬臂预应力盖梁造型简单大方,施工周期短、造价低、施工质量易于控制,结构的整体性好、梁高小且外观美,桥下空间大,占地面积小,特别适用于架设大量高架桥且施工时间紧张的工程。
本文以上海市浦东新区龙东大道(罗山路一G1501)改建工程为背景,介绍了大悬臂预应力盖梁的设计,可供类似工程设计参考。
1工程概况龙东大道(罗山路一G1501)改建工程西起内环线张江立交东侧,东至G1501立交西侧,路线全长13.85km。
主线高架桥梁标准桥宽为25m,桥梁荷载为城-A级。
主线高架上部结构主要采用跨径30m左右的先简支后连续预应力混凝土小箱梁,跨路口和航道等处采用简支组合梁和连续钢箱梁叫根据总体方案,主线高架桥梁为整幅式断面,标准桥宽25m桥梁采用双柱桥墩大挑臂预制混凝土盖梁(见图1)。
本文主要介绍跨路口处双柱桥墩大挑臂盖梁的设计与受力分析。
2结构设计本文选取45m跨简支钢混组合梁桥墩进行收稿日期:2020-02-12作者简介:周轶琰(1988—),女,本科,工程师.从事桥梁设计工作。
图1主线高架桥标准横断面示意图分析。
桥墩采用大挑臂平头盖梁,盖梁前侧接6片30m跨简支小箱梁,后侧接4片45m跨钢混组合梁。
预应力混凝土结构论文大跨度预应力混凝土结构施工技术探析摘要:文章简要从施工准备、模板工程、混凝土工程及预应力工程施工等方面介绍了大跨度预应力混凝土结构施工技术。
关键词:大跨度;预应力;混凝土结构随着工业及民用的需要,当前的建筑结构朝向大跨度、大空间的方向发展,而大跨度建筑又多采用预应力结构。
一直以来,大跨度预应力混凝土施工是建筑施工的重点和难点,因为如果施工质量控制不当,大跨度预应力混凝土结构施工中容易出现模架垮塌、大体积混凝土裂缝以及预应力损失等诸多问题,为工程留下质量隐患,危害建筑结构的安全。
一、预应力混凝土结构的特点1.预应力结构的优点(1)改变了结构的受力性能,提高了构件的刚度、抗裂度。
由于在构件的受拉区预加压应力,便会减小此处的拉应力,较小构件的实际挠度,提高了结构的抗裂度,推迟了裂缝的出现和限制了裂缝的宽度,增强了结构抗侵蚀和抗渗能力,延长了构件的寿命。
(2)减小混凝土梁的剪力和主拉应力。
预应力凝土梁在支座附近承受的剪力会因梁的曲线筋而减小,混凝土截面上预压应力也会减小荷载作用下的主拉应力,从而有利于减小混凝土梁腹的厚度。
(3)节约材料,降低工程造价。
预应力结构可充分发挥钢筋的作用,尤其是大跨度结构,可用预应力混凝土结构代替钢结构,节省钢材用量,降低了造价。
(4)有助于构件工厂化生产。
预应力可以作为构件拼装手段,许多大中型构件可在工厂分件预制,现场拼装,从而提高施工效率。
2.预应力结构的缺点。
需要张拉机具、灌浆设备等专门的设备;工艺复杂,质量要求高,对施工队伍的专业素质要求高;不易控制预应力反拱,可能影响结构使用效果。
二、模板工程施工大跨度预应力结构施工应控制模板工程的质量,防止模板垮塌。
1.脚手架搭设。
在预应力结构施工前,搭设满堂脚手架前,将要设置钢管立杆的部位土方打夯结实,并将30mm厚的通长脚手板铺设在立杆的下面。
支柱上面垫100*100mm方木,并在支柱离地500mm 处加一道剪力撑和水平拉杆,然后以上每隔1.8m设一道,以保证脚手架的整体稳定性。
大悬臂预应力盖梁设计与计算分析摘要:以大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象,笼统的介绍了公路桥梁大悬臂预应力混凝土盖梁的设计背景、盖梁基本知识、技术标准、施工工作中应注意的几个问题。
关键词:大悬臂预应力;混凝土;盖梁设计;计算分析1.设计背景在城市桥梁建设中,周围环境对桥梁上下部分结构的选型影响较大,要使桥梁结构与周围环境在空间上相协调满足城市景观的要求,桥下也要有足够的行车道宽度。
城市的交通工程难以在短时期内竣工,这就对城市的交通起了一定阻碍作用。
然而城市的不可间断性也制约着工期,因而城市的上部结构一般采用预制拼装,下部结构要保证桥下有足够行车宽度和视野通透,使得车辆在道路中安全行驶。
2.盖梁设计概况对某高架桥双墩柱大悬臂预应力盖梁进行了分析,从大悬臂预应力盖梁的受力模式和计算方法等方面进行了论述,分析了计算结果,可作为该类型盖梁设计的参考。
2.1 技术标准(1)设计速度;(2)设计荷载;(3)桥梁宽度;(4)地震烈度。
2.2 盖梁尺寸盖梁尺寸对整个盖梁设计有重要的作用,它是设计和施工的基础。
上部构造预应力混凝土小箱梁,下部结构受市政路干扰较大,采用了双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁。
盖梁截面采用倒T型形式,,T形结构尺寸设计可分为盖梁长度、两侧各悬臂、两墩柱中心间距、顺桥向顶宽度,两侧垫石平台宽度根部高度端部长度值。
盖梁由根部到端部采用圆弧形过渡。
在弧形处最好设置上监控摄像头和路面提供限速标志,防止司机的车速太快出现交通事故。
2.3 盖梁预应力钢束预应力混凝土盖梁混凝土结构,预应力钢束采用的绞线,预应力钢束布置都要符合国家标准,相应有关参数如下:(1)预应力管道采用塑料波纹管;(2)管道摩擦系数;(3)管道偏差系数;(4)钢筋回缩和锚具系数;(5)张拉控制应力。
2.4 盖梁施工步骤(1)立模浇筑盖梁混凝土,待混凝土强度达到设计强度的90%时张拉钢束达到国家标准值;(2)由中间向两端对称架设预制箱梁;(3)架梁结束后张拉钢束;(4)二期恒载施工。
浅谈大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算摘要:大悬臂盖梁的结构受力情况较为复杂。
盖梁的内力计算,经常使用计算机建立有限元模型来模拟真实受力状态进行设计分析。
关键字:桥梁;预应力;盖梁;设计中图分类号:k928文献标识码: a 文章编号:1、引言随着交通建设步伐的不断加快,交通建设标准的不断提高,特别是高速公路上的桥梁大都是双向4车道甚至6车道或更多,如桥梁采取单幅桥梁,就导致盖梁的横桥向长度甚至达到了20m以上。
长度20m以上的盖梁若采用普通钢筋混凝土结构,要求有较大的梁高,而且至少需要三柱式甚至四柱式以上桥墩才能够满足受力要求。
使用预应力盖梁是减少墩柱的数量、降低梁高有效的办法,并可以提高其结构的受力性能和抗裂性能。
2、工程概况某高速公路上桥梁工程较多,其中某桥上部基本结构采用30m先简支后连续预应力小箱梁,下部结构应用了桩柱式桥墩,预应力盖梁尽量减少墩柱的数量,以保证桥下的通透,便于桥下土地的利用。
预应力盖梁采用a类预应力混凝土结构,预应力钢束采用低松弛高强钢绞线,预应力钢束布置如下图所示。
预应力管道采用塑料波纹管;管道摩阻系数:;管道偏差系数:;钢筋回缩和锚具变形:;张拉控制应力:。
荷载等级为:公路一级。
结构设计基准期为100年;抗震设防等级按地震加速度峰值0.10g(基本烈度vi),桥梁工程按vii度进行设防。
荷载的取值,1)、恒载。
上部结构恒载包括30m 预制箱梁自重、防撞护栏撞、桥面铺装重。
恒载通过支座传递到盖梁、故将上部恒载简化为集中力加载在盖梁相应位置处。
2)、活载。
汽车荷载采用公路——i级车辆荷载。
按桥面偏载最不利位置加载。
3)、温度荷载。
整体升温、降温,并按jtgd60-2004公路桥涵设计通用规范第4.3.10考虑梯度升温、梯度降温。
4)、沉降。
墩底沉降取0.005m。
3、盖梁计算盖梁采用midas fea进行有限元分析,模型中建立了盖梁和桥墩,墩底和承台,承台固结(如图)。
盖梁计算时,其控制截面主要是盖梁中部上缘和悬臂根部下缘位置。
大悬臂预应力盖梁设计及强度分析摘要:本文以某过渡墩大悬臂盖梁为例,介绍大悬臂预应力混凝土盖梁设计及强度分析验算。
关键词:不等跨过渡墩大悬臂倒T 承载能力计算中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:1.概述装配式预制梁桥受力明确,构造简单,易于标准化和规模化施工,是中小跨径桥梁中应用最为广泛的桥梁结构形式。
盖梁作为预制梁桥重要的承重构件,承受上部结构的荷载并将其传递给桥墩。
采用预制梁桥就不可避免地遇到盖梁设计问题。
近年来,大悬臂盖梁以其线条简洁、造型美观、桥下空间易于利用等特点,在城市桥梁中得到越来越广泛地利用。
在城市桥梁中,因为影响布跨的因素较多,常常出现连接非等跨桥梁的过渡墩。
这样,过渡墩的大悬臂盖梁除了要进行抗弯和抗剪的设计外,还有比普通盖梁更加突出的抗扭设计问题。
本文以某过渡墩大悬臂盖梁为例,介绍大悬臂预应力混凝土盖梁设计及强度分析验算。
2.工程实例及计算模型某桥梁过渡墩两侧分别接40米和25米小箱梁,采用盖梁接双柱式桥墩。
为降低盖梁高度,增加桥下净空,使盖梁视觉上更轻巧美观,本桥墩选择了倒T型盖梁。
倒T型盖梁一般梁高较高,可以提供较普通盖梁有更好的强度,对结构的纵向抗震也有好处。
本桥墩盖梁横桥向宽26.9米,悬臂长度9.55米。
盖梁根部梁高4.4米,悬臂端梁高3.45米。
盖梁截面全宽3.3米,倒T部分腹板宽1.5米。
本桥墩两侧桥跨长度相差较大,为减小桥墩顺桥向弯矩,设置了30厘米的偏心。
盖梁构造及配筋如下图1~图3所示:图1 盖梁一般构造图2 盖梁预应力钢束布置图3 盖梁钢筋布置示意3.盖梁计算3.1计算内容对于大悬臂盖梁来说,主要计算内容在于其悬臂部分的结构计算。
本次计算将桥墩盖梁简化为三维杆系计算模型,验算盖梁悬臂控制截面在外荷载作用下的抗弯、抗剪及抗扭承载能力是否满足规范要求。
3.2计算方法除自重外,盖梁主要承受上部传来的荷载。
上部恒载按实际重量计算,活载根据车轮作用的最不利位置采用杠杆法得出各支座反力。
双墩柱大悬臂预应力盖梁设计探讨摘要:通过笔者参与设计的一座高架桥的双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象,简要介绍双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁的设计及在设计中应注意的问题。
关键词:盖梁预应力设计近年来,随着城市规模的不断扩大,快速路及大型立交应运而生,大量高架桥在城市中不断出现,设计中经常采用预制拼装上部结构和大悬臂预应力盖梁桥墩相搭配的结构形式,此类型下部结构既减少占地面积,节省征地等费用,又增加桥下空间的通透性。
上部结构采用预制结构,施工工艺成熟,既保证了施工质量,缩短了工期,又节省造价[1]。
因此,该类方案不仅在技术上安全可行,而且在景观和造价方面均满足要求而备受业主的青睐。
本文以某工程项目高架桥中的双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁为例,介绍了该类型盖梁的受力特性和设计要点。
1 盖梁的受力特性盖梁将上部结构所受荷载传递给墩柱和基础,是下部结构设计中的重要部分。
排架墩台在横桥向由盖梁与柱(桩)组成框架结构,对于双墩柱的盖梁可按连续梁计算。
与外加荷载相比,盖梁自身产生的结构内力很小,盖梁上绝大部分的力来自于上部结构经支座传递的集中力。
2 盖梁设计概况2.1 盖梁的构造尺寸及预应力钢束布置此高架桥中的双墩柱大悬臂预应力混凝土盖梁总长为2198 cm,左悬臂长774 cm,右悬臂长624 cm,根部高为250 cm,端部高为150 cm,盖梁宽250 cm。
采用双圆柱墩,墩直径为210 cm。
主要尺寸见图1。
预应力混凝土盖梁采用A类预应力混凝土结构,预应力钢束采用φs15.24低松弛高强钢绞线,其标准强度均为fpk=1860 MPa,弹性模量Ep=1.95×105 MPa,延伸率不小于3.5%。
预应力钢束布置如图1所示。
预应力管道采用塑料波纹管;管道摩擦系数:u=0.15;管道偏差系数:k=0.0015/m;钢筋回缩和锚具变形:6mm;张拉控制应力:1395 MPa。
2.2 盖梁的施工步骤预应力混凝土盖梁设计时既要保证使用阶段结构的安全,也要保证施工阶段结构的安全,并尽可能方便施工,所以预应力盖梁的钢束通长状况下可分两批次张拉[2],同时考虑施工的便易性,本盖梁采用单侧张拉。
预应力混凝土连续梁桥设计本次设计旨在让设计者熟悉现行规范,即《JTG D62-2004》及《JTG D60-2004》,以及桥梁设计的一般步骤及方法。
通过设计,设计者能够对大学期间所学的知识加深理解,并能够系统地运用起来。
除此以外,设计者在解决设计中所遇到的难题的过程中,查阅资料的能力得到提高,并且学到了不少新的没有接触过的知识。
本次设计的主体是一座采用挂篮悬臂现浇施工的变截面预应力连续箱梁桥。
连续梁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、养护简易、抗震能力强等优点。
本次设计的桥梁为变截面布置,因为大跨桥梁在外载和自重作用下,支点截面将出现较大的负弯矩,从绝对值来看,支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩,因此,采用变截面梁能符合梁的内力分布规律。
同时,大跨连续梁桥宜选用悬臂法施工,而变截面梁又与施工的内力状态相吻合。
在20世纪50年代以前,预应力混凝土连续梁虽是常被采用的一种体系,但跨径均在百米以下。
这主要是因为采用满堂支架施工,费工费时,限制了它的发展。
50年代后,预应力混凝土桥梁应用悬臂施工方法后,加速了它的发展步伐。
本设计中采用的挂篮悬臂现浇施工方法首先由联邦德国迪维达克公司创造和使用,它使用少量施工机具设备,避免大量支架,可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交桥梁,而且施工不受跨度限制,跨度大,其经济效益高,所以大跨连续梁桥常采用挂篮悬浇施工。
由于施工的主要作业都是在挂篮中进行,挂篮设有外棚,不受外界气候影响,便于养护;操作重复,有利于高效率工作和保证施工质量,同时还便于在施工中不断调整节段误差,提高施工精度。
本设计主要是设计该变截面预应力连续箱梁桥的上部结构的预应力筋的配置。
一、跨径比一般情况下,为使边跨正弯矩和中支点负弯矩大致接近的原则,以使布束更趋合理,构造简单,故L1/L2=0.539~0.692是常见的边、主跨的跨径比范围,当L1/L2≤0.419时,边跨则需压重,应属于非常规的特殊处理;大都L1/L2=0.54~0.58则较合理,这将有可能在边跨悬臂端用导梁支承于端墩上合拢边跨,取消落地支架。
预应力混凝土桥梁工程论文-桥梁工程论文-工程论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——1预应力混凝土的特点1.1优点①抗裂性好,刚度大。
②节省材料,减小自重。
③提高构件的抗剪能力。
由斜截面抗剪承载力验算公式0dcssbpbVVVV可知控制截面弯起的预应力钢筋对斜截面抗剪承载力有贡献。
④提高构件的耐疲劳性能。
预应力混凝土桥梁具有强大预应力的钢筋,在运营阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小,故可提高抗疲劳性能。
⑤降低构件在正常使用状态下的挠度。
在相同受力条件下,构件的挠度与刚度成反比,由于预应力混凝土构件较钢筋混凝土构件刚度大,所以在相同条件下,预应力混凝土可以减少受弯构件的挠度。
1.2缺点①工艺较复杂,对质量要求高,需要配备一支技术较熟练的专业队伍。
②需要有专门的施工设备,如千斤顶、张拉台座、灌浆设备等;此外先张法施工时需要专门的预制场。
2预应力混凝土的分类(1)根据预应力混凝土中预加应力的程度分为全预应力混凝土(预应力混凝土构件在全部使用荷载的作用下不产生弯曲拉应力)、A类部分预应力混凝土(预应力混凝土结构物的拉应力不超过规定的允许值,即“拉而不裂”)和B类部分预应力混凝土(结构在自重作用下不产生拉应力,而在荷载短期效应组合下容许开裂,即“裂而有限”)。
全预应力混凝土可使构件的控制截面在受拉区边缘不产生拉应力,对结构的承载力和耐久性等均较有利,但全预应力混凝土构件也有自己的不足:①主梁反拱度过大,以至于桥面铺装实际的施工厚度变化较大,可能造成局部铺装厚度较薄,易破损,影响行车顺畅;②施加预应力较大,锚下混凝土应力较大,出现沿预应力钢筋方向不能恢复的裂缝;③由于全预应力混凝土需要施加较大的与压力,所以所用的预应力钢筋较多。
部分预应力构件在实际工程中应用较为普遍,设计人员可以根据结构使用要求来选择预应力度;(2)根据给预应力筋实施张拉是在预应力混凝土构件形成之前或之后分为先张法和后张法两种。
大悬臂预应力混凝土盖梁设计摘要:本文以广东省某高速公路实际桥梁采用的大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象,简要阐述了公路桥梁大悬臂预应力混凝土盖梁的设计计算方法,供其他设计人员参考。
关键词:预应力盖梁大悬臂设计活荷载Abstract:The paper took a highway bridge with large cantilever prestressed concrete cap beam in Guangdong Province as analysis object, briefly introduced the design and calculation methods of the large cantilever prestressed concrete cap beam in highway, as reference for other designers.Keywords:prestressed cap beam;large cantilever;design;live load1设计背景目前,许多公路桥梁的上部结构采用了小箱梁,空心板,T梁等形式,集成化的桥梁建设使大批盖梁应运而生。
随着交通量的不断增加,桥梁宽度相应变大,盖梁也越来越宽。
其中,大悬臂盖梁的受力相对小悬臂盖梁的受力更为不利,本文以广东某高速公路为背景,对其中的大悬臂双柱式桥墩的盖梁进行了计算分析。
2基本资料上部结构为4x25先简支后结构连续小箱梁,桥宽18.65m,横向7片小箱梁,各墩设置橡胶板式支座,混凝土标号盖梁C40、墩身C35、桩身C30。
墩身采用直径1.4m双墩柱,盖梁截面为矩形,总长19.25 m ,两侧各悬臂6.03m ,两墩柱中心间距为6.5 m。
盖梁顺桥向顶宽1.8 m,根部高2 m,端部高1 m,盖梁由根部到端部采用直线形过渡。
小箱梁盖梁采用15.2钢束,钢束均从盖梁顶过。
钢束分上下两排布置,上排布置4股,一股14根;下排布置4股,一股13根。
CIVIL ENGINEERING |土木建筑摘要:预应力混凝土盖梁是一种常用的施工方式,在提高桥梁结构的坚固性和稳定性方面发挥了重要作用,不仅降低了桥梁施工成本,还提高了桥梁外观的美感,因此,加强对预应力混凝土盖梁的科学设计显得尤为重要。
文章旨在研究预应力混凝土盖梁受力及施工特点,从单元的简化、荷载的简化、边界条件的简化三方面探讨预应力盖梁计算要点。
关键词:预应力:混凝土;盖梁设计预应力混凝土盖梁设计分析■文/赵本栋近年来,随着我国公路桥梁工程的不断发展,预应力混 凝土结构被广泛应用于公路桥梁设计,并取得了良好的应用 效果,不仅有效避免了对原有建筑物的干扰,还能提高桥梁 的美观性,很好地满足了公路桥梁的设计需求,为进一步提 高公路桥梁施工质量和施工进度打下坚实的基础。
因此,如何科学设计预应力混凝土盖梁是设计人员必须思考和解决的 问题。
1. 工程概况某公路桥梁工程具体的施工情况如下:下部结构桥墩主 要利用L形的预应力混凝土盖梁双柱墩,FB07桥墩有两种 桩号,分别是小粧号(又叫“小箱梁”)、大粧号(又叫 “钢结构”)。
桥梁实施范围起点桩号SK6+000,终点桩号 SK7+290,全程1.29km。
该工程的具体技术指标见表1。
2. 桥梁建设中预应力技术概述桥梁施工过程中所用到的预应力技术主要是指利用混凝 土工程形成的一种预应力,对外部拉应力进行递减和消除处 理,以达到提高构建强度的目的,避免因外部拉应力过大而 导致混凝土出现皲裂现象,从而实现对混凝土的全面保护。
盖梁作为桥墩的重要组成部分,在具体的设计中需要充分利 用预应力技术,提高桥梁设计水平,以满足盖梁设计相关标 准和要求,为缩小桥梁施工成本、提高桥梁结构性能、保证 桥梁美观度提供重要的技术支持。
3. 预应力混凝土盖梁受力及施工特点3.1预应力盖梁的受力特点盖梁在整个公路桥梁建设中起着承上启下的重要作用,能够将桥梁上部结构与粧基进行有效连接,确保相关恒载信 息能够准确无误地传递到墩柱内。
大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工控制研究与实践摘要:随着科学技术的迅猛发展,我国建筑施工工程也在近年来逐渐的改善和优化。
科学技术以及不断进步的桥梁施工技术让我国的桥梁工程建设逐渐的复杂化。
本文就通过对桥梁施工工程中大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工的特点进行分析,根据出现的问题进行探讨,并提出有效的大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工控制方法,为今后大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工提供参考。
关键词:大跨度预应力;混凝土施工;桥梁悬臂1 大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工特点分析悬臂浇筑又称为挂篮法、吊篮法和无支架平衡伸臂法,在桥梁施工工程中起着十分重要的作用,在整个工程中通过墩顶段为始端,经过立模、浇筑混凝土和张拉预应力钢筋等方式逐渐的施工建筑合拢,形成整桥。
①在大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程中,预应力混凝土对整个施工过程的结构受力状态是非常有利的,有利于桥梁工程的悬臂施工。
在桥梁工程进行悬臂施工时,桥梁工程整体受力和悬臂施工的受力是成比例的。
②通过运用悬臂施工,在桥梁施工过程中可以不用支架,这样有利于建筑环境整洁,另外占据建筑空间比较小,有效的保证了现场交通和整体交通运行。
③在桥梁建筑施工的过程中,通过这种悬臂施工的方法,结构相对比较简洁,节省材料,悬臂施工运用的成本相对比较低,能够有效的节省了工程的开支,降低了施工的费用,能够最大限度的降低工程的整体造价。
④有利于施工作业。
在桥梁建筑施工过程中,由于桥梁建筑悬空的特殊性质,使得在通过大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程中,有效的在每一个工作环节都能够在挂篮内进行施工,例如建模、钢筋绑扎、混凝土建筑以及预应力钢束张拉等工程都可以在内部进行施工,有效的避免了桥梁建筑施工工程受到环境的制约,最大限度的提高了建筑工程施工的连续性,提高了建筑工程施工的效率。
⑤有利于变高度箱梁施工。
由于大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工,可以将梁体设计成变高度梁,采用分段施工的方法,有利于打造美观、轻巧的桥梁建筑,桥梁结构美观大方。
论文大悬臂预应力盖梁设计及强度分析一、引言大悬臂预应力盖梁是一种常见的桥梁结构,由于其设计和强度分析对于确保桥梁的安全性和稳定性非常重要。
本文将介绍大悬臂预应力盖梁的设计原理和强度分析方法。
二、大悬臂预应力盖梁的设计原理大悬臂预应力盖梁的设计原理是通过引入预应力来提高梁的承载能力和抵御外部荷载的能力。
预应力是通过在梁中引入张拉的钢筋或钢缆来产生的,使梁在负荷作用下处于预应力状态,从而增加了梁的弯曲承载能力。
大悬臂预应力盖梁的设计需要考虑以下几个方面:首先是梁的几何尺寸和参数的确定,包括梁的截面形状、高度、宽度等;其次是预应力的设计,包括预应力的大小、布置和施加方式等;最后是梁的施工工艺和施工过程的控制,确保梁的预应力效果能够得到保证。
三、大悬臂预应力盖梁的强度分析方法大悬臂预应力盖梁的强度分析方法主要包括静力分析和动力分析两种。
静力分析是基于梁的几何形状和预应力的施加状态,通过应力和变形的计算来确定梁的强度。
静力分析方法可以通过理论计算和数值模拟两种方式进行。
理论计算是基于梁的基本原理和公式进行计算,需要根据实际情况做出一定的假设和简化。
数值模拟是通过计算机仿真来进行,可以更加精确地模拟梁的受力和变形情况。
动力分析是基于梁的振动特性和外部荷载作用下的动力响应来确定梁的强度。
动力分析方法可以通过理论推导和实测两种方式进行。
理论推导是基于梁的振动方程和材料的动力特性进行计算,可以得到梁在不同荷载下的响应。
实测是通过悬臂预应力盖梁的实际振动测试来获取梁的动力响应,然后进行分析和计算。
四、结论大悬臂预应力盖梁的设计和强度分析是确保桥梁安全性和稳定性的重要环节。
通过合理的设计原理和强度分析方法,可以有效地提高梁的承载能力和抵御外部荷载的能力。
在实际工程中,需要根据具体情况选择适合的设计原理和强度分析方法,确保大悬臂预应力盖梁的设计和施工质量。
【完整版】预应⼒混凝⼟连续梁桥毕业论⽂设计摘要预应⼒混凝⼟连续梁桥是⼀种桥⾯体系以梁受压或受弯为主的桥梁。
本⽂根据南京长江⼆桥北汊⼤桥的设计资料,使⽤桥梁博⼠建⽴平⾯杆系有限元分析模型,完成主桥成桥及施⼯状态下梁的⾃重、恒载、活载和温度内⼒分析及强度与应⼒验算,以及挠度、抗裂验算。
并初步了解了预应⼒混凝⼟连续梁的总体设计。
关键词预应⼒混凝⼟连续梁桥;梁、单元、节点;悬臂浇筑施⼯;内⼒分析;结构验算。
AbstractPrestressed concrete continuous bridges are constructed along a structural systEm which comprises continuous girders which are bent and crashed often .My thesis mainly combines with the building project of the North Part Bridge of the Second Nanjing Yangzi River Bridge, and analyses the whole structure. Firstly based upon acquainting myself with the structure, I established the plane finite element model, using the Dr.Bridge V3.0. Then I use the model to calculate the structure internal forces, which are caused by permanent load, live load and temperature changes. Then, I assembled the structure internal forces, and used the result to check the strength. The result is that they all meet the need of stress and strength. Through this bridge design, I acquaint myself with the load principle, the characteristic of bridge type and main elements of design about prestressed concrete continuous bridges.Key words Prestressed concrete continuous bridges; internal forces strength stress毕业设计(论⽂)原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺:所呈交的毕业设计(论⽂),是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
1 概述 莞番高速是《广东省高速公路网规划》(2004~2030)中编号S18的加密线,是东莞市“一环六纵三横”主干线的第三横。
莞番高速西连南沙大桥,东接河惠莞高速,经厚街镇处线位与富民路重合,受现状厚街富民路宽度限制,桥梁采用在富民路上高架的主线桥方案。
共线段桥梁设计充分利用桥下辅道中分带的宽度,提出大悬臂盖梁Π型墩的构思。
相较于传统三柱式双层框架墩,大悬臂盖梁中央墩,受力明确,传力清晰,行车视野好,同时桥墩位于中分带,桥下空间得以充分利用,并可有效减少跨越被交路处跨径。
相较于常规下部结构,本项目盖梁边缘距墩中心距离12.9 m,为减小盖梁结构高度,采用了预应力混凝土结构,盖梁设计是大悬臂盖梁Π型墩的设计难点与重点。
本文选取其中标准段的典型盖梁,简要介绍大悬臂盖梁Π型墩中盖梁构件的设计要点。
2 盖梁构造 根据上部预制小箱梁的跨径不同,大悬臂盖梁Π型墩盖梁尺寸不同,根据设计比选,较为经济的跨径选择为25 m、30 m。
本文选取30 m 标准段下部进行介绍。
2.1 盖梁构造尺寸 标准段盖梁全宽31.7 m,柱间距5.9 m,盖梁悬臂端部至墩柱中心距离为12.9 m。
盖梁采用变高矩形截面,顺桥向厚度2.2 m,根部高度3.5 m,悬臂高度1.7 m。
桥墩采用圆形墩,墩柱直径2.1 m,主要尺寸见图2-1。
盖梁采用C50混凝土,墩柱采用C35混凝土。
2.2 盖梁预应力体系 按A 类预应力混凝土构件进行盖梁设计,盖梁内交错布置20根15-15型预应力钢束,钢束布置图如2-2 所示。
根据大悬臂盖梁的受力特性,墩顶区域是其设计控制点,采用交错布置、单端张拉的钢束布置,可以最大限度的在墩顶上缘布置最多的预应力钢束,从而减小结构高度。
作者简介:钟帆(1987-),男,广东东莞人,本科,路桥工程师,从事路桥建设管理工作。
大悬臂盖梁Π型墩盖梁设计与施工过程分析研究钟 帆(东莞市路桥投资建设有限公司,广东 东莞 523000)摘 要:本文结合莞番高速厚街高架桥标准段大悬臂盖梁Π型墩构造,对预应力混凝土盖梁进行计算分析,总结大悬臂预应力盖梁的设计思路及注意事项。
大悬臂预应力混凝土盖梁设计
摘要:本文以广东省某高速公路实际桥梁采用的大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象,简要阐述了公路桥梁大悬臂预应力混凝土盖梁的设计计算方法,供其他设计人员参考。
关键词:预应力盖梁大悬臂设计活荷载
abstract:the paper took a highway bridge with large cantilever prestressed concrete cap beam in guangdong province as analysis object, briefly introduced the design and calculation methods of the large cantilever prestressed concrete cap beam in highway, as reference for other designers.
keywords:prestressed cap beam;large cantilever; design;live load
中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:
1设计背景
目前,许多公路桥梁的上部结构采用了小箱梁,空心板,t梁等形式,集成化的桥梁建设使大批盖梁应运而生。
随着交通量的不断增加,桥梁宽度相应变大,盖梁也越来越宽。
其中,大悬臂盖梁的受力相对小悬臂盖梁的受力更为不利,本文以广东某高速公路为背景,对其中的大悬臂双柱式桥墩的盖梁进行了计算分析。
2基本资料
上部结构为4x25先简支后结构连续小箱梁,桥宽18.65m,横向
7片小箱梁,各墩设置橡胶板式支座,混凝土标号盖梁c40、墩身c35、桩身c30。
墩身采用直径1.4m双墩柱,盖梁截面为矩形,总长19.25 m ,两侧各悬臂6.03m ,两墩柱中心间距为6.5 m。
盖梁顺桥向顶宽1.8 m,根部高2 m,端部高1 m,盖梁由根部到端部采用直线形过渡。
小箱梁盖梁采用15.2钢束,钢束均从盖梁顶过。
钢束分上下两排布置,上排布置4股,一股14根;下排布置4股,一股13根。
图1 大悬臂盖梁桥墩一般构造图
3结构模型及计算过程
3.1计算方法
计算采用midas 2010进行空间杆系分析,根据桥梁施工流程划分结构计算的施工阶段。
根据荷载组合要求的内容进行内力、应力、主梁极限承载力计算,按预应力a类构件验算结构在施工阶段、使用阶段应力、极限承载力及整体刚度是否符合规范要求。
3.2计算模型
取全桥上下部进行计算,模型按照盖梁,桥墩,桩基的实际尺寸建立单元。
按实际位置和约束情况模拟支座。
桩基的约束完全根据桥址处的地址状况,采用弹性约束模拟大地对桩基的约束。
计算模型如图2所示。
图2盖梁计算模型
3.3荷载的确定
计算预应力盖梁不需要建立全桥模型,无论是施工过程中还是成桥以后,上部结构的荷载将通过支座传递到盖梁上,故在盖梁设计中,可以将上部结构的计算结果中的支承反力作为集中荷载在施工阶段中作用在盖梁对应梁体相应支座位置而设立的节点位置上,此支承反力为成桥内力, 已经包含了上部梁体自重、永久荷载、收缩、徐变和预应力效应等永久荷载。
对于可变荷载来说,汽车活载布置可以在空间杆系程序里用自定义车辆的方法来自动完成。
一般来说,在建模过程中,活载支反力计算方法可分成以下两种:其一是进行盖梁及墩柱建模的同时,建立一道虚拟的加载梁,盖梁与虚拟梁建立主从约束连接,从而实现反力的传递,活载作用在虚拟加载梁上:其二是只建立盖梁及墩柱模型,按规范考虑车轮在桥梁横向可能的行车位置,从而将汽车活载加载到盖梁。
笔者通过计算对两种方法进行了比较,得到了基本一致的计算结果。
本文中,预应力盖梁计算采用了第一种方法。
3.4施工阶段划分
(1)浇筑盖梁,对称张拉上排n1, n2,n3, n4 钢束;(2)架设小箱梁;(3)浇筑现浇层钢束;(4)张拉下排n5, n6,n7, n8,桥面铺装及防撞墙等二期恒载施工。
小箱梁盖梁采用15.2钢束,钢束均从盖梁顶过。
钢束分上下两排布置,上排布置4股,一股14根;下排布置4股,一股13根。
图3 盖梁钢束布置图
4计算结果分析
4.1施工状态应力验算
按照新《公桥规》第7.2.8条规定,在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合:压应力≤0.70,拉应力≤0.70。
本桥施工时混凝土强度已达到标准强度的80%,故压应力允许值0.70=0.70×0.80×26.8=15.00mpa;拉应力允许值0.70=0.70
×0.80×2.4=1.344mpa。
施工阶段截面边缘混凝土的最大压应力为12.5 mpa、最大拉应力为1.21 mpa。
4.2承载能力极限状态强度验算
按照桥规持久状况承载能力极限状态计算要求,主梁应满足正截面抗弯强度、斜截面抗剪强度和抗扭强度的要求。
4.2.1正截面抗弯强度验算
按照规范jtg d62-2004第5.1.5条,进行主梁承载能力极限状态内力组合,将预应力钢筋作为结构抗力的一部分,考虑预加力引起的次效应,并考虑普通钢筋的作用,得到结构内力。
由上图可见,所有截面的弯矩均处于弯矩包络图内部,结构抗弯承载力均满足要求。
图4 盖梁截面弯矩包络图
4.2.2斜截面抗剪强度验算
斜截面抗剪强度验算取用的荷载效应为基本组合效应值,按照新《公桥规》第5.2.9条验算截面尺寸,按照第5.2.7~5.2.8条验算斜截面抗剪承载力。
图5盖梁斜截面剪力包络图
4.3持久状况正常使用极限状态验算
按照正常使用极限状态的要求,采用作用短期效应组合和长期效应组合,按预应力混凝土全预应力构件进行抗裂验算。
4.3.1正应力验算
按照规范jtgd62-2004第6.3.1条,正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算,对于预应力混凝土预应力a类构件,在荷载短期效应组合下,应满足:;在荷载长期效应组合下,应满足:。
图 6 长期、短期效应组合正截面混凝土的拉应力图
长期效应组合正截面混凝土的最大拉应力0mpa,满足;短期效应组合正截面混凝土的最大拉应力0.54mpa,满足;正常使用阶段正截面抗裂满足规范要求。
4.3.2主拉应力验算
按照规范jtgd62-2004第6.3.1-8条,斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算,对于预应力混凝土a类现场浇筑构件,在作用短期效应组合下,应满足:。
图 7 短期效应组合截面主拉应力图
由上图可见,梁在正常使用阶段斜截面最大主拉应力0.74mpa,斜截面抗裂满足规范要求。
5 施工注意事项
a)由于本工程的预应力盖梁为后张预应力混凝土构件,因此需要采用托架或支架法浇筑盖梁。
在施工前必须要对盖梁支架或托架进行设计,安装模板前需要对支架或托架预压。
b)应严格按照设计,分批分阶段张拉预应力钢束,必须严格控制钢束的张拉顺序,使施工过程和计算模型相吻合。
c)严格控制张拉工艺,采用“双控法”进行横向对称张拉,在引伸量无法达到设计要求时,则应及时查明原因。
d) 张拉过程中应尽量减少预应力损失。
6 结语
从以上的计算分析可知,预应力盖梁梁高相对较小,跨径更大,桥下空间大,桥梁横桥向跨越能力有所增强,为上部结构的集成化
建设带来方便,缩短工期,并且结构耐久性也比普通钢筋混凝土结构有所提高。
但预应力盖的梁设计会相对复杂、对施工技术要求较高、难度也较大,特别是在某些情况下使用的大悬臂盖梁受力更为复杂。
设计中尽量将预应力钢束布置在盖梁结构的上缘, 避免出现s形钢束,施工中严格按设计的顺序张拉钢束。
参考文献
[1] jtg d62—2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[s].
[2] jtg b01—2003.交通部部颁标准.公路工程技术标准[s].
[3] jtg d60—2004.交通部部颁标准.公路桥涵设计通用规范[s].。