桥博预拱度
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预拱度偏差范围预拱度偏差范围是指在预制混凝土拱桥施工中,所允许的拱形曲率与设计曲率之间的偏差范围。
预拱度偏差是由于施工过程中的各种因素所引起的,如混凝土收缩、温度变化、施工误差等。
预拱度偏差范围的控制对于确保拱桥的稳定性和承载能力非常重要。
拱桥是一种古老而经典的桥梁结构,它具有良好的荷载传递能力和抗震性能。
在拱桥的施工中,预制混凝土是常用的构造材料。
为了确保拱桥的质量和安全性,预拱度偏差范围的控制是必不可少的。
我们来了解一下预拱度的概念。
预拱度是指在拱桥施工过程中,为了在施工期间保持拱桥的稳定性和承载能力,采取的一种预先施加的曲率。
预拱度的施加可以通过调整模板或在模板上设置支撑点来实现。
预拱度的大小取决于拱桥的几何形状、跨度和设计要求等因素。
然而,在实际施工中,由于各种因素的影响,预制混凝土拱桥的实际拱形曲率往往会与设计曲率存在一定的偏差。
这种偏差即为预拱度偏差。
预拱度偏差的产生主要是由于混凝土收缩、温度变化和施工误差等原因引起的。
混凝土在凝固过程中会发生收缩现象,而且混凝土的收缩系数会随着时间的推移而逐渐增大。
这种收缩现象会导致拱桥的实际拱形曲率与设计曲率之间存在一定的偏差。
为了控制混凝土的收缩效应,可以采取一些措施,如添加适量的缩微剂或在施工过程中进行适当的湿养护等。
温度变化也是导致预拱度偏差的重要原因之一。
混凝土的体积会随着温度的变化而发生膨胀或收缩。
在施工过程中,混凝土的温度变化往往是不可避免的。
为了减小温度变化对拱桥造成的影响,可以采取一些保温措施,如覆盖保温层或使用保温材料等。
施工误差也是导致预拱度偏差的重要原因之一。
施工过程中,由于施工人员的操作不当或施工设备的问题,可能会造成拱桥的实际拱形曲率与设计曲率之间存在一定的差异。
为了减小施工误差对拱桥造成的影响,可以加强施工人员的培训和管理,并采用精密的施工设备和工艺。
预拱度偏差范围是预制混凝土拱桥施工中不可忽视的因素。
合理控制预拱度偏差范围可以确保拱桥的稳定性和承载能力,提高拱桥的使用寿命和安全性。
预加应力与预拱度说到“预加应力”和“预拱度”,很多人可能第一反应就是:这是什么怪兽词啊,跟我有啥关系?别着急,听我慢慢给你道来。
这两个概念,其实就像是桥梁工程、结构设计中非常重要的“神器”,你可能没看见过它们的身影,但它们确实在背后默默地支撑着我们的生活。
所以,今天就让我们一起解锁这些看似复杂,实则“接地气”的小秘密。
你想,咱们经常走的桥,不管是大桥还是小桥,总是要能承受各种压力,不管是车流,还是风雨,甚至是地震。
桥梁的设计师就像是超能大厨,在做一道道“心脏手术”,要确保每一根钢筋、水泥,每一个角度都恰到好处。
而“预加应力”呢?这就好比是给桥梁做了个“加油”,让它更强大、更耐用。
简而言之,预加应力就是在桥梁建成之前,先把一部分力量提前加到桥梁的结构上。
这么做,听起来是不是有点神奇?其实它就是提前给桥梁施加一点力,让桥梁在日常使用中,不容易变形或者破坏。
比如说,钢筋混凝土中,如果直接用它来承受重力,桥梁就会弯曲、变形。
而加了预加应力之后,钢筋就会提前“紧绷”,有点像是给弹簧充电——你要知道,电一充上去,弹簧就能保持很好的形态,不容易变软,钢筋的力量也就有了“底气”。
这个技术使得桥梁能承受更多的压力,防止破损,延长使用寿命。
但话说回来,预加应力又怎么才能做到呢?其实很简单,就是用一个非常“聪明”的方法:钢绞线!这些钢绞线可不是普通的线,而是比钢筋还要强韧的存在。
它们在建桥时被拉紧,拉得紧紧的,简直像个“斗士”一样。
这样一来,桥梁就能“先发制人”,在使用过程中,力的分布更加均匀,减少了结构弯曲的可能性。
咱们常说“未雨绸缪”,提前加力,桥梁不但结实,还能长命百岁,不容易出现大问题。
而提到预拱度,大家可能就会觉得有点晕——什么鬼?别急,让我慢慢给你捋清楚。
预拱度其实是跟桥梁的弯曲形态有关的。
你要知道,桥梁在设计时,如果只是依赖常规的设计方式,可能桥面会因为压力变得不平整,甚至会凹下去。
而预拱度就是提前在桥梁中设计一个微小的“弯”,就像是一个有意为之的小拱门。
拱桥预拱度的计算与设置一、拱桥预拱度的定义和作用拱桥预拱度是指在桥的设计和施工阶段,在未施加任何荷载时,为了满足设计要求,在拱轴线上设置的一定曲率的曲线形状。
预拱度的作用是使桥梁在后期承受活荷载时能够得到理想的内力分布和形态,提高桥梁的工作性能和安全性。
二、拱桥预拱度的计算1.弹性计算方法:(1)找出转换微分方程在Euler-Bernoulli梁的弹性基础上建立转换微分方程:EIy''''=fx,其中E为杨氏模量,I为截面惯性矩,y为瞬时挠度,f为单位长度集中力。
(2)建立拟定解方程根据实际情况拟定解方程,并带入转换微分方程,建立微分方程的边界条件。
常见的边界条件有:刚性左支座和右支座的位移和旋转角度均为零。
(3)求解拟定解方程求解得到拟定解方程的解,即为拱桥的挠度方程,并利用该挠度方程可以计算出各点的差异度。
2.弹塑性计算方法:(1)建立中间截面的平衡条件通过建立拱桥中间截面的平衡条件,即获得拟定解方程,常用的平衡条件有:弯矩平衡条件、弯矩和剪力平衡条件等。
(2)求解拟定解方程求解得到拟定解方程的解,即为拱桥的挠度方程,并计算出各点的差异度。
(3)校核与调整根据计算结果,进行校核和调整,使得拟定解方程满足实际要求,并满足拱桥的结构和荷载性能。
三、拱桥预拱度的设置1.设计要求:(1)满足桥梁的运行、使用和验收要求;(2)保证桥梁的结构安全可靠,并考虑荷载效应;(3)尽可能减小桥梁的变形和挠度。
2.施工工艺:在设计和施工时,通常会考虑以下因素:(1)荷载效应:根据桥梁设计荷载的特点和分布,确定桥梁的最大挠度和最小挠度。
(2)构造特点:根据桥梁的结构特点和形态,考虑拱桥的几何特性。
(3)建筑机构:考虑拱桥的实际施工工艺和施工条件,避免施工过程中的困难和工程风险。
四、常见的拱桥预拱度设置原则1.平拱原则:在设计和施工中,拱桥的预拱度主要以平拱为原则,即拱轴线在未施加任何荷载时呈水平曲线。
0、桥博内裂缝输出单位为mm,内力输出单位为KN,弯矩输出单位KN*m,应力输出单位Mpa1、从CAD中往桥博里面导入截面或者模型时,CAD里面的坐标系必须是大地坐标系。
2、桥博里面整体坐标系是向上为正,所以我们在输荷载的时候如果于整体坐标系相反就要输入负值。
3、从CAD往桥博里导截面时,将截面放入同一图层里面,不同区域用不同颜色区分之。
4、桥博使用阶段单项活载反力未计入冲击系数。
5、桥博使用阶段活载反力已计入1.2的剪力系数。
6、计算横向力分布系数时桥面中线距首梁距离:对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离;对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离,用于确定各种活载在影响线上移动的位置。
7、当构件为混凝土构件时,自重系数输入1.04.8、桥博里通过截面修改来修改截面钢筋时,需将“添加普通钢筋”勾选去掉,在截面里输入需要替换的钢筋就可以把钢筋替换掉。
9、在施工阶段输入施工荷载后,可以通过查看菜单中的“显示内容设定”将显示永久荷载勾选上,这样就可以看看输入的荷载位置、方向是否正确。
10、桥博提供自定义截面,但是当使用自定义截面后,显示和计算都很慢,需要耐心。
11、桥博提供材料库定义,建议大家定义前先做一下统一,否则模型拷贝到其他电脑上时材料不认到那时就头疼了。
12、有效宽度输入是比较繁琐的事情,大家可以用脚本数据文件,事先在excel中把有效宽度计算好,用Ultraedit列选模式往里面粘贴,很方便!!14、当采用直线编辑器中的抛物线建立模型时,需要3个控制截面,第一个控制截面无所谓,第二个控制截面向后抛,第三个控制截面向前抛,桥博里面默认的是二次抛物线!!15、当采用直线编辑器建立模型时,控制截面要求点数必须一致,否则告诉你截面不一致。
16、修改斜拉索面积时用斜拉索单元编辑器,在拉锁面积里需要输入拉索个数*单根拉索的面积。
17、挂篮操作的基本原理:挂篮的基本操作为:安装挂篮(挂篮参与结构受力同时计入自重效应)、挂篮加载(浇筑混凝土)、转移锚固(挂篮退出结构受力、释放挂篮内力及转移拉索索力)和拆除挂篮(消除其自重效应)。
桥梁的制作预拱度和施工预拱度桥梁的制作预拱度和施工预拱度1. 概要在设计斜拉桥中,一般用成桥阶段模型估算结构的截面和索的截面、索的布置以及索的张力,用施工阶段模型分析并确定各施工阶段索的张力( 如何调索) 以及制作预拱度(Fabrication camber)和施工预拱度。
通过施工阶段分析可以确定构件在各施工阶段的应力,用户可通过调整测试施工阶段确定较优的施工方案。
在施工过程中,当沿着前一阶段施工的桥梁段的切线方向添加新的桥梁段时,对后续的节点会产生假想位移,结构真实的位移(Real displacement)也称为总位移是由自重和荷载作用的纯位移(net displacem ent)和假想位移构成的。
为了决定制作预拱度(Fabrication camber),需要输出总位移结果。
本资料将说明制作预拱度和施工预拱度的概念,并说明在MIDAS/Civil中如何查看各施工阶段的总位移以及如何输出制作预拱度和施工预拱度。
2. 制作预拱度和施工预拱度的概念使用悬臂法施工的斜拉桥最重要课题的就是控制形状(位移控制,geometry control)。
有时为了减少徐变的影响会采用提前两个月左右预制桥梁段的方法,预制时会给桥梁段一定量的预拱度,使其在组装时不至于产生较大的应力。
制作预拱度= 最终线型–最终位移量+ 附加预拱度施工预拱度= 制作预拱度+ 到相应阶段的总位移在做施工阶段分析前一定要了解整个施工顺序和各阶段的荷载,因为当按预期的制作预拱度浇筑后,如果发生了意外的荷载或其他没有考虑到的情况,重新调整会很困难,所以斜拉桥的施工必须有专业的工程技术人员(construction engineering)进行严密的分析和验算。
图2中简单说明了制作预拱度和施工预拱度的差异。
图2(a)表现的是施工各桥梁段时的位移量。
在施工第2个桥梁段后,节点1和节点2的位移量(不包含施工桥梁段1时的位移量)分别为δ12和δ22,在节点3产生假想位移δ32(不包含施工桥梁段1时的假想位移量)。
预拱度的设置一、基本原理1、预拱度的设置只针对桥面系,考虑的是行车时线路的平顺性。
2、预拱度的设置只考虑恒载与活载,不考虑温度及支座沉降。
其中,恒载:结构自重、预应力、二期恒载、收缩徐变(对混凝土梁)。
由于收缩徐变跟时间有关,预拱度分成桥及成桥3年后两种,一般以成桥3年后为准。
活载:按静活载考虑。
3、针对简支结构预拱度值= —(恒载挠度+0.5*静活载最大挠度)即保证不行车时结构上拱0.5*静活载最大挠度,行车最大时结构下挠0.5*静活载最大挠度。
4、针对连续结构预拱度值有两种设法,不同之处在于对活载的处理,目前没有统一。
预拱度值1 = —[恒载挠度+0.5*静活载(最大挠度+最小挠度)]预拱度值2 = —[恒载挠度+0.5*静活载最大挠度]方法1理由如下:火车过桥时,结构各点位移可上可下,直接取下值会使得预拱度过大,取两者平均值切合实际。
由于简支结构最小挠度为0,该方法针对简支结构也能说通。
方法2理由如下:火车过桥时,某处发生最小挠度时表明火车还没有到达该处,此时的挠度对火车走行没有影响,而火车到达该处时一般挠度达到最大值,因此该值才具备实际意义。
实际上火车是由一节节车厢组成,而不是一个移动的集中荷载,因此两种做法不好判别,目前公司说做的连续结构均按第一种办法。
二、施工方案对预拱度的影响针对常规的混凝土结构和钢结构,计算程序及预拱度设置均遵循小变形假定,均即结构形状的微小改变不影响结构受力及位移,程序各阶段处理结构内力及变位时均按直线计算,但是结构的总变形是各阶段的累计(计入位移及转角)。
预拱度= - [最后恒载挠度(成桥3年)+1/2静活载挠度]立模标高= 线路标高+预拱度也就是说,每个节点(梁段)第一次出现(不受力,标高即模板标高)时,按照(线路标高+预拱度)立模,施工完成后得到的就是设计线形,一次成桥如此,悬臂施工及支架施工也是如此。
三、钢梁的预拱度使得桥面节点加工(平躺时)的坐标等于预拱度值即可,方法可多种。
承载能力极限状态组合组合I:基本组合正常使用极限状态内力组合组合I:长期效应组合组合II:短期效应组合最大拉应力组合III:标准值组合最大压应力组合III:最大法向压应力、最大主压应力需要满足;组合I、II:最大法向拉应力、主拉应力需要满足;承载能力极限状态组合 ;组合I:基本组合;按规范JTG D60-2004第4.1.6条规定;按此组合验算结构的承载能力极限状态的强度;组合II:不用组合III:不用组合IV:撞击组合;按规范JTG D60-2004第4.1.6条规定;组合V:不用组合VI:地震组合正常使用极限状态内力组合组合I:长期效应组合;按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定;组合II:短期效应组合;按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定;按此组合验算钢筋混凝土结构的裂缝宽度;组合III:标准值组合组合IV:不用组合V:施工组合组合VI:不用应力组合组合I:长期效应组合,仅供部分预应力A类构件的抗裂安全验算(参照规范JTG D62 – 2004第6.3.1条),组合原则按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定,但组合时只考虑直接作用荷载,不考虑间接作用,例如不计汽车冲击、不计沉降、温度等;符合规范JTG D62 -2004第6.3.1条规定;组合II:短期效应组合,对预应力混凝土构件而言是按照抗裂验算的要求进行组合计算的,组合原则按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定,并满足规范JTG D62 – 2004第6.3.1条有关规定,即对全预应力构件和部分预应力A类构件以及预制和现浇构件的最小法向应力组合时预应力引起的应力部分分别按照0.85(全预应力预制构件)、0.8(全预应力现浇构件)、1.0(部分预应力A类构件)的系数来考虑的。
其它类型应力以及非预应力构件的各种应力组合由预应力引起的应力部分都是按照1.0的系数考虑的;组合III:标准组合,所有应力组合时各种荷载的分项组合系数都为1.0,参与组合的荷载类型为规范JTG D60-2004第4.1.7条中短期效应组合中规定的所有荷载类型,只是荷载分项系数都为1.0;合IV:撞击组合组合V:施工组合组合VI:不用位移组合:全部废弃,仅供用户自定义组合12.计算结果汇总:钢筋混凝土构件设计:承载能力极限状态强度验算:查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果;正常使用极限状态裂缝宽度验算:查看正常使用极限状态荷载组合II裂缝验算结果;构件的各种应力可供参考,建议用户对钢筋混凝土构件的压应力应有所控制;预应力混凝土构件设计:承载能力极限状态强度验算:查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果;正常使用极限状态应力验算:法向压应力:查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果;(最大压应力验算结果)法向拉应力(抗裂性):全预应力构件:查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果;(最大拉应力验算结果)部分预应力A类构件:长期效应组合:查看正常使用极限状态荷载组合I应力验算结果;(最大拉应力验算结果)短期效应组合:查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果;(最大拉应力验算结果)主压应力:查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果;(最大主压应力验算结果)主拉应力:查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果;(最大主拉应力验算结果)简单记忆如下:组合III:最大法向压应力、最大主压应力需要满足;组合I、II:最大法向拉应力、主拉应力需要满足;其它构件:建议使用公路85规范验算结果查看可借用报表输出模板;应力包络图的输出时有一个选项是否取用组合III压应力,可方便用户将组合II(或I)的拉应力结果和组合III的压应力结果绘制在同一幅图内便于观察问1:关于刚接板梁法的疑问?在进行小箱梁计算横向分布系数时,有一个要填左右悬臂板的惯性矩(主梁左侧悬臂板沿跨径方向每延米板截面绕水平轴的抗弯惯性矩),不知道是针对那个水平轴,请赐教。
附录B 拱桥预拱度的计算与设置B.0.1 施工预拱度的计算预拱度的大小应按无支架和有支架两种情况,并分别考虑下列因素进行估算。
1 无支架施工的拱桥1)主拱圈及拱上建筑自重产生的拱顶弹性下沉δu13)混凝土主拱圈由混凝土收缩和徐变产生的拱顶下沉δu3整体施工的主拱圈,可按温度降低15℃所产生的下沉值计算,分段施工的主拱圈,可按温度降低5—15℃所产生的下沉值计算,即在本条第(B.0.1—3)公式内,整体施工的主拱圈取(t l—t2)=—15℃,分段施工的主拱圈取(t l—t2)=—5~—15℃。
4)墩、台水平位移产生的拱顶下沉δu46)对于无支架施工的拱桥,本款内1)~4)项可估算为,当墩台可能有位移时取较大值,当无水平位移时取较小值。
2 满布式拱架施工的拱桥满布式拱架受载后,主拱圈拱顶产生的弹性及非弹性下沉,本条第1款的1)—4)项仍然适用。
满布式拱架本身的下沉可按下列项目估算:2)非弹性变形δs2非弹性变形各类缝隙压密量可按下列估计:顺木纹相接,每条接缝变形取2mm;横木纹相接时取3mm;顺木纹与横木纹材料相接取2.5mm;木料与金属或木料与圬工相接取2mm。
对于扣件式钢管拱架,扣件拉柱滑动或相对转动可引剧(架非弹睦变形,按经验估算断。
3)砂筒的非弹性压缩量δs3可按经验估算:一般200kN压力砂筒取4mm,400kN压力砂筒取6mm,筒内未预先压实时取10mm。
4)支架基础在受载后的非弹性下沉δs4支架基础非弹性下沉可按下列值估算:枕梁在砂类土上取5~10mm,枕梁在粘土上取10-20mm,打入砂土的桩取5mm,打入粘土的桩取10mm。
拱顶处的预拱度,根据上述各种下沉量,按可能产生的各项数值相加后得到,施工时应根据以上计算值并结合实践经验进行调整。
一般情况下,有支架施工的拱桥,当无可靠资料时,预拱度可按l/600—l/800估算。
B.0.2 预拱度的设置预拱度应根据上述各项因素产生的挠度曲线反向设置;可根据以往的实践经验按下述方法之一设置:1 按抛物线设置3 对于不对称拱桥或坡拱桥,按拱的弹性挠度反向比例设置。
桥梁预拱度施工注意事项从测得的近千数据中,对于同一龄期的梁板,预拱度值是有很大差别的,大约在±5mm内波动,一般认为,预拱度值岁混凝土强度的增长而增长,混凝土强度增长快,则预拱度值增加快,有的梁板山于外界养护条件、混凝土的配比的波动,强度增长的快慢并不一样,所以预拱度值会产生波动,另外一个原因是浪板中所建立的预应力值有波动。
现依据先张法预制梁板的整个施工过程对能够影响梁板预拱度的因素进行列举,并提出相应的控制措施。
1、底座(张拉道)施工注意事项由于通常釆用的是:H0米张拉道,每一道可生产5片20米的梁板。
这就要求五片梁板的地板必须在同一水平面上,不然将直接影响梁片的地板预应力筋保护层厚度。
间接影响放张后的预拱度。
为了减小对后期预拱度的影响,最好是定期定时在施工之前从新对张拉道进行标高校准,严重的必须从新做底座。
2、张拉工序注意事项张拉工序也是影响梁板起拱度的重要原因之一,尤其在工序操作中所存在的人为和机具的误差更为明显,其很容易造成预应力张拉力的变化。
山于每片梁板所用的预应力筋并非一根,大多是在11-17根之间。
在张拉工艺中有单根张拉和多根张拉之分,单根张拉预应力筋山于人工测量或机械形成的误差,很容易造成每根预应力筋的张拉力各不相等。
如果不能精确控制得到相等的张拉力不但会对预拱度影响,严重会造成梁片底板裂缝。
构件厂现釆用的是多根共同张拉,避免了受力不均匀问题。
另外为了把张拉误差降到最低点,平时加强了对设备、锚具.预应力筋的检查;严格执行张拉操作规程;培养高素质经验丰富的专业人员进行操作。
3、绑钢筋工序注意事项在绑筋工序中要严格控制绑扎钢筋的间距和失效管的长度,如果出现严重的间距不均匀的问题,同样对造成梁板对称的部位所承受的力不同,极易形成起拱部位发生偏移或左右拱度不统一。
4、混凝土浇筑注意事项预制梁板混凝土施工H前有一次性浇筑和分层浇筑成型的两种施工工艺。
一次性浇筑如内模固定不牢、控制内模上浮的压杆布置不当和混凝土振捣时因挤压力的作用使内模上浮,造成板梁底面超厚和顶板厚度不足。
桥梁预拱度控制重要性及施工注意事项1、桥梁预拱度控制的重要性近年来,先张法预应力梁(空心)板在桥梁建设中,得到了广泛的应用。
这种梁板的主要优点是跨越能力较大,成本较低,施工期短,可采用大批量工厂化集中预制,因此具有广泛的推广价值。
但是,先张法预应力混凝土梁在预应力筋及混凝土收缩徐变等因素的影响下,不可避免地要产生向上的扰度即反拱。
过大的反拱值将影响梁的使用刚度,导致行车困难,加大车辆的冲击作用,引起桥梁的剧烈振动。
同时山于反拱的存在,可能使桥面铺装层厚度不均,若生产预制时忽略反拱的因素,则可能导致桥面铺装层厚度不够。
在实际的吊装过程中也发现山于每片板的起拱度不相同,地板面形成错台,也给后期的施工带来不便。
因此, 对梁板预拱度的控制显得十分重要。
2、预拱度的产生原因及发展变化情况2.1产生预拱度的主要原因首先通过张拉预应力筋,使预应力筋达到设计值的80%J00%后,放松预应力筋,山于混凝土与预应力筋之间的握裹力,阻止预应力筋回缩,从而使混凝土承受一个压应力,这个压应力使空心板梁的任一截面的底面受拉,这样就产生了向上的预拱度。
2.2影响放张后梁板在90天内攻读变化最大的主要因素1混凝土的收缩:混凝土在空气中凝结硕化过程中,体积减小的现象,称作收缩,山于混凝土的收缩虽然有预应力损失,但更多的作用是使梁产生向上的预拱度。
混凝土的收缩一般在两周内完成全部收缩的1/4, 一个月完成1/2,三个月大3/4左右,两年后趋于稳定。
2在混凝土硕化后,在一段相当长的时间内,它的物理特性如强度、弹性模量、徐变等,还与浇筑后经历的时间长短有关。
预应力混凝土梁受混凝土徐变影响很大,而混凝土的徐变本身就是一个十分复杂的物理力学过程。
影响混凝土徐变的因素很多,其主要因素有:A混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小。
B 混凝土的组成成分和配合比。
C加荷时混凝土龄期越短,则徐变越大。
D混凝土强度增长期的养生环境。
综上所述,同一块混凝土梁板在忽略预应力损失的情况下,混凝土总配比不变,其收缩和徐变都是在较短的龄期内发生的,也就是在90天内,所以期间拱度变化最大。
桥梁预拱度控制技术措施
桥梁预拱度控制技术措施旨在通过施工过程中采取一系列的措施,保证桥梁在设计荷载作用下能够达到预期的拱度。
以下列举了一些常用的桥梁预拱度控制技术措施:
1. 按照设计要求合理控制浇筑温度和收缩变形:
- 控制混凝土的配合比,减少混凝土的收缩率;
- 控制混凝土的初凝时间和凝结时间,以控制混凝土的升温速度和收缩变形;
- 采用适当的隔热措施,防止混凝土温度升高过快。
2. 采用预应力技术:
- 利用预应力钢筋对桥梁进行预应力,使其受到压应力,达到抵消混凝土收缩应力的目的;
- 合理确定预应力钢筋的布置及张拉力大小,以控制桥梁的拱度。
3. 采用预置管道、砂浆充填等附加装置:
- 在桥梁的拱腹部位安装预置管道或设置砂浆填充带,通过后期强制填充材料对拱底进行顶托,减小桥梁的收缩变形。
4. 控制施工过程中的温度变化:
- 在施工过程中控制混凝土的升温速度,避免尽量避免温度差大、快速变化的情况,以减小混凝土收缩变形的影响。
5. 采用伸缩缝等措施:
- 在桥梁的两端或主拱腹部位设置伸缩缝,以使桥梁在受力
后能够有一定的变形和伸缩空间,减少对整体结构的影响。
需要根据具体的桥梁设计和施工情况,选择合适的桥梁预拱度控制技术措施,以确保桥梁的稳定性和使用寿命。
关于位移查看时几种位移结果的说明
不做任何选择,那么得到的在所有荷载作用下的累计位移,不包括施工时赋予的切向位移;仅包括由荷载引起的累计位移。
切向位移:之前施工阶段引起悬臂端下挠,因此在悬臂端继续施工悬浇段或悬拼段时,构件虽未参与受力却已发生变形,赋予构件初始切向位移就是要对即将施工的悬浇或
悬拼段考虑悬臂端已发生的位移,并保证悬浇或悬拼段沿着已施工的悬臂段的切
线方向施工。
如果选择“阶段/步骤实际总位移”,查看到的是结构的真实位移;包括荷载引起的累计位移和因为切向施工而引起的虚拟位移。
——此时需在施工阶段分析控制选项中定义赋予各构件初始切向位移。
如果选择“当前步骤位移”那么仅得到在当前步骤荷载作用下的位移。
图1 位移查看方式选项
使用一般预拱度可以查看施工预拱度,也可以查看制作预拱度,不过对于混凝土悬臂浇注构件查看施工预拱度即可。
——(查看制作预拱度需在施工阶段分析控制选项中选择赋予各构件初始切向位移)
施工预拱度根据施工阶段荷载引起的位移累计值反号得到的预拱度;
制作预拱度根据施工阶段实际发生的位移累计值反号得到的预拱度。
预拱度结果表格中的数字对于每个节点下的列表内容:第一个数字表示的是该位置混凝土施工时应设预拱度,下面的各个数字表示的对应阶段该位置剩余预拱度。
说明:1、每个位置的施工预拱度即是该节点在最后一个阶段下荷载引起的位移累计值取反号。
2、预拱度是针对施工阶段而言的,因此要说预拱度的值应该是针对具体哪个施工阶
段而言。
所以施工阶段不同,查看的预拱度图形也不同。
3、预拱度结果表格表示的是节点在各施工阶段的预拱度值。
预拱度的设置一、基本原理1、预拱度的设置只针对桥面系,考虑的是行车时线路的平顺性。
2、预拱度的设置只考虑恒载与活载,不考虑温度及支座沉降。
其中,恒载:结构自重、预应力、二期恒载、收缩徐变(对混凝土梁)。
由于收缩徐变跟时间有关,预拱度分成桥及成桥3年后两种,一般以成桥3年后为准。
活载:按静活载考虑。
3、针对简支结构预拱度值= —(恒载挠度+0.5*静活载最大挠度)即保证不行车时结构上拱0.5*静活载最大挠度,行车最大时结构下挠0.5*静活载最大挠度。
4、针对连续结构预拱度值有两种设法,不同之处在于对活载的处理,目前没有统一。
预拱度值1 = —[恒载挠度+0.5*静活载(最大挠度+最小挠度)]预拱度值2 = —[恒载挠度+0.5*静活载最大挠度]方法1理由如下:火车过桥时,结构各点位移可上可下,直接取下值会使得预拱度过大,取两者平均值切合实际。
由于简支结构最小挠度为0,该方法针对简支结构也能说通。
方法2理由如下:火车过桥时,某处发生最小挠度时表明火车还没有到达该处,此时的挠度对火车走行没有影响,而火车到达该处时一般挠度达到最大值,因此该值才具备实际意义。
实际上火车是由一节节车厢组成,而不是一个移动的集中荷载,因此两种做法不好判别,目前公司说做的连续结构均按第一种办法。
二、施工方案对预拱度的影响针对常规的混凝土结构和钢结构,计算程序及预拱度设置均遵循小变形假定,均即结构形状的微小改变不影响结构受力及位移,程序各阶段处理结构内力及变位时均按直线计算,但是结构的总变形是各阶段的累计(计入位移及转角)。
预拱度= - [最后恒载挠度(成桥3年)+1/2静活载挠度]立模标高= 线路标高+预拱度也就是说,每个节点(梁段)第一次出现(不受力,标高即模板标高)时,按照(线路标高+预拱度)立模,施工完成后得到的就是设计线形,一次成桥如此,悬臂施工及支架施工也是如此。
三、钢梁的预拱度使得桥面节点加工(平躺时)的坐标等于预拱度值即可,方法可多种。
预拱度的名词解释
嘿,你知道预拱度吗?预拱度啊,就好比是给桥梁或者其他结构提前准备的一个小弧度。
比如说,你想想看,一座桥要是没有预拱度,那会怎么样呢?就像一个人走路没有一点弹性,直直地硬邦邦的,那多别扭啊!
预拱度其实就是为了应对各种情况而设置的。
就好比我们人有时候要未雨绸缪一样,结构也需要有这样的准备呀!当有车辆在桥上行驶的时候,或者有其他外力作用的时候,这个预拱度就能发挥作用啦。
它能让结构更好地适应这些变化,不至于被压得变形或者出现问题。
你再想想,要是没有预拱度,那桥可能就会在使用一段时间后变得不平整,车辆行驶起来就会颠簸,多不舒服呀!这就好像你穿了一双不合适的鞋子,走路都别扭,对吧?
而且啊,预拱度的设置可不是随便弄的,那是需要经过精心计算和设计的呢!工程师们要考虑好多因素,比如桥的跨度、材料的特性、预期的荷载等等。
这就像是厨师做菜一样,要考虑各种调料的搭配,才能做出美味的菜肴。
预拱度在很多工程中都非常重要,它就像是结构的保护神一样。
没有它,结构可能就会面临很多潜在的风险。
所以啊,可千万别小看了这个小小的预拱度呀!它的作用可大着呢!
我觉得预拱度就是工程领域中一个非常关键且神奇的概念,它看似不起眼,却能对结构的安全性和稳定性产生巨大的影响。
预拱度相关问题一、预拱度的概念及确定因素预拱度:为抵消梁、拱、桁架等结构在荷载作用下产生的挠度,而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。
确定因素:①脚手架承受施工荷载后引起的弹性变形;②超静定结构由于混凝土收缩及徐变而引起的挠度;③由于杆件接头的挤压和卸落设备的压缩而产生的塑性变形;④脚手架基础在受载后的塑弹性沉降;⑤梁、板、拱的底模板的预拱度设置。
二、拱桥预拱度的设置与计算2.1预拱度的设置当结构自重和汽车荷载(不计冲击力)产生的最大竖向挠度,不超过计算跨径的1/1600 时,可不设预拱度,超过就要设预拱度。
预拱度的设置值为按结构自重和 1/2 可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。
上部结构和支架的各变形值之和,即为应设置的预拱度。
支架受载后将产生弹性和非弹性变形,桥梁上部结构在自重作用下会产生挠度,为了保证桥梁竣后尺寸的准确性,在施工时支架须设置一定数量的预拱度。
钢桥预共度是通过改变螺栓间距实现的,混凝土桥是靠桥梁线形控制的,调整立模标高。
预共度值一般是恒载+1/2静活载挠度。
预拱度应根据上述各项因素产生的挠度曲线反向设置;可根据以往的实践经验按下述方法之一设置:1 按抛物线设置。
2 按推力影响线的比例设置。
3 对于不对称拱桥或坡拱桥,按拱的弹性挠度反向比例设置。
根据近几年来工程实践检验,后期混凝土收缩、徐变对中孔跨中挠度影响约为L/500~L/1000(L:中孔跨径),边孔最大挠度一般发生在3/4L处,约为中孔最大挠度1/4。
另外,连续刚构桥边中跨比例0.52~0.6,桥墩采用柔性墩。
在后期运营中向跨中方向产生位移,刚构墩、梁固结,由变形协调可知,转角位移使边孔上挠。
中孔跨中下挠。
因此,边跨成桥预拱度一般设置较小,在3/4L处设置fc/4预拱度(fc:中孔跨中成桥预拱度)。
中跨预拱度在设计预拱度的基础上,按L/1000+1/2d2(L为中跨跨径,d2为活载挠度)提高预拱度(最大挠度在跨中),边跨预拱度按中跨最大挠度1/4计算,边跨最大挠度在3/4L处。
桥梁预拱度设置原则桥梁是连接两岸的重要交通设施,而预拱度是桥梁设计中重要的一环。
预拱度是指在施工阶段,为了避免桥梁在使用过程中出现下沉等问题,提前设置的桥梁拱形的弯曲度数。
预拱度的设置不仅关系到桥梁的使用寿命和安全性,还与工程施工的难易程度有关。
因此,在桥梁设计中,预拱度的设置是非常重要的一环。
桥梁预拱度设置原则主要有以下几点:1. 满足使用要求桥梁是为了方便人们的日常出行而建造的,因此在预拱度的设置中,必须优先考虑桥梁的使用要求。
一般情况下,桥梁的预拱度应根据设计荷载、桥墩高度等参数进行计算,以确保桥梁在使用过程中不会出现下沉等问题。
2. 考虑施工难度预拱度的设置不仅会影响桥梁的使用寿命和安全性,还与工程施工的难易程度有关。
因此,在预拱度的设置中,必须考虑施工难度。
一般情况下,预拱度的设置应根据桥梁的结构形式、施工工艺等因素进行考虑,以确保施工工艺简单、施工难度较小。
3. 保证桥梁的稳定性桥梁的稳定性是指在使用过程中,桥梁能够承受荷载并保持稳定的能力。
在预拱度的设置中,必须考虑桥梁的稳定性。
一般情况下,预拱度的设置应根据桥梁的荷载特征、桥墩高度等参数进行计算,以确保桥梁能够承受荷载并保持稳定。
4. 避免过度设计过度设计是指在桥梁设计中过分考虑安全性而导致过度的设计。
在预拱度的设置中,必须避免过度设计。
一般情况下,预拱度的设置应根据桥梁的使用要求和施工难度等因素进行考虑,以避免过度设计。
5. 考虑桥梁的形态特征桥梁的形态特征是指桥梁的结构形式、荷载特征等因素。
在预拱度的设置中,必须考虑桥梁的形态特征。
一般情况下,预拱度的设置应根据桥梁的形态特征进行计算,以确保桥梁能够满足使用要求和施工要求。
桥梁预拱度的设置是桥梁设计中非常重要的一环。
在预拱度的设置中,必须优先考虑桥梁的使用要求和施工难度,同时还要考虑桥梁的稳定性、形态特征等因素。
只有做到全面考虑,才能够确保桥梁的设计合理、施工顺利、使用安全。
桥博预拱度计算 连续刚构预拱度分为施工预拱度和成桥预拱度,设置施工预拱度主要为了消除施工过程中各种荷载对成桥线形的影响,设置成桥预拱度主要为了消除后期运营过程中后期收缩、徐变、后期预应力损失及汽车荷载对桥面线形的影响。 采用挂篮悬臂浇筑的连续刚构桥在设置施工预拱度时应考虑下表所列因素的影响: 表 连续刚构桥施工预拱度的主要影响因素
预拱度 影响因素 预拱度 设置方向 预拱度设置 方法
预 拱 度 施 工 预 拱 度 一期恒载 + 通过正装计算,施工阶段模拟,逐段计算 预应力 - 二期恒载 + 结构体系转换 +,- 挂篮自重及变形 + 墩身压缩变形 + 前期收缩、徐变 -,+ 温度影响 +或- 墩顶转角影响 +或- 施工临时荷载 +或- 支架弹性,非弹性变形 - 采用挂篮悬臂浇筑连续刚构桥,其成桥预拱度应考虑下表所列因素的影响: 表 连续刚构桥成桥预拱度的主要影响因素
预拱度 影响因素 预拱度 设置方向 预拱度设置方法
预拱度 成桥预拱度 后期收缩、徐变 +,- 曲线分配法计算 1/2活载 +
注:“+”表示向上设置预拱度,“-”表示向下设置预拱度。 我监控单位设置的预拱度为:成桥预拱度+施工预拱度。 1.1 成桥预拱度计算 目前,由于对混凝土徐变的计算,不论是老化理论,修正老化理论还是规范规定的计算方法,都难以正确地估算混凝土徐变的影响,在施工中对这一影响不直接识别、修正,通常是用以往建成的同类跨径的下挠量来类比的,并且通过立模标高的预留来实现的。因此,成桥预拱度合理设置尤为重要。 根据近几年来工程实践检验,后期混凝土收缩、徐变对中孔跨中挠度影响约为L/500~L/1000(L:中孔跨径),边孔最大挠度一般发生在3/4L处,约为中孔最大挠度1/4。另外,连续刚构桥边中跨比例0.52~0.6,桥墩采用柔性墩。在后期运营中向跨中方向产生位移,刚构墩、梁固结,由变形协调可知,转角位移使边孔上挠,中孔跨中下挠。因此,边跨成桥预拱度一般设置较小,在3/4L处设置fc/4预拱度(fc:中孔跨中成桥预拱度)。 连续刚构桥成桥预拱度计算方法:中跨预拱度在设计预拱度的基础上,再按L/1000 (L为中跨跨径,d2为活载挠度)提高预拱度(最大挠度在跨中),边跨预拱度按中跨最大挠度1/4计算,边跨最大挠度在3/4L处。其余各点按余弦曲线分配。在中孔跨中fc确定后,中孔其余各点按y=fc/2(1-cos(2πx/L))进行分配。边孔3/4L处成桥预拱度取中孔跨中成桥预拱度fc的1/4,边孔其余各点按余弦曲线分配。最终成桥预拱度等于收缩徐变预拱度加上1/2活载值。原因:(1)余弦曲线在墩顶两曲线连接处切线斜率为零,满足平顺要求;(2)余弦曲线在L/4处预拱度为跨中预拱度1/2,与有限元计算吻合。 (1) 活载挠度计算 中跨活载最大挠度:d2=0.032m; (2) 中跨最大预拱度的确定
1000Lfc=0.17m;
(3) 余弦曲线 图8-1成桥预拱度线形示意图 各曲线函数表达如下:
A曲线:y=fc/2[1-cos(2πx/170)] (0≤x≤170) B曲线:y=fc/8[1-cos(2π(x+45)/135)] (22.5≤x≤90) C曲线:y=fc/8[1-cos(2πx/45)] (0≤x≤22.5) 最终成桥预拱度=收缩徐变预拱度+1/2活载。
1.2 施工预拱度计算 不论采用什么施工方法,桥梁结构在施工过程中总要产生变形,并且结构的变形将受到诸多因素的影响,极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高、平面位置)状态偏离预期状态,使桥梁难以顺利合拢,或成桥线形与设计要求不符,所以必须对桥梁进行施工控制,使其在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围和成桥状态符合设计要求。我单位设置的施工预拱度由下面的公式进行说明: fsi=∑f1i+f2i+f3i+f4i+f5i+f6i+f7i+f8i+f9i+f10i+f11i
fsi:施工预拱度;
∑f1i:本阶段块件生成后和以后各阶段挠度累计值
∑f2i:本次浇筑梁段及后浇梁段纵向预应力钢束张拉对该点挠度影响值
f3i:二期恒载挠度 f4i:结构体系转换 f5i:挂篮自重及变形 f6i:墩身压缩变形 f7i:前期收缩、徐变挠度值 f8i:温度影响
fc曲A曲C曲B曲A
曲C曲Bfc/4fc/4
901709022,567,517067,522,5f9i:墩顶转角影响 f10i:施工荷载产生挠度 f11i:支架弹性、非弹性变形 上述各组成因素的计算方法如下: (1) 结构自重(一期恒载)作用预拱度的设置 结构自重的计算方法是本阶段块件生成后及以后各阶段对本阶段挠度累计值,特点是先浇阶段已完成本身自重变形,不再对后浇阶段产生影响,虽然合拢段与悬浇阶段单项挠度计算方法不同,但计入方法是相同的,可用通式表达: ∑f1i=f1i+f1i+1+……f1n (2) 预应力作用下预拱度的设置 本阶段纵向钢束及后浇阶段纵向钢束张拉对该点挠度影响值 ∑f2i=f2i+f2i+1+……f2n (3) 二期恒载作用预拱度的设置 二期恒载即桥面铺装、防撞护栏等作用在成桥结构上,将计算所得挠度值反向设置。 (4) 结构体系转换的预拱度的设置 结构体系转换时,一般采用平衡重、配重、顶推等方式,平衡重与合拢段等量置换的那部分平衡重,随着合拢段砼浇筑同步卸除,设置预拱度时应剔除其影响。 但是为了调整合拢段两端标高而设置的附加配重在合拢段砼达到规定的强度后才卸除,其作用在合拢前后的不同体系上,卸载前后对桥梁的影响不能抵消,应充分考虑。 为了改善桥墩受力及在合拢时其场地温度高于设计合拢温度时,为满足设计合拢温度要求,采取顶推方式,以改善桥墩及上部结构受力性能和应力状态。在顶推时,会使各截面产生挠度,这部分挠度变形在设置预拱度时应考虑。 (5) 挂篮自重及变形 1)挂篮对已浇阶段产生弹性变形,但拆除挂篮后,变形即恢复,不必考虑其影响; 2)现浇阶段,由于本阶段刚度未形成,节段自重由挂篮来承担,挂篮在节段砼自重的作用下,产生挠曲变形,现浇阶段砼产生相同变形,这一变形在挂篮拆除后不可恢复。因此,必须计入这部分变形的影响。其值一般由现场压力试验确定(压力与变形曲线) (6) 墩身压缩变形 大跨度连续刚构桥悬臂较长,施工荷载大,如果墩高较高,墩身会产生较大压缩量,在挠度计算时应计入墩身弹性压缩的影响。 (7) 前期收缩、徐变影响 现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定:“预应力混凝土受弯构件当需计算施工阶段变形时,可按结构自重和预应力产生的初始弹性变形乘以﹝1+ф(t,t0)〕求值。” 前期徐变即施工阶段徐变,可按规范计入。 收缩按规范规定计入。 (8) 温度影响 在连续刚构桥分段施工过程中,其几何线形的实测值中都包含温度作用的影响,尽管测量时间选择在温度较稳定的时段,如深夜或凌晨,但是,很难避免日照温差的复杂影响。一般的,大气升温时,悬臂端下挠,大气降温时,悬臂端上升。日照温差对悬臂端挠度的影响,可以通过各施工阶段温度敏感性分析得到结构随温度改变的变形曲线,根据实际温度变化进行插值计算,对结构变形进行修正,即: HTi=Hi+fti fti: :温度修正值 连续刚构桥施工过程中,为了进一步摸清箱梁截面温度及温度在截面上的分布规律,有必要每月选择有代表性的天气(晴、雨、阴、寒流)进行24小时连续观测,以准确掌握温度变化规律,然后根据测量结果进行温度修正。 均匀温度作用对挠度的影响、主要取决于梁体温度与设计合拢温度是否相符合,悬臂施工阶段,结构为静定体系,而合拢后为超静定体系,连续刚构桥以柔性薄壁墩适应温度纵向变化,若梁体温度与设计合拢温度不相符合,即产生温度的变形,因此,计算年温差引起的变形,应以边跨合拢时计入其影响。 (9) 墩顶转角影响 高墩大跨连续刚构桥在悬臂施工过程中,特别是长悬臂时,荷载不可能严格对称,由此引起的墩顶水平位移、转角,对挠度影响不容忽视。 (10) 施工荷载的影响 施工荷载属临时荷载,在后续阶段卸除,因此,临时荷载引起的墩身压缩,挂篮自重产生的挠度,温度梯度影响,偏引起的转角影响属加卸载过程,都应在立模标高中剔除其影响,但配重由于作用在不同的结构体系上,其影响不能剔除。 (11) 支架弹性、非弹变形 边跨支架在施工时应严格要求用同等边跨现浇段及施工荷载重量预压,消除
地基不均匀沉降,测定支架弹性、非弹性变形,并在边跨现浇段中预留其变形。1.3 总预拱度 我监控单位设置的预拱度为:成桥预拱度+施工预拱度。下图为预拱度图示:
阿蓬江特大桥预拱度图(m) 表各节点预拱度表(单位:cm) 计算节点编号 成桥预拱度 施工预拱度 总预拱度 1 0.0 0.03 0.03 2 0.0 0.00 0 3 0.4 -0.05 0.35 4 0.8 0.34 1.14 5 2.0 2.04 4.04 6 3.2 2.57 5.77 7 4.2 2.86 7.06 8 4.6 2.86 7.46 9 4.7 2.69 7.39 10 4.6 2.48 7.08 11 4.5 2.25 6.75 12 4.1 1.99 6.09 13 3.8 1.75 5.55 14 3.5 1.42 4.92 15 3.1 1.14 4.24 16 2.7 0.94 3.64 17 2.4 0.81 3.21