大跨径刚构一连续组合梁桥【结构设计】与探讨方案
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大跨径刚构—连续组合梁桥施工特点施工工序上,大跨径刚构—连续组合梁桥的施工一般分为以下几个步骤。
第一步是进行地质勘测和设计布置,确定桥梁的具体位置、桥墩的间距和梁榀的数量等。
第二步是桥墩和桥台的基础施工,包括基坑开挖、混凝土浇筑和固定桩的安装等。
第三步是梁榀的制作和预应力张拉,其中梁体一般采用现浇预应力混凝土,需要使用模板进行浇筑,而预应力张拉则需要安装预应力钢束,并通过张拉机进行张拉。
最后一步是梁体的吊装和焊接,一般采用起重机进行吊装,同时需要使用连续焊接机进行梁体的焊接。
在材料选用上,大跨径刚构—连续组合梁桥需要选用一些特殊的材料。
首先是梁体的材料,一般选用高强度混凝土作为主要材料,以满足梁体的强度和刚度要求。
其次是预应力钢束的材料,一般选用高强度的钢材,以确保梁体的预应力张拉效果。
同时,还要选用合适的焊接材料,以确保焊接的质量和稳定性。
在质量控制方面,大跨径刚构—连续组合梁桥的施工需要严格控制各个环节的施工质量。
首先是地质勘测和设计布置的精确性,要根据实际情况合理确定桥梁的位置和布置,以确保桥梁的承载能力和稳定性。
其次是基础施工的质量控制,包括基坑开挖的准确度、混凝土浇筑的均匀性和强度等。
同时,在梁体制作和预应力张拉环节,需要严格按照设计要求进行操作,确保梁体的质量和预应力的有效传递。
最后,在梁体的吊装和焊接过程中,需要严格控制起重和焊接的参数,以确保梁体的安全和焊缝的质量。
总之,大跨径刚构—连续组合梁桥具有一定的施工特点,包括施工工序、材料选用和质量控制等方面。
在实际施工中,需要严格遵循设计要求,加强现场管理,以确保桥梁的质量和安全。
Y型刚构一连续组合箱梁桥结构特点与施工方法探讨摘要:该文主要介绍Y型刚构一连续组合梁桥的结构情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、支座主墩的结构型式、悬臂施工的措施、计算模式以及其他方面的问题。
关键词:Y型刚构-连续组合梁结构特点施工方法探讨近年来,刚构-连续桥在我国有了很大的发展,Y型刚构桥也是一种连续刚构桥,只是桥墩做成了Y型。
它具有连续梁桥与刚构桥的受力特点和共同优点。
目前国内已经建成的Y型刚构有:黄州大桥、太和县颍河三桥、广州地铁六号线Y型刚构等,但对于该类型桥梁的具体设计国内尚无指导性的规范可以借鉴,特别是控制成桥后的长期下挠、结构的合理受力状态、下部结构尺寸拟定等方面尚存在很多问题亟待解决。
该文主要介绍Y型刚构一连续组合梁桥的结构情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构特点、受力特点和施工方法的选择等方面的问题。
1 Y型刚构-连续组合梁桥的结构特点1.1 结构受力特点在连续梁桥中,将墩身与主梁固结而成为连续刚构桥。
由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展。
Y型支撑梁桥与同跨径连续梁相比,跨径可相对减小,梁高也可以适当降低。
同时全梁负弯矩值可以大幅度减少,正弯矩也会相应的减少。
1.2 结构刚度大大提高由于Y型支撑的存在,增加了支点附近梁的刚度,相应减小了梁的跨径,使结构的挠度减小。
而且,由于Y型支撑的存在,减小了墩身高度,也使桥梁的水平刚度相应增大。
因为桥梁刚度的提高,可以减小梁截面尺寸,因而节约材料用量,造价经济。
1.3 运营期间车辆行驶平稳与连续梁桥相比,刚构-连续梁桥因墩身与桥面固结从而增加了桥梁的整体性和稳定性。
和普通简支梁相比,车辆行人的动荷载直接通过上部结构传到墩身和基础,全部梁段作为一个整体抵抗上部荷载的影响,所以对于城市桥梁来说纵坡相对平稳,便于行人和机动车的通行。
1.4 桥型新颖美观由于带斜撑,结构除水平线条外,还有斜向线条,加上结构尺寸较少,使桥梁显得轻盈美观,尤其是在城市或景观要求比较高的地区可经常采用。
大跨径刚构一连续组合梁结构设计与探讨【摘要】本文介绍了布跨138+240+240+240+138=996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、设支座主缴的结构型式、支座力的平衡措施、计算模式以及一些其他方面的问题。
【关键词】大跨径;刚构一连续组合梁;结构设计;探讨【中图分类号】tu175【文献标识码】【文章编号】1674-3954(2011)03-0292-01一、前言在大跨径桥型方案比选中,连续梁桥型仍具有很强的竞争力。
连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。
后者是前两者的结合,通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。
在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式,通常称后者为刚构一连续组合梁。
在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨,跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。
二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用1、结构特征及受力特点在连续梁桥中,将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。
由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2].具有一个主孔的单孔跨径已达 270m,具有多个主孔的单孔跨径也达250m,最大联长达1060m.随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步,具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。
2、在我国的应用情况东明黄河大桥开创了刚构一连续组合梁桥在我国应用的先例。
由于放松了多跨连续刚构桥对边主墩高度的要求,因此刚构一连续组合梁桥适用于不同的地形、地质条件、通航要求等。
下面将介绍的武汉军山长江公路大桥初步设计刚构一连续组合梁桥方案就是一个典型的设计实例。
目前国内在建的典型的大跨径刚构一连续组合梁有杭州饶城公路东段钱江六桥,其技术设计阶段主桥为127+ 3 x 232+ 127= 950m的五跨预应力混凝土刚构一连续组合梁体系,中、边主墩均为双壁墩,中主墩墩身与主梁固接,边主墩墩身与主梁分离,分别设置4个65000kn的支应与主梁连接,悬臂施工中墩梁通过预应力粗钢筋临时固接。
大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨(1)本文介绍了布跨138+240+240+240+138=996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、设支座主缴的结构型式、支座力的平衡措施、计算模式以及一些其他方面的问题。
关键词:大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨一、前言在大跨径桥型方案比选中,连续梁桥型仍具有很强的竞争力。
连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。
后者是前两者的结合,通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。
在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式,通常称后者为刚构一连续组合梁。
在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨,跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。
二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用1结构特征及受力特点在连续梁桥中,将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。
由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。
具有一个主孔的单孔跨径已达 270m,具有多个主孔的单孔跨径也达250m,最大联长达1060m。
随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步,具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。
而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢?众所周知,墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。
抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力,但随着联长的加大,墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大,在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了,墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移,墩身剪力和弯矩将迅速增大,同时产生不可忽视的附加弯矩,致使刚构方案无法成立。
在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座,这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。
大跨度连续组合箱梁桥设计构思【摘要】近年来在高等级公路和城市道路建设工程中,很普遍应用到连续组合箱梁的构造形式,这种形式的梁整体性能好、施工简单、质量可靠。
本文将结合具体的工程实例,对大跨度连续组合箱梁桥的设计思路进行探讨,主要从结构布置、负弯矩区设计以及主梁构造方面进行论述,希望能够对相类似工程起到借鉴的作用。
【关键词】连续组合箱梁;结构布置;负弯矩区设计1.工程概况本工程位于河道中间,受水文环境的影响较大,因此在设计时为了减小水文的影响,考虑采用大跨度桥梁。
经过分析,最终确定采用钢与混凝土连续组合箱梁。
本桥梁的主跨长度为105m,两联全长为1400m。
桥梁为6车道公路,并按照2线轨道交通的标准进行设计。
设计标准中的要求包括:汽车荷载为公路Ⅰ级,列车荷载按每次来48t、长度16.5、10辆编组考虑。
设计时荷载的确定需要考虑桥梁全线通行的情况,包括6辆汽车和2线列车的荷载。
同时,还应考虑轨道系和维修、逃生通道的荷载,分别为66KN/m和10KN/m。
因此,本桥梁不仅具有较大的跨度,而且规模大、施工难度高等。
下面,本文将从结构布置、负弯矩区设计以及主梁构造方面对连续组合箱梁的设计思路进行阐述。
2.结构布置本桥梁全宽一共分为两幅,单幅箱梁桥面板的宽度有17.5m,采用梁高5m 的等高梁。
在进行结构形式的设计时,要考虑多方面的因素。
结合工程实践经验,尤其是重点考虑到了多箱梁易于运输到施工现场,同时安装方便,但鉴于多箱梁结构分散,因此进行箱梁设计时要多加考虑横向联结问题,因此难以在本大跨度桥梁中应用。
如果从另外一个角度来分析,考虑采用整幅桥面的话,则会受到桥面宽度的限制,加上本工程的桥梁设计宽度达到35m,如果设计上采用整幅桥面在本桥梁的条件下,对上部结构的施工会造成一定的困难,而且同时受到主航道分离钢箱截面形式的影响,本桥梁桥面需要在增加10m,因此也不适合应用整幅桥面的形式。
另外鉴于本桥梁位于江上,顶推法和节段拼装法在经济上都无法满足要求,都失去了应用的可能。
大跨度刚构-—连续组合弯梁桥施工工法长联大跨度的刚构——连续组合梁桥采用“弯梁”形式布置(曲线梁),使其不但具有刚构—-连续组合梁桥的优点,而且充分体现曲线梁在桥梁的设计和选线上具有的更大的选择空间和灵活性,能更好地适应道路线型,这无疑是大跨度连续梁设计与施工需要研究解决的新课题。
宣化至大同高速公路党家沟大桥的成功建造,为这一新课题研究开创了先例,并获得成果.党家沟大桥1998年4月由铁道部第十一工程局四处中标承建,1999年7月30日全部合拢,1999年10月30日竣工交验。
经交通部公路检测中心对大桥的动、静载试验表明,各项技术指标达到《大跨度混凝土桥梁试验方法》要求,满足设计标准要求,其结论为“大桥结构设计合理、施工工艺可靠、工程质量好”。
经铁科院2000年3月6日查询(查询号TA00059),该桥的长联大跨度刚构–连续组合弯梁施工技术,在国内为领先水平,该施工技术在京张高速公路祁家庄大桥上推广运用使之更加成熟。
该技术获得1999年中铁第十一工程局科技进步特等奖、中国铁道建筑总公司科技进步一等奖、2001年中国铁道建筑总公司优秀工法一等奖、2001年湖北省科技进步三等奖。
被铁道部列为科研项目,认定号为990027(铁道部科教综〈1999〉26号文),成果已通过部级鉴定(技鉴字[2000]第029号)。
经过对两个大桥的施工实践,将科技成果总结整理形成本工法。
一、工法特点1.解决了长联大跨度的刚构—-连续组合“弯梁"悬臂灌注施工线型控制与体系转换的技术难点。
2.高墩墩顶0#段采用预埋构件安装悬臂三角形托架施工新技术,与其他形式0#段托架比较具有操作简易、重量轻、受力简单可靠、节约钢材等优点。
3.1#—1'#段采用无托架施工新技术,节约了大量的器材和安装费用,加快了工程进展。
4.研制运用了适应于大跨度预应力混凝土弯梁悬灌施工的新型挂篮。
5.研究解决了0#段大体积高标号混凝土的防裂措施。
高墩大跨度刚构—连续组合体系桥梁设计、施工一、主要技术内容1. 技术特点:①研究大跨径预应力砼刚构连续组合体系桥梁设计方法与关键技术。
并对下部结构刚度的取值与组合体系的配合、温度变化对该结构的受力及变形影响情况、高墩变位对结构的受力及变形影响等成套设计关键技术进行了详细研究。
②针对该种体系桥梁的施工关键技术如0#块大体积砼浇筑技术、水化热控制及施工质量控制技术、箱梁裂缝产生原因及防治措施、刚构连续组合体系桥梁结构体系转换工艺等进行了深入的分析研究,得出了相应的控制方法和防治措施。
③通过对依托工程的施工监控,对该种体系桥梁主梁变形及受力控制技术、箱梁内外温差对箱梁变形的影响、数据的误差分析等进行研究。
形成了适用于该种体系桥梁的合理的监控系统。
同时对主桥结构形成的全过程分时段进行了振动和模态分析,辅助评定结构质量。
④通过施工监控成果与成桥动静载试验综合判定刚构连续组合体系桥梁结构的受力特性和安全性能。
2. 性能指标:①提出了高墩大跨度刚构连续组合体系桥梁的设计与结构分析方法,并经过了监控数据及成桥荷载试验的结果验证。
②结合施工仿真模拟分析完成了高墩大跨度刚构连续组合体系桥梁成桥过程中的主梁受力及变形控制技术、结构几何形态综合控制及合拢等技术的研究,对该类桥梁的施工起到了控制指导作用。
③对高墩大跨度刚构连续组合体系桥梁的受力特点和温度变化作用进行了深入、系统的研究,掌握了其规律,找到了高墩大跨度刚构连续组合体系桥梁下部结构刚度的取值和组合体系的最优配合比。
④完成的箱梁0#块高强度大体积砼浇筑技术和水化热控制技术及施加竖向预应力措施的研究,解决了0#块在施工过程中易产生裂缝的问题。
⑤对箱梁悬臂施工各T不均衡,箱梁合拢等待及预应力施加后结构变形迟滞等实用技术的研究对实际工程的施工有着指导意义。
⑥结合仁义沟特大桥所进行的动态测试和结构模态分析,通过结构动力性能对大型刚构连续体系桥梁结构质量的评定和使用性能评价是有价值和探索意义的。
高墩大跨刚构一连续组合梁桥的设计张扬(中铁第五勘察设计院集团有限公司桥梁院,北京102600)桥梁摘要:结合l 座在建3一(60+3×100+60)m 刚构一连续组合梁桥,介绍该桥集大跨、长联、高墩、大群桩基础于一体的技术特点,对刚构墩不同类型的横向结构形式进行了对比分析,并从墩顶位移、墩身刚度、稳定性、温度应力影响等方面对刚构主墩的设计进行详细分析,结果表明该桥具有足够的强度、刚度和稳定性。
关键词:铁路桥;刚构一连续组合梁桥;高墩;刚度;稳定性中图分类号:U 448.21+6文献标识码:A文章编号:1004—2954(2012)04—0079—04D e si gn of R i gi d-Fr am e and Cont i nuous -B eam C om bi nat i on B r i dge w i t h L ong-Span and H i gh-P i erZ H A N G Y a ng(B ri dgeE ng i ne e ri ng Desi gn and R es ear ch I nst i t ut e ,C hi na R ai l w ay Fi f t h Su r vey andD es i gn I ns t i t ut e G r o up C o .,L t d .,B e i j i ng 102600,C hi na)A bs t r a ct :Ta ki ngar i gi d —fr a m e and con t i n uous —be am com bi na t i on br i dge w i t h t he spa n ar r angem ent (60+3×100+60)m undercons t r uct i on a sanexam pl e ,t hi s pa pe r i nt r o duces t he t echni cal char act er i s t i csof t hebr i dge w hi ch i nvol ves i n l ong s pan ,l ong uni t s ,hi gh pi erandl argepi l e gr oup f ounda t i on ,a sw el la sanal y zescont r as t i v el yt hedi f f er e ntt r ans ver s es t r u ct ur ef o r m ofr i gi d f r am e pi er s .B es i de s ,t hepa pe ranal y s es i n det a i l t hedes i gn of t hem a i n pi erof t her i gi d f r am e ,i nc l udi ng t he t opdi spl ace m ent of t hepi er ,pi err i g i di t y ,pi ers t abi l i ty ,and t he t e m per at ur e s t r es s .The anal y s i s r es ul t s s h ow t ha tt hi s br i dgehas e nough s t r engt h ,r i gi di t y and st abi l i t y .K ey w or ds :r ai l w ay br i dge ;r i g i d —f r am ea nd c ont i nuous -bea m com bi na t i on br i dge ;hi gh pi e r ;ri gi di t y ;st abi l i t y收稿日期:2011—10—09作者简介:张扬(1983一),女,工程师,2008年毕业于中南大学土木建筑学院,工学硕士,E —m a i l :zybe st 8377@163.com 。
大跨径连续刚构桥研究1、研究背景和必要性近年来许多大跨度的连续刚构(连续梁)桥在运营过程中出现了较多的工程病害,严重影响到了结构的安全。
病害主要表现在挠度和裂缝2个方面。
由于标准的不同,裂缝的分类方法有多种。
箱梁裂缝从发生的部位可以分为顶板裂缝、腹板裂缝、底板裂缝、横隔板裂缝;从裂缝的力学特性可以分为弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝、断开裂缝、局部应力引起的裂缝;从裂缝产生的外因可以分为荷载裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、基础变形裂缝、钢筋锈蚀裂缝和冻胀裂缝等。
在这些裂缝类型中,以可能会影响结构正常使用或者结构耐久性的箱梁腹板斜裂缝破坏性最大,是国内外桥梁专家学者重点研究的裂缝类型。
这些腹板斜裂缝裂缝集中在25°~45°之间,主要出现在连续箱梁桥的边孔现浇段、L/4 截面附近或者梁腹厚度变化区段。
例如:河南省三门峡黄河公路大桥,该桥建成于1993 年,仅仅运营了短短的七年,主桥(连续刚构)箱梁很多梁段的腹板就出现了斜裂缝;风陵渡黄河公路大桥,在1994 年11 月竣工通车几年后,主桥(连续梁)箱梁梁体在一些部位产生了不同程度的腹板斜裂缝;黄石长江大桥(连续刚构)于1995 年竣工,使用一年后被发现腹板出现斜裂缝。
东明黄河大桥预应力混凝土箱梁在L/4 截面附近梁腹板表面出现的与顶板大致呈20°~60°夹角的斜向裂缝,大多由顶板与腹板交界处开始,向下延伸至1/3~1/2 梁高处,方向基本上与主拉应力方向垂直。
这些斜裂缝不仅会削弱桥梁结构的强度和刚度,还会加速钢筋锈蚀。
而钢筋锈蚀则会引起体积膨胀,从而使混凝土开裂,破坏混凝土的受力性能,降低材料的耐久性能和桥梁的承载能力,影响桥梁的美观及使用寿命,如果严重时很可能引起交通事故。
同时这种斜裂缝的普遍性使得工程界对箱梁桥的应用开始产生不安,甚至怀疑,直接影响其在公路工程建设中的进一步推广,因而对于箱梁斜裂缝的检测识别与加固研究也更加迫切。
高墩大跨刚构-连续组合梁桥的设计张扬【摘要】Taking a rigid-frame and continuous-beam combination bridge with the span arrangement (60 + 3×100+60)m under construction as an example, this paper introduces the technical characteristics of the bridge which involves in long span, long units, high pier and large pile group foundation, as well as analyzes contrastively the different transverse structure form of rigid frame piers. Besides, the paper analyses in detail the design of the main pier of the rigid frame, including the top displacement of the pier, pier rigidity, pier stability, and the temperature stress. The analysis results show that this bridge has enough strength, rigidity and stability.%结合1座在建3-(60+3×100+60)m刚构-连续组合梁桥,介绍该桥集大跨、长联、高墩、大群桩基础于一体的技术特点,对刚构墩不同类型的横向结构形式进行了对比分析,并从墩顶位移、墩身刚度、稳定性、温度应力影响等方面对刚构主墩的设计进行详细分析,结果表明该桥具有足够的强度、刚度和稳定性.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P79-82)【关键词】铁路桥;刚构-连续组合梁桥;高墩;刚度;稳定性【作者】张扬【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司桥梁院,北京 102600【正文语种】中文【中图分类】U448.21+61 概述某在建双线铁路特大桥,地处低中山区黄土坡及沙沟谷,沟壑较深,地形复杂且起伏大。
李子沟特大刚构-连续组合梁桥的设计与施工简介黄 健(中铁第十八工程局,天津300222)摘 要:简要介绍了李子沟特大刚构-连续组合梁桥的设计与施工。
关键词:铁路桥;箱形梁;组合结构;桥梁设计;桥梁施工中图分类号:U448.13;U448.216 文献标识码:A文章编号:1003-4714(2001)04-0065-04收稿日期:2001-06-05作者简介:黄 健(1963-),男,高级工程师,1985年毕业于石家庄铁道学院桥梁专业,工学学士。
1 概 况李子沟特大桥位于贵州省威宁县,横跨李子沟大峡谷,为单线铁路桥,是内昆线控制工期的重点工程。
该桥全长1031.86m,主桥长529.4m,结构形式为7 32m 简支梁+(72+3 128+72)m 刚构-连续组合梁。
桥址处地质复杂,气候恶劣,覆盖层为厚5~30m 断层角砾及块石土,基岩主要为碳质页岩和泥灰岩。
由于岩体受多期构造影响,岩层节理发育杂乱,联结松散,特别是11~12号墩间边坡高约80m,极不稳定。
桥址处极端风速33m/s,最低气温-15.3 ,年降雨量962.3mm,降雪50mm 。
全桥圬工10.2万m 3,工期仅为20个月。
2 设 计2.1 设计标准中-活载!级单线铁路桥梁。
2.2 主桥该桥由于受地形、地质等条件制约,跨越峡谷中心的主桥必须采用大跨,在做桥跨、桥型方案时,主跨有168m 和128m 的两种方案,兼顾经济及结构受力合理,最终主桥采用了一联五孔(72+3 128+72)m 刚构-连续组合梁。
由于刚构联长过大,为减少在温度变化、混凝土收缩、徐变以及全桥张拉时较低墩(8号墩高为70m)及梁体内产生的内力,在较低的8号墩顶设了2个TPZ32500-ZX-150盆式橡胶活动支座,在梁两端7号、12号墩各设TPZ4000-ZX-150盆式橡胶支座2个。
箱梁在9号、10号、11号墩分别与主墩正交连接,墩顶不设实体段,使主桥各部受力得到极大改善,如图1所示。
大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨(1)本文介绍了布跨138+240+240+240+138=996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、设支座主缴的结构型式、支座力的平衡措施、计算模式以及一些其他方面的问题。
关键词:大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨一、前言在大跨径桥型方案比选中,连续梁桥型仍具有很强的竞争力。
连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。
后者是前两者的结合,通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。
在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式,通常称后者为刚构一连续组合梁。
在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨,跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。
二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用1结构特征及受力特点在连续梁桥中,将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。
由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。
具有一个主孔的单孔跨径已达 270m,具有多个主孔的单孔跨径也达250m,最大联长达1060m。
随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步,具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。
而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢?众所周知,墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。
抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力,但随着联长的加大,墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大,在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了,墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移,墩身剪力和弯矩将迅速增大,同时产生不可忽视的附加弯矩,致使刚构方案无法成立。
在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座,这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。
于是边主墩墩身强度问题得以解决,且在一定条件下联长可相对延长。
可见,刚构一连续组合梁是连续梁和连续刚构的组合,它兼顾了两者的优点而扬弃各自的缺点,在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具有一定的优越性。
2.在我国的应用情况东明黄河大桥开创了刚构一连续组合梁桥在我国应用的先例。
由于放松了多跨连续刚构桥对边主墩高度的求,因此刚构一连续组合梁桥适用于不同的地形、地质条件、通航求等。
下面将介绍的武汉军山长江公路大桥初步设计刚构一连续组合梁桥方案就是一个典型的设计实例。
目前国内在建的典型的大跨径刚构一连续组合梁有杭州饶城公路东段钱江六桥,其技术设计阶段主桥为 127+ 3 X 232+ 127= 950m的五跨预应力混凝土刚构一连续组合梁体系,中、边主墩均为双壁墩,中主墩墩身与主梁固接,边主墩墩身与主梁分离,分别设置4个65000kN的支应与主梁连接,悬臂施工中墩梁通过预应力粗钢筋临时固接。
受地形影响解除边主墩墩身与主梁固结的刚构一连续组合梁桥还有黑河大桥,该桥布跨为 6016 +6×100+ 60= 720m,墩身为单箱墩,最外边墩设支座。
刚构一连续组合梁桥还适合于某些特殊布跨情形。
如厦门海沧大桥西航道桥,布跨为70+ 140十70十 42+ 42(m),其中两孔 42m跨锚碇,避免了设两孔连续或简支梁,并减少了伸缩缝。
像这样将边墩设支座的小边跨与连续刚构主体相连而成为非典型的刚构一连续组合梁桥的桥还有很多。
三、设计实例武汉军山长江公路大桥初步设计作了斜拉桥和连续刚构两个方案同等深度的经济技术比较。
其中连续刚构方案最初的跨径布置为 138 + 24O+ 240+ 240 + 138(m),三个主跨的四个主墩均为双薄壁墩,墩身与主梁固结。
设计中发现两个边主墩由于高度较矮,受力很不合理,因此,将其与主梁的固结约束予以解除,桥型变为刚构一连续组合梁的结构形式(后出于总体布跨考虑,将跨径布置调整为 138+ 240+ 240+ 240+ 138+ 56(m))。
现以布跨 138+240 + 240+ 240+ 138(m)的大跨径刚构一连续组合梁桥的设计为例对其结构设计加以介绍和探讨。
其结构设计简介如下:1.结构体系桥梁分左右两幅,采用138+240+240+240 + 138(m)五跨一联三向预应力混凝土刚构一续梁组合梁桥型方案,双壁墩结构,中主墩墩身与主梁固结,边主墩及边墩墩顶设支座。
边主跨比 L边: L主=0.575:1,纵坡 3%,纵曲线素为 T=5l0m, R= 17000m,E=7.65m。
横坡2%,由箱梁顶板坡度形成。
桥面铺装为6cm钢纤维混凝土垫平层加6cm沥青混凝土。
2.下部构造主墩墩身为普通钢筋混凝土结构,采用50号混凝土,双壁墩结构。
P2,P5号墩为边主墩,墩高28m,左右幅每片墩墩顶各设两个吨位为60000kN的球形钢支座,墩身为矩形实心断面,断面尺寸320cmX800cm,顺桥向外缘距12m;P3,P4号为中主墩,墩高 39.9m,墩身与主梁固结,墩身为矩形实心断面,断面尺寸280cmX750cm。
,顺桥向外缘距12m。
承台采用30号混凝土,均为整体式,厚5m。
P2~P5两号墩桩基础采用 25号水下混凝土,均为 18根直径 2.5m的钻孔桩,桩长分别为 55m,35m,40m,37.5m,均按支承桩设计。
下部构造平面布置.P3,P4及P5号墩基础拟采用双壁钢围堰方案施工,P2号墩拟采用钢管桩平台加钢套箱方案施工。
为有效抵抗偶发的巨大船撞荷载,各主墩均设计为整体式基础和承台。
防撞构造立足于墩身自身防撞,因此墩身按实心断面设计。
3上部构造主梁为分离式单箱单室直腹板箱梁,采用50号混凝土。
根部梁高h根=13.2m,h根:L主=1:18.18;跨中梁高h中=4.0m,h中: L主=l:60;箱梁底线变化曲线y=4.0 (9.2/114)×X。
箱梁拟采用对称悬臂现浇施工工艺,施工梁段长度分为3m,4m,5m三种类型,0号块现浇段17m,合龙段3m。
1/2标准跨的分块布置为:(l/2) x 17m+ 10 x 3m+ 10 x 4m+ 8 x 5m+(1/2) x 3.0m= 120m。
最大悬臂施工长112.5m,共28对施工块件,块件重量在140.8~234.5t之间。
箱梁顶宽16.45m,底宽7.5m,翼缘板悬臂长4.475m(含承托),外侧厚15cm,根部厚50cm。
0号块顶板厚45cm,其他位置顶板厚28cm。
0号块腹板厚 100cm。
向跨中分 70cm,60cm,40cm三个梯段变化。
根部底板厚130cm。
;跨中底板厚28cm,中间按y=0.28+(1.02/114)×x变化。
箱梁仅在墩项及梁端设横隔板,墩顶横隔板位置及厚度与每片墩身相对应。
为增强箱梁整体性,还在墩顶设置了箱外横隔板。
摘本文介绍了布跨138+24+24+24+138=996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的,论文版权属原作者,请不用于商业用途或者抄袭,仅供参考学习之用,否者后果自负,如果此文侵犯您的合法权益,请联系我们。
箱梁纵向预应力体系采用 15- 22,控制张拉力4296.6kN,横向预应力体系采用15-4,控制张拉力 781.2KN。
纵、横向预应力均采用φ15.24mm预应力超强、低松弛钢绞线,极限抗拉强度为1860MPa,计算弹性模量E=1.95x10'MPa。
竖向预应力体系采用φ32mm轴轧螺纹粗钢筋,控制张拉力 542.8kN.箱梁典型断面纵向预应力钢束布置。
4.结构分析(1)计算模式顺桥向总体结构静力分析采用平面杆系综合程序进行。
接施工阶段将结构分为328个单元325个节点,共63个施工阶段。
由于地质条件相对较好,因此未按等刚度原理将桩基础进行模拟,即不计桩基础的影响,近似按承台底固结考虑。
中主墩与主梁固结,边墩为单向交承,计算中计入了边主墩。
(2)计算荷载汽车:半幅桥横向按布置 4个车队数考虑,横向折减系数为 0.67,纵向折减系数为0.97,偏载系数 1.15。
挂车:按全桥布置一辆考虑,偏载系数 1.15。
满布人群:3.5KN/平方米二部恒载:7t/m。
温度:结构体系温差考虑升温20℃,降温20℃;梁体温差考虑了由于太阳辐射和其他影响引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于再辐射和其他影响,热量由桥面顶层散失时产生的负温差,参照BS5400荷载规范取用;箱内外温差为5℃;桥墩墩体考虑日照不均匀温度差:升温时,两片墩身的一侧比另一侧和中间高5℃,降温时,两片墩身的一侧和中间比另一侧高5℃。
温度效应考虑两种组合:体系升温十正温差十升温时墩体温差,体系降温十反温差十降温时墩体温差。
静风荷载:施工风速按30年一遇,成桥风速按100年一遇计。
横桥向风力按规范公式计算。
船撞力:横桥向18400kN,顺桥向9200kN。
作用点位置按规范或专题确定。
(3施工方法及主工况拟采用悬臂浇注法施工。
为确保施工阶段单T的顺桥向抗弯及根桥向抗扭稳定性,将P2、P5号墩墩顶与主梁临时固结,在次边跨合龙施工完成后予以解除,完成体系转换。
主工况为;①施工基础及墩身,悬臂浇筑至最大悬臂状态,形成单T;②满堂支架浇筑边跨现浇段,配重施工;③边跨合龙,现浇段支架拆除;④次边跨合龙;⑤中跨合龙,形成结构体系对施加二部恒载;⑦运营。
(4)计算参数及荷载组合混凝土:徐变特征终级值2.3,弹性继效系数0.3,徐变速度系数0.021,收缩特征终级值0.00015,收缩增长速度系数 0.021。
预应力:松弛率0.03,管道摩阻系数0.22,管道偏差系数0.001,一端锚具变形及钢束回缩值 0.006m。
考虑五种组合:①恒十汽;②恒十汽十温度;③恒十挂;④恒十满人;⑤恒十汽十温度船撞力。
(5)计算结果主梁次边跨跨中汽车活载挠度为0.111m,中跨跨中为0.096m。
主梁应力:成桥状态混凝土应力最大约155kg/平方厘米,最小约26kg/平方厘米,组合①混凝土应力最大约 17Ikg/平方厘米,最小约 10kg/平方厘米,组合②混凝土应力最大约 215kg/平方厘米,最小约一6kg/平方厘米。
五、几个问题的探讨1.结构方案比较在维持主跨规模不变的前提下,为寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的方案,对结构形式及主墩厚度作了计算比较。
比较的方案有 138+ 3 X 240+138(m)连续刚构方案,墩厚2.5m;138+3x240+138(m)连续刚构方案,墩厚2.1m;138+3x240+138(m)刚构一连续组合梁方案,固接墩厚 2.5m; 138 + 3 x 240+ 138(m)刚构一连续组合梁方案,固接墩厚2.lm。