连续弯箱梁

连续弯箱梁（精选六篇）

连续弯箱梁 篇1

贵阳市环城高速南环线 (以下简称“南环线”) 是贵阳公路网体系“一纵二横三环”三环中外环线的一段, 起于在建的国道主干线贵阳绕城公路西南段牛郎关立交, 讫于在建的国道主干线贵阳绕城公路西南段金竹立交, 建成后将有效改善贵阳市与花溪及贵州南部市县之间的交通。牛郎关互通立交为半定向+2/4部分苜蓿叶型, 其中F匝道第一联方案上跨贵阳到大土双线高速铁路, 路线设计线处跨径布置为: (26.5+28.5+26.5) m, 平曲线半径为R=170m, 单箱双室, 梁高2.0m, 箱顶宽10.5m, 底宽6.5m, 翼缘板悬臂2.0m, 厚度0.2～0.4m, 顶、底板厚度为0.25m, 直腹板厚度为0.5m (局部变厚度为0.5～0.7m) 。

本文以牛郎关立交F匝道第一联连续弯箱梁方案为对象, 阐述了钢筋混凝土连续弯箱梁梁格法建模的过程、计算结果的分析, 以及构造与施工要求等。

2 模型建立

连续弯箱梁桥的内力分析十分复杂, 计算方法也不下十种, 本文采用目前为止计算曲线梁桥较为实用的半解析法梁格体系理论建立模型。建模过程如下: (1) 将上部结构沿箱梁顶、底板的三分之一切开[1], 成为3个工型; (2) 计算各工型翼板的有效宽度 (参见[2]) , 按有效宽度计算各工型的形心、惯性矩; (3) 梁格划分。全部纵向构件的横向位置均与纵向腹板中心重合 (使腹板剪力直接由横截面的同一点上的梁格剪力来代表[1]) ;横向构件在腹板变厚度段等间距布置, 在跨中段等间距布置。在无横隔板的箱梁一般段, 横向构件为一工型, 顶板厚度为箱梁顶板厚度, 底板厚度为箱梁底板厚度, 腹板厚度取为无限小, 高度取箱梁高;有横隔板处, 箱梁为一矩形, 高度取箱梁高; (4) 截面特性值修正。将各截面的抗弯惯性矩修正为绕整体上部结构的主轴计算[1]。各纵向构件的抗扭惯性矩取为整个截面 (考虑有效宽度影响后) 抗扭惯性矩的1/6 (各纵向构件扭转惯矩之和只等于整个截面扭转惯性矩的1/2, 另外1/2的扭转惯性矩由上部结构两侧相反的剪力提供[1], 再将这1/2扭转惯性矩均分到3根纵向构件中) ; (5) 材料性能修正。无横隔板处的横向构件的顶、底板与纵向构件的顶、底板重合, 故该处横向构件为一虚拟结构, 模型中将该构件材料重量设为0。F匝道第一联连续弯箱梁的计算模型如图1所示。

3 计算分析与设计

箱梁采用C40混凝土, HRB335级、R235级钢筋。上部结构连续弯箱梁采用满堂支架逐跨现浇方法施工, 计算模型分4个施工阶段:现浇第一跨箱梁、现浇第二跨箱梁、现浇第三跨箱梁、计算混凝土收缩、徐变 (徐变时间为10年) 。设计行车速度为60km/h, 双向双车道, 环境类别为Ⅰ类, 相对湿度0.7, 单元加载龄期3d。

设计荷载:

(1) 一期荷载:结构自重、混凝土收缩、徐变;

(2) 二期恒载:沥青混凝土铺装及现浇层4.7kN/m, 混凝土防撞栏杆11kN/m;

(3) 汽车荷载:公路Ⅰ级。冲击系数的计算, 直接按曲线梁的弧向跨径来计算曲线梁桥的冲击系数[3]。车道荷载按《公路桥涵设计通用规范》 (JTJ D60-2004) 中车辆荷载布载方式偏载布置, 分别计算汽车从曲线内侧开始影响线加载、从曲线外侧开始影响线加载两种情况下结构的受力;

(4) 温度荷载:结构体系温度20℃, 体系升温20℃, 降温20℃, 箱梁顶板梯度温度效应按《公路桥涵设计通用规范》 (JTJ D60-2004) 执行;

(5) 收缩徐变:徐变时间取10年;

(6) 支座沉降取值:桥梁墩台不均匀沉降5mm, 取沉降最不利组合。

计算结果分析:

(1) 沉降对结构的影响。比较各桥梁墩台沉降5mm时各支座的反力可知, 1、3号桥墩同时沉降或2、4号桥墩同时沉降时, 内侧支座负反力较大, 最大值达307.4kN, 故取1、3号桥墩或2、4号桥墩同时沉降5mm为支座沉降最不利组合, 再与其他荷载组合。

(2) 汽车偏载对结构的影响。由计算结果可知汽车从曲线内侧开始影响线加载时, 支座最大竖向反力为1251.6kN, 最大纵向反力为177.7kN;从曲线外侧开始影响线时, 支座最大竖向反力为1192.8 kN, 比从曲线内侧开始影响线加载时小5%, 最大纵向反力为178.0kN, 与内侧加载时几乎相同, 可见汽车作用位置对支座竖向反力影响较大, 对最大纵向反力影响不大, 且固定支座处桥墩受力较为复杂, 因此应适当加强固定支座桥墩的配筋设计。

(3) 温度荷载对结构的影响。由计算结果可知升温、降温作用下, 结构的最大的支座反力为316.9kN, 升温温度梯度作用下, 结构的最大支座反力为116kN, 降温温度梯度作用下, 结构的最大支座反力为460.3kN, 可见降温温度梯度对结构的影响较大。

取结构在汽车荷载、升温、降温、温度梯度升温、温度梯度降温、混凝土收缩、徐变、最不利沉降组合等荷载的组合荷载作为设计荷载, 对结构进行配筋设计。各荷载组合系数为1, 各纵向构件弯矩包络图如图2所示。

为简化设计, 三根纵向构件采用统一形式配筋, 每根纵向构件配筋结果为: (1) 配通长28钢筋骨架:底板两层通长钢筋, 另在每跨跨中部分加一层钢筋;顶板一层通长钢筋, 另在每个连续墩墩顶附近加两层钢筋; (2) 梁底钢筋 (钢筋根数包含相应骨架钢筋根数) :边跨跨中附近配36根28, 中跨跨中附近配20根28; (3) 梁顶钢筋:连续墩墩顶附近配64根28。

按上述钢筋形式配筋后结构最大裂缝宽度为0.17mm, 小于规范要求0.2mm。

4 结语

因连续弯箱梁明显的弯扭耦合效应, 而且本桥桥墩墩高较低, 不宜采用中间墩墩梁固结, 全桥采用抗扭双支座, 并设置一个固定支座, 同时要加强固定支座桥墩设计;连续弯箱梁采用梁格法建立模型时, 应考虑有效宽度对截面设计计算的影响, 同时应对考虑有效宽度后的结构自重应进行修正;为方便求得支座反力, 宜在每个支座节点建立节点局部坐标轴, 坐标轴的X方向为节点切向方向, Y方向为曲线半径方向。

摘要：借助大型有限元计算软件Midas, 采用梁格系理论建立牛郎关互通式立体交叉F匝道连续弯箱梁方案模型, 分析讨论计算结果, 为此类桥梁的设计计算提供参考。

关键词：连续弯箱梁,梁格法,桥梁设计

参考文献

[1] (英) 汉勃利 (Hambly, E.C.) .桥梁上部构造性能[M].北京:人民交通出版社.1982;89-118

[2]JTJ D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[M].第1版.北京:人民交通出版社.2004;16-18

谈小半径弯箱梁桥设计 篇2

关键词：弯箱梁,梁格法,支座偏心

近些年来,随着公路和城市道路建设的飞快发展,涉及到曲线桥的桥梁设计已经越来越多了,对于大半径的曲线梁桥,以前往往采用以直代曲,或者使用单梁法进行模拟计算,计算结果也可以满足设计和使用的要求,但是随着越来越多的城市立交建设的需要,小半径的匝道桥越来越多,这时再用上面的方法进行简单的模拟计算,结果是不准确的,必须要采用梁格法或者其他更精确的方法进行计算。

与直线梁相比,曲线梁的受力有以下特点:1)轴向变形与平面内弯曲的耦合;2)竖向挠曲与扭转的耦合;3)它们与截面畸变的耦合。其中最主要的是挠曲变形与扭转变形的耦合。

曲线梁在竖向荷载作用下会同时产生弯矩和扭矩,且其大小会相互影响,由于曲线外侧部分梁总比曲线内侧部分梁重,所以在自重荷载作用下,外侧支点反力比内侧支点反力要大,在活载,基础不均匀沉降,温度力等荷载共同作用下,曲线内侧支点反力可能会出现拉力,因此在做曲线梁设计时,往往需要对支座设置横向的偏心距,以避免某些支座在荷载最不利组合时出现拉力。

梁格法是目前最常用的分析曲线梁的方法,梁格法的实质是用一个等效的梁格来代替桥梁上部结构,是一种以梁单元为基本单元的有限元法,梁格法的概念明确,通常采用MIDAS软件建立的梁格模型建模方便,计算速度也较快。本文就是通过MIDAS 2010软件建立梁格模型,分析一个半径只有30 m的连续梁桥选用不同的支撑形式时梁的受力情况,从而得到一些有用的结论。

1小半径弯箱梁设计应注意的问题

1.1 结构受力上应注意的问题

结构受力上要注意调整梁内的扭矩分布,尽量使梁截面的受力更均匀。小半径的弯箱梁各截面都处于“弯、剪、扭”的复杂受力状态,其应力分布比同跨径的直线梁桥要复杂,因此,在进行截面设计时,要尽量选择抗扭刚度比较大的截面形式,比如箱形截面,同时要根据JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的规定,在桥跨范围内设置一些横隔板,以加强结构的横桥向刚度。

1.2 结构变形上应注意的问题

结构变形上要注意控制梁端纵横向变位及翘曲变形,使之符合规范的要求,设计时可以通过调整跨径的布置和边界条件来达到这个目标。1)在跨径搭配上,要控制边跨跨径,使边跨跨径和中跨跨径比较接近,这样可以大大减小内侧支座出现拉力的情况;2)在边界条件方面,由于边界条件影响到整个结构的受力状态,因此,在实际设计时,要分别采用不同的约束形式进行试算,通过分析试算结果来确定结构的边界条件。

2设计实例

某码头引桥是一座4跨钢筋混凝土曲线弯梁桥,跨径组合为:11 m+16 m+10 m+10 m,曲线半径为30 m,梁的截面形式为单箱单室直腹板箱梁,梁高1.3 m,跨中顶底板厚25 cm,支点处顶底板厚50 cm,腹板厚度全桥统一为75 cm,桥面宽度为:0.5 m(防撞护栏)+5 m(行车道)+0.5 m(防撞护栏)=6 m,箱梁一般构造图见图1,横断面图见图2。

2.1 模型的建立

采用MIDAS 2010软件建立梁格法模型,计算考虑的主要荷载包括:箱梁的自重,铺装,防撞护栏重量,温度力,离心力,车辆荷载(本码头引桥上的汽车活载只考虑一辆重55 t的标准车辆荷载)等,为了得到箱梁的最佳受力状态,使箱梁截面和支座的受力比较均匀,建立2个不同约束情况的模型,通过分析比较得到较好的支座布置形式。模型1:弯箱梁端支点采用两点支撑,中间支点采用单点支撑;模型2:所用支点横桥向均采用两点支撑。模型1和模型2的结构离散图分别见图3和图4。

2.2 计算结果

由于本桥为小半径的弯箱梁桥,并且跨径布置受到条件的限制不能变动,使得跨径的布置从结构受力上来讲并不是十分合理,在不设置支座偏心时,部分支座会出现拉力,经过分析计算模型1和模型2都需要设置支座偏心才能使所有支座都处于受压状态,模型1和模型2的支座偏心设置情况见表1(表中偏心距以向外侧腹板偏移为正)。

按照上面的支座偏心布置计算后得到各截面腹板内力以及各截面腹板位移,见表2,表3。

3结语

小半径弯箱梁桥受力复杂,在恒载和活载的作用下,箱梁曲线内侧和外侧腹板的受力不均匀,通过上面的分析比较,可以得到以下几点结论:

1)恒载作用下,无论中间支点选择单点支撑还是两点支撑,外侧腹板的受力都比内侧腹板的受力要大,而且跨径越大,受力差别越大。对比中间支点是单点支撑和两点支撑时内外腹板的弯矩可知:恒载作用下,选择单点支撑和两点支撑对腹板受力的影响不大。

2)车辆活载作用下,中间支点选择单点支撑和两点支撑时都是外侧腹板的受力比内侧腹板的受力要大,相比恒载作用,在活载作用下,外侧腹板和内侧腹板受力的差别要小一些。

3)本连续弯梁桥的跨径差别相对较大,最大跨径是最小跨径的1.6倍,在计算的过程中,发现在保证各支座不出现拉力的前提下,要保持各支点横向支座的间距相等很困难,因此,在设置支座时将支点2的横向间距设为1.65 m,其他支点的支座横向间距都为1.5 m。由此可知:在一般设计的时候,如果不是受条件限制,最好将连续梁各跨的跨径设为一样的,这样可以使梁的受力更均匀,梁底支座的偏心也可以保持一致,给设计和施工都减小难度。

4)由表3可知,在恒载作用下或在活载作用下,无论中间支点选择单点支撑还是两点支撑,外侧腹板的变形都比内侧腹板的变形要大,并且,两点支撑比单点支撑时腹板的变形要小,因此从结构变形上来讲,中间支点设置两点支撑比设置单点支撑要好一些。

参考文献

[1]邵荣光.混凝土弯梁桥[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]孙广华.曲线梁桥计算[M].北京:人民交通出版社,1997.

[3]邓安泰.混凝土曲线箱梁桥的受力性能研究[J].市政.交通.水利工程设计,2008(8):115-117.

连续弯箱梁 篇3

随着我国经济的大力发展, 曲线弯箱梁桥越来越广泛的应用于城市和公路建设。在后张法张拉预应力的过程中, 预应力筋束对腹板混凝土产生的水平径向压力会引起腹板的崩裂;同时由于弯箱梁重心与形心不重合, 弯箱梁所受到的扭矩大于直箱梁。若预应力筋束对弯箱梁腹板混凝土产生的径向压力过大, 容易导致预应力筋束从弯箱梁的内腹板中崩出。同时近年来多座小半径匝道弯箱梁桥因扭矩过大而引起箱梁侧倾。由此可见, 预应力混凝土弯箱梁预应力束防崩问题与受扭问题要引起桥梁设计人员重视。

1 侧向防崩分析与采取措施

1.1 受力分析

布置在弯箱梁中的预应力钢束是空间曲线, 可分解为平面上和立面上的曲线。现将单箱单室曲线弯箱梁, 沿腹板中心线纵向剖开, 呈现出的预应力钢束重心轴线如图1所示。

图1中Pr为预应力钢束的平面径向分力;Ps为预应力钢束的立面径向压分力;Pr, Ps均沿腹板轴线分布。

假定预应力钢束在梁端腹板上的拉力为F, 根据力的平衡条件推导如下:

由于弯箱梁的内外腹板平曲线半径R不同, 所以Pr值也是不同的。由上式可得出内外腹板的平面径向压力分别为:

其中, PrI为平面内的内腹板压力;PrO为平面内的外腹板压力;RI为平面内的内腹板的圆弧半径;RO为平面内的外腹板的圆弧半径。

同理可得竖向管道的径向压力分别为:

其中, PsI为平面内的外腹板压力;PsO为平面内的内腹板压力;R为平曲线半径;r为竖向钢束的弯曲半径。

由于Pr和Ps的出现, 尤其曲线梁中PsI不等于PsO。故产生了梁体的预拱度之外, 还有扭转变形。

将腹板视为嵌固于箱梁顶、底板的嵌固板模式, 弯箱梁内预应力钢束产生的水平径向力作用在腹板上, 布置在腹板中的箍筋可视为嵌固板中的抗弯主钢筋, 抵抗预应力钢束水平径向力产生的弯曲应力, 可偏保守地假定水平径向力作用在腹板高度的中间位置, 以此计算模式来验算腹板的受弯承载能力。为偏于安全方面考虑, 在设计中可以不考虑腹板拱效应的有利因素。由此可以得到嵌固内腹板在跨中截面处的计算弯矩为:

其中, hc为顶板和底板之间的腹板高度。

1.2 采取措施

措施一:适当增加腹板箍筋数量。箱梁腹板中有箍筋, 除了承受箱梁竖向剪力, 还要承受预应力钢束作用弯箱梁腹板上水平径向力产生的弯矩。因此, 配置在弯箱梁腹板中的箍筋要适当加强。

措施二:优化布置腹板内预应力钢束。将曲线内侧的预应力钢束向外布置, 如图2所示, 相当于增大了预应力钢束的平面弯曲半径, 减少了钢束作用在腹板上的弯矩;同时增加了受压力一侧的混凝土保护层厚度。

措施三:腹板内设置防崩箍筋。在构造上通常设置专门的防崩箍筋以抵抗预应力钢束的水平崩出力。弯箱梁腹板中曲线内侧的预应力钢束保护层, 在钢束崩出时为冲切破坏, 因而设置的防崩钢筋是十分重要的构造措施。根据以往工程经验, 建议曲线半径小于240 m的弯箱梁均设置防崩箍筋。

工程上除了上面三种防崩措施外, 还常常根据具体情况采用以下措施:适当增大预应力钢束平弯半径;在钢束管道之间留有足够的净间距;尽量分散布置预应力钢束;增长张拉钢束时混凝土龄期;尽量避免采用大吨位的预应力束;设置中横隔板以增加变箱梁的横向刚度等。

2 箱梁抗扭分析与采取措施

2.1 受力特征分析

弯箱梁桥的主要受力特点是:当梁承受竖向荷载引起弯曲时, 由于曲率的存在, 必然产生扭矩。而扭矩作用又进一步导致扭转挠曲变形, 这种非线性效应无法采用弯、扭效应分别求解后叠加的简单方法进行分析。并且弯箱梁桥的弯扭耦合作用效应与曲率半径、跨径、截面形式、宽跨比、抗弯刚度EI、抗扭刚度、抗翘曲刚度以及支承约束形式等众多因素有关, 因此要分析弯箱梁桥内力和变形是非常复杂的。

国内外许多专家学者相继提出了各种各样的计算理论和分析方法, 归纳起来大致可分为如下三类:解析法、半解析法、数值法, 每一种计算理论都有其各自的特点与适用条件。符拉索夫建立的基于刚性截面弯梁的基本微分方程以后, 许多专家学者都开始致力于寻求闭合解及各种近似解, 其中利用有限差分技术求解高次微分方程是一种值得推荐的方法。

在弯箱梁桥中截面扭转和畸变引起的截面应力比同条件的直线箱梁要大很多, 因此, 扭矩往往成为设计中不能忽略的重要因素。

2.2 采取措施

箱梁横断面所受到的扭矩可以简化为一个竖向力对箱梁形心的取距。为减小箱梁截面内扭矩作用, 可采用一些工程措施来抵消相应的扭矩。

假如一孔弯箱梁的张开角度不大时, 可以采用加大外侧腹板预应力度, 并且适当加大外侧腹板高度来达到这个目的, 使之内外侧腹板预应力束所产生的竖向力有一个差值。进而产生抵抗箱梁抗扭所需的扭矩, 如图3所示。

当张开角较大时, 可将内外侧腹板的预应力钢束设置成不同的竖弯线形来抵抗外荷载产生的扭矩, 如图4所示。

除此之外, 增加支座间距、增大曲率半径、减小圆心角、设置预偏心、设置抗扭支座等常规做法都是行之有效的方法, 设计时应因地制宜地采取有效的措施。

3 结语

预应力混凝土弯箱梁的受力十分复杂, 要充分考虑对箱梁产生的各种有利与不利因素的影响。比如, 箱梁横向设置为不等高后, 由于路线超高的原因, 外侧腹板通常高于内侧腹板, 这样就使外侧支座的支撑力远大于内侧支座的支撑力, 同时加大了梁体外侧倾覆的可能性。另外, 弯箱梁的施工控制也特别重要, 如在施工过程中, 应避免由于腹板内、外侧钢束的张拉力相差较大而引起的箱梁畸变裂缝。

摘要：针对预应力混凝土弯箱梁受力复杂的情况, 对预应力混凝土弯箱梁侧向防崩及抗扭进行了受力分析, 并提出了相应的改善措施, 最后指出在实际工程中要加强对弯箱梁的施工控制, 以避免箱梁畸变裂缝的发生。

关键词：预应力弯箱梁,侧向防崩,抗扭设计

参考文献

[1]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 1990.

[2]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].

[3]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

连续箱梁施工要点 篇4

唐乃亥黄河特大桥主桥为80+150+80m的连续刚构, 为三向预应力混凝土结构, 主梁为単箱单室截面。1号~17号梁段采用挂篮悬臂浇筑施工, 全桥共有3个合拢段长度均为2m。边跨现浇段长3.85m。

2 连续箱梁施工工艺

2.1 施工流程

主桥连续箱梁采用挂蓝逐节对称悬臂浇筑法施工。对于主桥来说, 其节段施工通常情况下, 分为0~17号节段、边跨支架现浇段, 以及合龙段。主桥施工的工艺流程为:下部结构构施工完成后, 在承台顶搭支架浇筑0#块, 其余节段均以挂蓝悬臂对称浇筑, 并张拉各阶段预应力钢束, 直至最大悬臂, 然后边跨合拢, 解除临时锚固, 后中跨合龙, 进行体系转换, 最后进行桥面系施工。

2.2 0#段施工

2.2.1 安装支座、临时支座

在安装支座前, 通常情况下, 需要在支承垫石上为每个支座设置十字线, 同时测出顶面的高程, 检查并清除干净支座地脚螺栓预留孔的孔径、深度、垂直度。支座就位后, 在支座底板支承垫石顶面之间应留有20~30mm的空隙, 采用重力式灌浆方式灌注无收缩高强度灌浆材料。

2.2.2 支架施工

安装主墩支架, 在支架上立模浇筑0#梁段, 张拉预应力钢束。支架必须进行预压, 消除支架非弹性变形, 预压重量不小于相应梁段重量的100%。

2.2.3 模板安装

连续梁底模采用挂蓝底模, 端模采用钢板自制, 侧模均采用大块定型钢模板, 梁段内模采用定型变高钢模板, 张拉槽, 张拉齿块考虑重复使用, 统一采用钢模。0号段模板安装顺序为:支架安装→铺设底模→外侧模安装→内模及洞口模安装→安装堵头板。

2.2.4 钢筋安装

底板钢筋安装, 绑扎底板钢筋网, 采用Π形钢筋垫起焊牢上下层钢筋网, 进一步防止其发生变形。安装腹板钢筋, 对腹板钢筋进行绑扎, 同时对竖向、纵向预应力筋波纹管进行安装, 并且利用定位钢筋网对其进行固定处理。

2.2.5 预应力管道施工

随着持续浇筑梁段悬臂, 需要逐段接长预应力管道, 进而使得管道接头数量不断增多, 进一步确保管道的畅通, 在施工过程中, 这是一个难点问题, 通常情况下, 需要采取以下措施:利用相同材料专用连接套连接管道接头处, 然后绑扎几道铁丝, 进一步确保接头的严密性;在浇筑混凝土时, 要求振捣人员熟悉管道的位置, 避免振捣棒接触波纹管, 防止损伤管壁;在波纹管中插入内径略小的塑料管保护管道, 或者在浇筑砼的过程中, 安排专人用小于波纹管直径的通孔器进行通孔处理, 在未凝固前掏出漏入管道内的水泥浆。

2.2.6 混凝土施工

安装完成0号梁段钢筋、预应力管道及模板后, 需要经过经监理工程师进行验收, 验收合格后, 方可进行混凝土施工。0号梁段砼分两次浇筑, 先浇筑底板、腹板和横隔板浇筑至洞口底位置高度, 内模、腹板和顶板预应力管道和顶板钢筋安装完成后浇筑腹板、横隔板和顶板砼。

2.3 梁段悬灌施工

2.3.1 挂篮组成

对于三角形挂篮来说, 其组成通常情况下包括三角形桁架、提吊系统、走行和锚固系统及模板系统。挂篮拼装程序是:走行系统→三角形桁架→锚固系统→底模→内外模。

2.3.2 挂篮试验

挂篮在上桥施工前均要进行荷载试验, 测出非弹性变形和弹性变形值, 进一步对挂篮各主要部件的受力情况、整体变形等进行检验, 进而为施工提供参考依据。挂篮荷载试验时应考虑梁体、模板、施工人员重量及施工冲击等因素。

2.3.3 挂篮行走

根据设计要求, 找平1号梁段轨道处的梁顶面, 同时铺设钢枕及轨道, 并且上好轨道锚固螺栓。放松底模架的前后吊带, 放松内外模的前后吊杆, 拆除内外模后吊杆中的离梁端较近的吊杆, 将吊架放在内外模走行梁上。拆除后吊带与底模架的连结, 利用10t导链使底模的重量作用在外模走行梁上。解除挂篮后端锚固螺杆。利用导链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动, 挂篮后部应设10t保险导链。挂篮移位时T构两端要尽可能同步进行, 最大偏差不超过0.5m。挂篮移动到位后, 安装外侧模走行梁的前面后吊架, 安装后吊带, 将底模架吊起。调整立模标高。挂篮非弹性变形, 通过1号节段施工已基本消除, 在确定2号节段的立模标高时, 要根据挂篮试压时的弹性变形值, 设计立模标高及1号节段的调整情况综合考虑确定立模标高。重复上述施工步骤进行2号梁段施工, 直至最后一个梁段。

2.3.4 钢筋施工

悬灌部分钢筋施工工艺同0号段, 但在钢筋安装时必须注意两侧同步进行施工, 保持平衡施工。钢筋安装时应注意预埋防撞护栏锚固钢筋及泄水管等预埋件。腹板钢筋绑扎时, 一定要保证位置准确, 钢筋绑扎要留出浇筑腹板混凝土灌注串筒的位置。

2.3.5 混凝土施工

悬灌部分砼施工工艺同0号段, 但在砼钢浇筑时必须注意两侧同步进行施工, 保持平衡施工, 最大超重不得大于5t。

2.3.6 预应力施工

下料:在下料过程中, 需要按设计要求设定下料长度, 同时对现场张拉千斤顶的型号、工作锚、锚垫板等进行综合考虑。

穿束:穿入端绑扎紧密, 用汽车吊吊起人工配合卷扬机穿入管道。张拉程序:对于混凝土来说, 当强度达到设计强度后, 在进行相应的预应力束张拉, 按照先纵向、再竖向、后横向的顺序对每一悬臂浇筑梁段进行张拉;纵向预应力束张拉程序:先顶板、后腹板、最后底板, 箱梁横截面对称张拉, 并在纵向张拉两端保持同步;先长束, 后短束;横向、竖向预应力束张拉程序:先根部 (靠近已成梁段) , 后端部;单束预应力筋张拉程序为:0→0.1σK→1.0σK→σK (锚固) ;张拉设备:预应力施工所用机具设备及千斤顶每两月委托校正一次, 每次每台千斤顶配置两块主表, 使用过程中发现实际引伸量与计算引伸量不符时, 要及时查明原因必要时启用备用油表。

2.3.7 管道压浆

开始压浆时, 需要启动真空泵, 对孔道进行抽真空处理, 确保其真空保持在-0.08~-0.1MPa, 同时采用1.2mm的筛网对拌制好存储在储存罐中浆体进行过滤处理, 并加入压浆泵, 压浆泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上, 开始压浆。

2.3.8 线型控制

悬臂梁施工线型控制的关键是要分析每一施工阶段、每一施工步骤的结构挠度变化状态, 确定逐步完成的挠度曲线。按照施工顺序, 每悬浇一段观测5次。

2.4 合拢梁段施工及体系转换

合拢段长2.0m, 合拢顺序为先合拢边跨后合拢中跨。

2.4.1 边跨合拢梁段施工

当悬灌至边跨现浇梁段合拢梁施工时, 将挂篮前移, 利用其底模及侧模施工合龙段, 底模和侧模走行梁前端均通过吊杆悬吊在已成梁段上, 通过千斤顶拉紧吊杆, 使底模和侧模与两相邻梁段接缝密贴。内模则由组合钢模拼装而成, 采用方木排架支撑在两相邻梁段上。

2.4.2 中跨合拢段施工

当悬灌至中跨合拢段两相邻梁段, 先到位的挂篮予以拆除, 杆件放置在梁段上作平衡压重, 另一个挂篮前移, 利用其底模及侧模施工合龙段, 底模和侧模走行梁前端均通过吊杆悬吊在已成梁段上, 通过千斤顶拉紧吊杆, 使底模和侧模与两相邻梁段接缝密贴。

3 结论

唐乃亥黄河特大桥连续刚构施工的经验, 对以后类似地的桥梁施工具有一定借鉴意义和参考价值, 可以用到相关的桥梁工程中。

摘要：本文简单描述了桥梁连续箱梁施工要点, 重点叙述了连续箱梁施工工艺, 为以后类似的施工积累经验。

关键词：连续刚构,施工,连续箱梁

参考文献

[1]JTG/T F50-2011, 公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].

连续箱梁桥荷载试验分析 篇5

福州市福马路上下三环匝道工程东线匝道桥桥梁全长707.5m。全桥共七联, 本文荷载试验以第1联为研究对象, 该联跨径布置为4×32m, 桥梁全宽为8.5m, 截面为等高度直腹式单箱单室截面, 腹板厚度为45cm, 顶、底板厚度均为25cm, 箱梁梁高180cm, 悬臂长为150cm, 桥梁设计汽车荷载为城-A级。桥梁立面图和横断面图如1、2所示。

2 静力荷载试验

2.1 有限元模型

根据桥梁结构形式, 采用空间有限元分析软件Midas civil建立桥梁模型进行分析。全桥共划分为80个单元, 95个节点, midas有限元模型如图3所示。

2.2 测试截面及测点布置

通过对该桥进行静力分析, 得出在城-A级荷载作用下桥梁的内力包络图和位移包络图。选取弯矩包络图在第三跨和第四跨最大值处 (B-B、E-E) 以及2#墩、3#墩两个墩支点处 (A-A、C-C) 四个截面为弯矩控制截面, 选取位移包络图在第三跨和第四跨跨为位移控制截面 (B-B、D-D) 。应变和挠度测点布置在梁底, 在 (A-A、C-C、F-F) 布置挠度测点, 以此观测支座沉降。每个截面左右对称布置两个测点。各截面位置如图4所示。

2.3 试验工况

按各测试截面的弯矩最不利位置布载, 共分为4种试验荷载工况, 分别为:

工况一:纵桥向第三跨最大正弯矩布载, 横桥向右偏布置;

工况二:纵桥向第四跨最大正弯矩布载, 横桥向右偏布置;

工况三:纵桥向2#墩顶最大负弯矩布载, 横桥向右偏布置;

工况四:纵桥向3#墩顶最大负弯矩布载, 横桥向右偏布置。

2.4 试验荷载效率

桥梁设计荷载为城-A级, 按照内力等效的原则, 按内力影响线布置试验荷载, 使得试验荷载效率不小于0.95且不大于1.05。即:

式中:η-静力试验荷载效率;

Sstat-试验荷载作用下, 某一检测项目的计算值;

S-设计标准荷载作用下相应检测项目的计算值 (不计冲击系数) ;

μ-设计计算取用的冲击系数。

本次荷载试验分4个工况进行, 静载试验采用6辆430KN将进行右偏加载, 各工况的荷载效率如表1所示。

2.5 数据结果分析

本次荷载试验结果如表2、表3所示。

由表2、3可以看出, 挠度和应变的校验系数均在0.43~0.63之间, 试验中, 各截面的残余变形 (挠度、应变) 与最大变形的比值均小于20%, 试验过程中未发现有新裂缝产生或裂缝进一步发展的现象。

3 自振特性试验

采用环境随机振动法测定桥跨结构由于桥址处风荷载、地脉动等随机荷载激振而引起的桥梁结构微幅振动响应, 进而分析桥跨结构的自振特性。

3.1 测点布置

在试验联4等分点位置各放置1个竖向加速传感器。本次试验采样频率为100Hz, 采样时间为20分钟。

3.2 试验结果与分析

在实测的一阶振型图详见图2, 自振频率详见表4。试验结果表明:桥梁竖向实测基频为4.30Hz, 大于midas有限元分析得到的理论竖向自振频率3.47Hz, 现状桥梁实际刚度较大。桥梁的实际振型如图5所示。

4 结论

(1) 试验校验系数均在0.43~0.63之间, 桥梁结构在静载作用下变形特征和应力分布正常。卸载后应变挠度恢复良好。

(2) 桥梁实测结构基频为4.30Hz, 大于理论基频3.47Hz, 说明桥梁整体刚度大于理论计算刚度。

(3) 各项指标表明, 桥梁在试验荷载作用下工作性能良好, 强度和刚度满足要求。

摘要：本文根据福州市福马路匝道桥成桥静、动载试验, 将实测值与理论值相比较, 从而分析成桥的实际承载能力。

关键词：连续箱梁桥,静动载试验,挠度,应变,频率,承载能力

参考文献

[1]交通运输部公路科学研究院.JTG/TJ21-2011公路桥梁承载能力检测评定规程[S].北京;人民交通出版社, 2011.

连续箱梁桥温度应力分析 篇6

1 混凝土箱梁温度梯度

混凝土箱梁结构处在自然环境中,将受到温度作用的影响。从微观结构的非均质性出发考虑,混凝土无论在物理性质上、力学性质上都不是连续体,所以混凝土的热传导性能比较差。在箱梁结构中,沿箱形截面桥梁顶板表面的温度分布比较均匀,沿腹板表面的温度分布随时间变化而变化。为使正温度梯度方便的应用到混凝土箱梁的设计和验算中,各个国家根据情况的不同均制定了各自的正温度梯度简化曲线,其中折线形式的温度梯度在国内外桥梁规范中的应用较为广泛,例如美国AASHTO桥梁规范、英国BS5400以及中国的JTG D60-2004公路桥规[2]都是采用折线形式的温度梯度。这种温度梯度的优点是简单明了,手工计算方便。根据王毅的研究,混凝土箱梁的正温度梯度的确可用折线形式的简化曲线替代,可以简化为如图1所示的形式。

2 混凝土箱梁温度效应

考虑到桥梁是一个纵向长度远大于竖向长度和横向长度的狭长结构物,又忽略某些局部区域的三维传导性质,可以认为桥梁在沿长度方向的温度变化是一致的,从而三维热传导问题可以简化为桥梁横向或竖向的一维热传导状态分析。这样温度场的确定可以简化为沿桥梁横向或者竖向的温度梯度形式的确定[5]。

2.1 计算模型

计算模型如图2所示,该桥为一联8孔(40+55×6+40)m的等高多跨混凝土连续梁桥,其截面的网格划分如图3所示,为一单箱单室的混凝土箱梁,顶板均厚0.5 m。

2.2 纵向温度外约束应力

纵向温度应力计算结果见表1。可以看出,JTG D60-2004中的正温度梯度和正温度梯度计算的纵向温度应力的反映规律基本一致,均是中跨跨中为最不利截面。正温度梯度计算的结果要高于公路桥规计算的结果,当具有50 mm沥青铺装层时,计算温度梯度作用下中跨跨中截面的底板下缘的拉应力可以达到4.51 MPa,比公路桥规的正温度梯度的计算结果高1倍左右。

2.3 横向温度应力

横向温度应力计算结果如图4,图5所示。从图4,图5中可以看出,JTG D60-2004中的正温度梯度和正温度梯度计算的横向温度应力的反映规律基本一致,均是顶板上表面处于受压状态,而顶板下表面处于受拉状态,截面其余部位的应力较小。但是二者的计算数值有所偏差,桥规的正温度梯度计算结果的顶板上缘的压应力要高于计算温度梯度之结果;桥规的正温度梯度计算结果的顶板下缘的拉应力均低于计算正温度梯度的结果。

3 结语

本文以(40+55×6+40)m的等高多跨混凝土连续箱梁桥为例,采用大型有限元计算工具,分别考虑了JTG D60-2004中的温度梯度作用下和文献[3]中建议的正温度梯度作用下的温度应力。经过分析发现:1)在竖向正温度梯度的作用下,箱梁不但产生纵向温度应力,还会产生横向温度应力,二者基本处于同一数量级,因此混凝土箱梁桥的设计中还应考虑竖向正温度梯度产生的横向温度应力。2)在正温度梯度的作用下,底板的温差分布对混凝土箱梁的温度应力有一定的影响,但主要局限在底板范围内。底板的温差分布对混凝土箱梁的纵向外约束温度应力的影响较小,但是对底板的纵向内约束应力影响较大。实质上,不考虑底板温差分布的正温度梯度模式是偏于安全的。

摘要：以(40+55×6+40)m的等高多跨混凝土连续箱梁桥为例,采用大型有限元计算工具,分别考虑了JTG D60-2004中的温度梯度作用下和推荐的正温度梯度作用下的温度应力,对于详细分析桥梁内部的温度应力和设计施工有一定的指导意义。

关键词：桥梁工程,箱梁桥,有限元,温度梯度

参考文献

[1]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京:人民交通出版社,1991:216-220.

[2]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].

[3]王毅.预应力混凝土连续箱梁温度作用的观测与分析研究[D].南京:东南大学,2006.

[4]黄磊.连续梁桥施工控制技术与应用研究[J].山西建筑,2008,34(20):338-339.