连续刚结构

连续刚结构（精选七篇）

连续刚结构 篇1

灵仙河特大桥位于重庆市江津区柏林镇柳青村, 大桥跨越灵仙河。该桥起止桩号K2+084.5~K2+638, 桥长553.5m, 孔跨布置为5x30+85+160+85+2x30m, 桥面宽度12.00m, 最大墩高120.0m, 设计桥面高程:669.749~676.867m, 桥面纵坡为1.2%。

主桥上部结构采用预应力砼连续刚构, 下部结构采用双薄壁墩、承台桩基础。引桥上部结构采用30米装配式预应力混凝土先简支后连续T梁;下部结构桥墩根据墩高的不同及上部结构形式的不同采用双柱式墩和空心薄壁墩, 基础采用承台桩基础;江津岸桥台采用桩柱式桥台, 四屏镇岸桥台采用重力式U型桥台。

拟建桥梁主墩处无乡村水泥公路和机耕道可达, 交通条件较差。

2 设计要点

2.1 总体设计

结合两岸的地形、地貌条件, 综合技术、经济及施工组织等方面的因素, 考虑边、中跨布置的协调性和边坡稳定性及两岸接线、施工条件情况, 桥梁采用5x30m装配式预应力混凝土先简支后连续T梁+ (85+160+85) m连续刚构+2x30m装配式预应力混凝土连续T梁, 桥梁总长度为553.5米, 连续刚构边跨与主跨度的比值为L1/L=0.53125。

2.2 结构设计

2.2.1 主桥上部结构

2.2.1. 1 箱梁结构

箱梁采用单箱单室, 箱顶宽12米, 箱底宽6.5米, 单侧悬臂长度2.75米, 箱梁跨中梁高3.5米, 墩顶根部梁高10米, 单“T”箱梁梁高从中跨跨中至箱梁根部, 箱高以1.5次抛物线变化。箱梁底板厚从箱梁根部截面的150cm厚渐变至跨中及边跨支点截面的35cm厚, 按2次抛物线变化。箱梁腹板厚度采用60和80厘米两个级别变化, 主梁零号块腹板厚度为120cm。为满足桥面横坡和减轻结构自重, 将箱梁顶板设置成双向横坡, 使桥面铺装厚度横向一致。结合有利施工、缩短悬臂浇注周期、降低施工钢材数量的原则考虑, 主梁悬臂浇注梁段长度共划分为3.0米、4.0米和5.0米三种节段。

箱梁设置5道横隔板, 分别在两主墩墩顶各设两道横隔板, 以消除底板预应力产生的径向力对结构的不利影响;跨中处设置1道横隔板, 以增强结构的整体性和横向稳定性;确保箱梁结构的安全。

箱梁0号梁段长14.0米 (包括桥墩两侧悬臂各2.5米) , 每个“T”构纵桥向划分为18个对称梁段, 箱梁梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为6×3米、6×4米、6×5米, 累计悬臂总长72米。0号段采用托架施工, 1号~18号梁段采用挂篮分段对称悬臂浇筑施工, 悬臂浇筑梁段最大控制重量2394KN, 挂篮设计自重1100KN (含人工及机具等重量) 。全桥合计共有3个合龙段, 分别是2个边跨合龙段和1个中跨合龙段, 合龙段长度均为2米, 每个边跨现浇段长3.84米, 在交界墩顶搭设托架施工。

2.2.1. 2 预应力布置

箱梁为三向预应力结构 (按全预应力混凝土构件设计)

纵向预应力:纵向预应力钢束分为腹板束、顶板束 (布置在负弯矩区) 和底板束 (布置在正弯矩区) 三种束型。所有纵向预应力采用大吨位群锚体系, 箱梁腹板的预应力钢束采用φS15.2-13钢绞线束, 顶板的预应力钢束采用φS15.2-20和φS15.2-18钢绞线束, 边跨底板的预应力钢束均采用φS15.2-13钢绞线束, 中跨底板预应力钢束采用φS15.2-20钢绞线束, 其余的纵向预应力均采用φS15.2-20钢绞线束, 其标准强度为1860MPa。

横向预应力:横向预应力采用φS15.2-2钢绞线束, 其标准强度为1860MPa, 扁锚体系, 间距约0.5米, 规格为BM15-2, 采用一端张拉、另一端轧花固定的锚固方式, 张拉端与固定端沿桥纵向交错布置。

竖向预应力:竖向预应力采用φS15.2-3钢绞线束, 其标准强度为1860MPa锚具类型为OHM15-3G二次张拉锚具, 采用单端张拉, 竖向预应力钢绞线的纵向间距约为50厘米, 按双排布置, 采用二次张拉;为保证竖、横向预应力的有效性和均匀性, 竖向预应力宜滞后梁段2~3个节段张拉, 横向预应力宜滞后1个节段张拉;接缝两侧的横向及竖向预应力应同批张拉。

在0号~6号梁段范围内, 对腹板、横隔板、底板的内外壁增设一层D6带肋钢筋焊网, 网眼间距10×10cm。

2.2.2 引桥上部结构

上部构造T梁采用30m后张法预应力砼T梁, 梁高2m, 标准主梁间距2.25m, 预制梁长29.57m, 翼板间留有75cm湿接缝。T梁预应力采用真空压浆工艺。

上部结构按部分预应力混凝土A类构件设计。具体内容参见上部结构T梁通用图。

2.2.3 主桥下部结构

桥墩采用双肢等截面实体薄壁墩, 横桥向墩宽6.5m, 单肢墩厚为2.2m, 双肢间净距为5.6m, 承台横桥向宽13m, 纵桥向宽12m, 厚5.0m, 每个桥墩承台下设置8根群桩基础, 桩径均为220cm。由于本桥桥墩较高, 为保证桥墩施工的稳定性, 在墩身内部采用劲性骨架。劲性骨架由施工单位根据施工方案自行设计, 其应在桥墩专项施工方案中体现, 并通过专家论证。

桩基础均为钻孔桩, 桩基均按嵌岩桩设计, 桩基嵌入中风化岩石内不小于桩基直径的3.5倍, 基底泥岩天然抗压强度标准值不小于6.2 MPa, 砂岩饱和抗压强度标准值不小于19.9 MPa。

2.2.4 引桥下部结构

下部桥墩设计为三种, 一种采用1.8m柱径+2.0m桩径的双柱式圆柱实心桥墩;一种采用2.0m柱径+2.2m桩径的双柱式圆柱实心桥墩;一种采用空心薄壁墩, 横向宽为6.5m、纵向宽为3.5m, 桩直径为2.2m的承台加桩基础空心薄壁墩。

0号桥台为桩柱式桥台、10号桥台为重力式实体桥台。

为保证桥台结构安全和基础岩石的稳定性, 在施工过程中对桥台陡崖进行监测, 并在施工期间, 避免爆破等施工方式影响陡崖稳定性, 对桥台前沿陡崖进行锚杆锚固, 锚杆长度4~6m, 按梅花型布置, 布置间距3~5m, 布设范围为桥台及左右侧各8m;桥墩承台基坑按地质勘查报告要求1:0.3进行开挖, 开挖基底尺寸应比桥墩承台每侧宽0.5~1.0m, 为保证桥墩开挖边坡的稳定性, 对开挖边坡进行喷锚防护, 喷射砼厚度12cm, 锚杆长度3m, 按梅花型布置, 布置间距3~5m。

2.2.5 附属结构

伸缩装置:采用模数式伸缩装置-240型伸缩缝和模数式伸缩装置-80型伸缩缝两种。桥面防水:必须采用磨削设备清除箱梁结构表面浮浆、浮渣并清净表面粉尘后方可在桥面喷涂防水涂料, 防水涂料用厚度按2-3mm控制。中支承线两侧各15m范围加喷一遍防水涂料。本桥防水层防渗等级为W8级。

3 结论

连续刚构及其温度效应研究 篇2

(1) 连续刚构体系梁桥在结构上一般要有两个以上的主墩采用墩梁固接。 (2) 连续刚构体系的梁部受力性能与连续梁相差无几, 而薄壁墩底部所承受的弯矩及梁体的轴力随着墩高的增大而急剧减少。 (3) 桥墩在墩梁固接处仍有刚架受力性质。随着墩高的增加, 桥墩对上部结构的嵌固作用越来越小, 逐步转化为柔性墩, 所受弯矩有所减少。此外, 由于温度的影响, 墩底部会产生较大的弯矩。 (4) 当边跨桥墩较矮、相对刚度较大时, 为适应上部结构位移的需要, 墩梁应作成铰接或设置支座, 也可以在墩底设置弹性支承以减少对墩的约束从而达到降低墩自身的刚度。

2 连续刚构结构分析的基本理论

连续刚构体系是一种较复杂的空间受力体系, 显然用解析法来分析求解, 困难是很大的。近年来, 随着计算机技术的迅猛发展及桥梁设计过程中计算机技术的广泛应用, 使得多元方程求解已不再是难题, 为用数值法解决复杂空间结构提供了有利的工具, 目前用于桥梁结构分析的数值方法主要有有限元法、有限条法、折板理论、有限段法以及格子梁理论等等。

总体上, 连续刚构桥结构分析的基本理论大致有:有限元理论;弹性薄板理论;壳体理论。

3 连续刚构设计的几个关键技术问题

3.1 墩梁固结处的合理分析及设计

连续刚构墩梁固结处是上下部结构内力传递的关键部位, 受力和构造均较复杂, 经验表明该处是全桥最容易出现裂缝的部位。目前国内多采用SAP2000、ANSYS、ADINA、ALGOR等空间有限元分析软件对连续刚构桥墩固结处进行局部的空间分析, 以使设计较为合理。

3.2 温度内力问题

(1) 减少墩的抗推刚度。尽量采用高墩;设计为柔性桩基。 (2) 限制连续刚构总长。虽然现在连续刚构的连续长度理论上可进一步增长, 但为了防止温度内力过大, 必须加以限制。在条件适宜的情况下, 可采用刚构一连续梁组合体系。在边墩设置滑动支座, 从而减少温度内力。 (3) 控制施工合拢温度。

3.3 通航防撞问题

(1) 墩周设人工刚性防撞岛, 如洛溪大桥的柔性墩等。 (2) 墩周设柔性消能防撞设施。如黄石长江大桥设置的钢架和护舷等。 (3) 设分离式防撞岛。防撞岛设置于墩的上下游, 与桥墩相互分离, 如虎门大桥辅助航道桥等。

3.4 合拢问题

对于边跨的合拢方式有以下几种。 (1) 常用的落地支架方式。 (2) 架设导梁方式。 (3) 加长边跨悬浇长度和增加临时桩方式。 (4) 与引桥的悬臂连接合拢。

3.5 悬臂施工控制

连续刚构尤其是多跨时, 超静定次数多, 施工过程中主梁内力不断重分布, 尤其是悬浇时每一阶段的同一节段的高程和应力都不同。因此为确保结构安全、施工质量、合拢精度和成桥线形, 必须对施工进行严密的组织监控, 控制全过程的立模高程、应力、挠度和变形, 使与设计大致相吻合。

4 连续刚构的研究发展

(1) 简化预应力束类型。

现在设计中已有相当多的桥梁取消了弯起束和连续束, 用竖向和纵向预应力承担主拉应力, 简化了预应力结构体系, 而且受到施工单位的欢迎。目前关于这一点正在深入研究中。

(2) 取消边跨合拢段落地支架。

设计采用合适的边跨与主跨比, 在导梁上直接合拢边跨, 或与引桥的悬臂相连接实现边跨合拢段的现浇, 在高墩的条件下取消边跨合拢段的落地支架, 除带来一定的经济效益外, 还可方便施工。

(3)

正如前面所述, 在采用大位移量伸缩缝、释放边墩、采用刚构一连续组合体系的情况下, 上部结构连续长度可进一步增长。

(4)

连续刚构由于墩梁固接, 对于温度力十分敏感, 特别是高次超静定的连续刚构桥, 温度应力可以达到甚至超过活载应力, 已被认为是预应力混凝土桥梁产生裂缝的主要原因。

参考文献

[1]殷灿彬, 王解军, 唐灿.连续刚构桥高温合拢顶推力的计算方法研究[J].中南林业科技大学学报, 2009, (1) .

连续刚构悬臂浇注箱梁施工控制技术 篇3

目前连续刚构箱梁桥因灵活的跨度选择、合理的结构刚度、较强的跨越能力、行车平顺、施工方便、伸缩缝少、不阻断桥下交通、工程造价相对较低、后期维修养护费用少等优点, 广泛应用于公路、铁路、城市轨道大中跨径混凝土桥梁工程中。但近几年由于连续刚构箱梁桥设计的结构跨度和箱室宽度的不断增加, 施工中经常出现箱梁腹板混凝土开裂、跨中下挠、底板崩裂、孔道压浆不密实等问题。本文分析了常见病害产生的原因, 并结合沅江大桥不对称大跨度连续刚构桥梁施工实践, 提出了针对性的控制措施。

1 工程概况

新建沪昆铁路客运专线长昆湖南段沅江大桥为不对称连续刚构桥, 全长404.94m。桥跨设置为 (88+168+88+40) m, 梁体截面为单箱单室、变截面、直腹板、变高度形式。箱梁顶宽12m, 底宽7m, 中支点截面中心梁高12m, 支座中心线至梁端0.9m, 边支点、中跨跨中和40m边跨梁高均为6m;除梁端及中支点附近外, 顶板厚为0.45m;腹板厚分别为0.5~1.1m, 按折线变化;底板厚由跨中的0.5cm按二次抛物线变化至根部的1.5m。梁体支点、跨中等处共设8 道横隔板, 两侧腹板与顶板相交处的外侧过渡采用圆弧倒角 (截面布置图见图1) 。

2 悬臂浇筑箱梁易出现病害

2.1 箱梁混凝土裂缝

腹板斜向、竖向裂缝, 跨中底板横向、纵向裂缝、表面温度裂缝, 顶板纵向裂缝, 以及其他非结构裂缝等, 是箱梁混凝土常出现的裂缝形式。最常见的则是腹板斜裂缝, 产生的主要原因:一是初始张拉力不足、竖向预应力筋与锚垫板间过大的不垂直度、压浆不够饱满密实而导致的竖向预应力失效;二是纵向预应力筋弯起不够, 导致剪应力过大。造成的结果则是腹板主拉应力过大, 产生裂缝。而其他如结构自重、温度变化、混凝土收缩等的影响及相互作用, 致使腹板斜裂缝出现可能较小。

2.2 跨中下挠

连续刚构的跨中可能出现不断下挠的情况, 且随使用年限的增加越发明显。产生的主要原因:一是过早张拉会加大混凝土徐变损失, 导致徐变挠度加大;二是施工控制误差较大, 混凝土结构超重;三是张拉不到位、预应力有效性降低等。

2.3 跨中底板崩溃

箱梁底板崩裂按照破坏形态, 分为底板横向挠曲引起的纵向崩裂、底板上下层分离、钢束局部蹦出三种情况, 其中以底板上下层之间分离的情况为多, 危害最大, 使桥梁产生硬伤, 甚至不能交付使用。主要原因:一是梁底合拢束径向外崩力过大;二是钢束设置与构造措施不配套;三是波纹管间距太小, 底板混凝土被分割成上下两层;四是钢束定位存在过大偏差;五是混凝土浇注时振捣、养护不到位。

2.4 预应力孔道压浆不密实

预应力孔道压浆时, 常出现浆液搅拌过程中混入空气, 水泥浆离析、析水、干硬收缩, 预应力管道起伏长曲线顶部有空隙的情况, 这些空隙的存在致使压浆不够饱满密实, 浆体强度降低, 水泥浆对钢绞线的握裹力下降, 影响梁体与钢绞线受力传递的均匀性;预应力筋会出现锈蚀, 降低预应力的有效性, 影响结构物耐久性。

从以上常见病害产生的原因来看, 预应力施加过大, 会使梁体长期处于应力状态, 致使反拱过大, 延性减少;施加过小则会造成梁体挠度、裂缝宽度较大, 降低使用寿命。因此施工中严格控制应力损失、提高预应力的有效性对施工质量尤为重要。

3 应力损失分析

预应力钢筋张拉时, 沿管道壁滑移产生摩擦会引起较大应力损失, 在张拉端的应力较高, 跨中方向由于摩擦力的影响逐渐减少, 从而整体应力减少;

按设计要求, 应力损失值任何情况均不得超过0.05fpk。

由摩擦引起的应力损失公式分析:

ΔS=P[1-e- (μθ+kx) ]

其中:ΔS—摩擦引起的应力损失;

P—预应力张拉的应力值;

μ—管道摩阻系数;

θ—以弧度为单位, 从张拉端到计算截面间与曲线管道部分的夹角绝对值相加之和;

k—管道偏差系数;

x—以m为单位, 从张拉端到计算截面的管道长度在纵轴上的投影长。

要控制摩擦引起的应力损失 ΔS值, 需采取措施, 改变钢筋与管道壁间的摩擦系数, 从张拉端到计算截面间与曲线管道部分的夹角, 管道间局部偏差等影响因素。而其他如锚具变形、夹片回缩和接缝压缩、混凝土弹性压缩、钢筋松弛等引起的应力损失, 也需采取相应控制措施。

4 应力损失控制措施

4.1 精确定位预应力管道

①采用塑料波纹管, 要安装正确、牢固。波纹管与喇叭口平顺衔接, 不能出现漏浆, 二者的中心线与锚具垫板要严格垂直, 在每一束最高点或跨中部位安装三通排气管, 长度大于60m时, 每20m安装三通排气管。

②加工“U”型钢筋做定位, 限制波纹管上下左右移动, 提高管道定位准确度。定位钢筋基本间距不大于0.6m, 曲线弯折处不大于0.4m。

③波纹管接头要顺直、牢固, 外面套连接套管。为保证波纹管顺直, 波纹管位置与梁体钢筋设置冲突时, 可将梁体钢筋适当移动或进行适当弯折。

④规范允许的情况下, 考虑到混凝土骨料质量的不稳定因素, 适当增大波纹管间距, 便于振捣。

⑤混凝土浇注进槽时避免冲击到波纹管, 振动器也不得接触波纹管, 防止波纹管在浇筑过程中发生变形。

4.2 张拉控制

4.2.1 张拉设备选择

①张拉设备的额定输出力不得小于张拉束的锚外张拉控制力, 该桥张拉时选用开封金中原有限公司生产的YDC4000 型千斤顶。

②张拉油表使用防震型, 最大量程为60MPa, 最小刻度0.5MPa, 精度不低于1 度, 使用前要进行标定, 每月须标定一次, 每周必须校准一次。

③高压油泵选用了开封金中原有限公司生产的ZB50型油泵。

④千斤顶与压力表要配套标定, 作为张拉的依据要确定出张拉力与压力表之间的关系曲线。千斤顶在初次使用之前、经过检修后、漏油严重、调换油压表、油表指针不能退回零点、油压表受到碰撞或出现失灵现象、使用超过1个月或200 次、或闲置6 个月时必须标定。

4.2.2 张拉前准备

①使用预应力筋前, 检查表面是否有浮皮、锈蚀、泥污、油渍等杂质, 用钢丝刷将杂质清除干净。要对预应力筋进行预张拉, 增加其延性, 避免或减少张拉时出现断丝。

②安装工作锚时, 锚、管道和喇叭管三者中心要保持一致。再推入夹片, 同一夹片间的端面要平齐、保持同样的外露长度。

③利用单根钢绞线将钢丝绳带过, 然后利用钢丝绳牵引穿设整束钢绞线, 穿设后, 两侧张拉端锚具外露出的钢绞线, 除预留50cm长度外其余部分用小型电动砂轮机切割, 切割后断口用胶带缠绕, 防止钢绞线松散。

④限位板配套装入, 再依次装上千斤顶、工具锚, 工具锚和工作锚上孔位的排列位置要保持一致。工具夹片在安装前要打蜡, 以保证张拉完毕后, 夹片容易松脱。

⑤张拉前, 千斤顶要空载试运行一个冲程, 检查油路是否畅通。待试运行正常后才可以进油施力。

4.2.3 张拉注意事项

①当弹模、混凝土强度均达到100%, 龄期达到6 天后再进行钢束张拉, 以免张拉时千斤顶作用而产生较大的混凝土弹性压缩或压裂混凝土块体。

②张拉顺序采取先纵向再竖向再横向, 纵向钢束采取两端同步张拉, 并以中轴线两侧对称进行, 从而减少 θ 值及管道长度x值, 控制构件承受的偏心压力。纵向束张拉顺序采取先腹板束后顶板束, 合拢后先底板束再顶板束。

③采用分级张拉, 防止两端钢绞线受力不均, 伸长量出现过大偏差, 可保证最终张拉的有效预应力。

④预应力采用双控, 油泵加压要缓慢、匀速, 要随时记录张拉伸长量, 以便校核。实测伸长值不应超过理论值的±6, 超过要及时停止张拉, 待查明原因采取措施后, 再行施工。

⑤可适当增加底板预应力束, 并分批张拉, 即部分底板预应力束滞后一段时间, 待混凝土完成一定的收缩徐变后, 再行张拉。

⑥中跨底板预留备用孔道, 适当设置体外备用钢束, 如需要时再行张拉。

4.3 真空辅助压浆

①预应力张拉锚固后, 检查安装灌浆泵、真空泵、灰浆搅拌机、高压管、真空压浆组件、各种接头阀门、浆桶等压浆设备, 对孔道压水检查、处理和密封, 要保证在24~48 小时内进行真空辅助压浆。

②压浆时的灰浆水灰比控制在0.3~0.35 之间, 并满足强度和粘结力要求, 保持较大的流动性、较小的干缩性及汲水性。水泥浆拌制均匀, 经2.5mm×2.5mm的滤网过滤后, 方可压入管道, 避免水泥块或其他杂物进入泵体或孔道。

③关闭其他通风孔, 启动真空泵, 排除导管内空气。压力应达负压0.06MPa-0.1MPa间, 孔道内的真空度保持稳定后停泵1min, 若压力降低, 小于负压0.02MPa则可认为导管密封良好, 没有裂缝;如未能满足则表明导管密封不严。

④真空泵保持连续工作的同时, 灌浆泵开始压浆, 管道出浆口应装有三通管, 吸浆的进程通过观察通风管掌握, 直到进、出浆的浓度确认一致后, 才可封闭保压。

⑤压浆不应超过0.60MPa的最大压力。在浆体注满管道后, 继续保持0.50~0.60MPa的压力2min, 然后关闭压浆泵及压浆阀门.完成压浆, 确保压入管道的浆体饱满密实。

⑥中跨合拢段压浆时采用两端压浆, 压浆时间间隔60s, 一端压浆至最高点后停止压浆, 另一端继续压浆直至连续出浆, 孔道灌满且封闭排气孔后, 再继续加压到0.5~0.6MPa, 并持续5min。

⑦因大跨连续梁中跨合拢段位置远高于压浆嘴位置, 中跨合拢束管道较长, 将管道比作斜置的细长管, 单端压浆时间长, 密水较多, 易出现中间压浆不饱满, 采用两端间隔压浆可将密水由中间排气孔排出, 确保压浆饱满。

5 结论

实践证明, 现场采取精确定位加固波纹管、预应力张拉控制及真空辅助压浆等保证措施, 应力损失值达到了不超过0.05fpk的要求, 有效防范了病害发生, 提高了预应力张拉工艺的质量, 充分发挥了预应力钢筋混凝土结构优势, 满足工程使用要求。

摘要：本文结合沪昆铁路工程实例, 分析了连续刚构悬臂浇筑箱梁常出现的病害原因, 总结了预应力管道定位、张拉控制、真空辅助压浆等减少应力损失、提高应力有效性的控制措施。

关键词：连续刚构,悬臂浇筑施工,控制

参考文献

[1]王智.桥梁预应力管道真空辅助压浆施工技术及应用[J].科技情报开发与经济, 2007 (12) .

[2]王碎义.悬臂浇注箱梁刚构桥的施工控制技术概述[J].中国高新技术企业, 2008 (10) .

连续刚构梁桥主要病害原因分析 篇4

1材料方面的原因

近年来, 使用了高效减水剂、水灰比低于0.3并且掺入了硅粉或者粉煤灰等超细矿物掺合料的混凝土即高性能混凝土应用于连续刚构桥。高性能混凝土早期有高弹性模量和强度, 而且实验室试件具有优良的抗渗透性能, 因此得到了广泛应用。高性能混凝土运用在桥梁上已经在国际上引起巨大的争议。实际调查表明, 使用这种混凝土的桥梁往往在箱梁顶板会出现沿桥梁纵向间隔1 m～3 m的横向温度裂缝。顶板裂缝使混凝土受到腐蚀而加速劣化, 预应力钢筋受到腐蚀, 造成不利影响, 优良的抗渗透性能更无从谈起。这证明实验室的数据用于实际工程中并不可靠。因为混凝土的开裂与结构物的体积大小、养护历史和周边环境有着密切的联系。实验室试件一般体积很小, 而且边界条件不受约束, 不受冷热、干湿、冻融的循环作用, 而且现在实验室所做的试验重点只集中在试件的7 d, 28 d或者90 d的强度, 收缩徐变性质的研究, 而对高性能混凝土更长时间如1年, 5年, 10年或者更长时间的性质, 如强度, 收缩徐变和大体积混凝土的抗裂性能缺乏研究。良好的养护对形成混凝土强度和耐久性是非常重要的, 工地不具备像实验室那样恒温恒湿的养护条件, 同样配合比的混凝土在工地的养护条件下和在实验室的养护条件下表现出来的性质可能有巨大的差别。

2设计理论及计算方法的原因

2.1 平面的分析方法

早期设计的桥梁由于计算手段有限, 采用的都是平面理论的分析方法。通过二维平面计算认为, 通过控制纵向和竖向的预应力, 整个箱梁的应力都可以得到控制。基于以上理论, 从洛溪桥开始很长一段时间内, 在箱梁桥的设计中一般都取消了下弯索。得益于空间有限元的发展, 发现仅从二维来分析主拉应力, 被忽略的应力有箱梁腹板在自重、活载、温度荷载、张拉横向预应力、张拉纵向预应力引起的径向力等荷载的作用。若计入这些影响因素, 主拉应力值将会有比较大的增长。这是腹板出现斜裂缝的主要原因之一。因此, 仅从平面分析是远远不够的。空间有限元的发展为设计者了解应力空间分布提供了强有力的工具。

2.2 预应力损失

规范规定的预应力损失影响因素包括:预应力钢筋与管道壁之间的摩擦σ11;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩σ12;混凝土的弹性压缩σ14;预应力钢筋的应力松弛σ15;混凝土的收缩徐变σ16。实际结构中引起预应力损失的原因更加复杂, 比如钢筋锈蚀, 虽然没有计算进去, 但在灌浆不密实、浆体泌水性过大情况下却可能是预应力损失的主要原因。竖向预应力筋长度较小, 这使得在预应力张拉的过程中延伸量不易控制, 而且较小的锚固变形就可以引起很大的损失, 锚固损失对于竖向预应力筋是很重要的。根据同类型的桥梁调研资料表明, 竖向预应力损失值与规范值相差很大。竖向有效预应力得不到保证造成箱梁抗剪能力不足, 这是箱梁出现主拉应力斜裂缝的主要原因之一。顶板束预应力和跨中底板合龙束预应力的损失对跨中短期和长期挠度均有较大的影响, 其中顶板束预应力大小对跨中挠度的影响更大。顶板预应力的损失是连续刚构跨中持续下挠的一个重要因素。

2.3 收缩徐变

收缩徐变的参数选定对计算值有较大影响。文献[5]对以下三种收缩徐变的计算方法做了比较:CEP—FIP, 美国AASHTO规范, 混合理论。诸多文献经计算认为在大跨度梁桥中, 混合理论的计算值比其他两个值大, 可取混合理论计算结果。混合理论中参数值的选取对计算值影响较大。

3施工方面的原因

在实现精细施工的道路上我们还有很长的路要走。单方面实现技术员队伍水平的提高并不能实现施工质量的提高, 因为每道工序的具体实施者是工人。每个施工单位都应保证有一支人员稳定, 经验丰富的工人队伍。要有具体的体制来保证工人队伍的建设。实现工人队伍素质的提高需要时间。实现连续刚构桥的病害防治, 设计和施工两个方面缺一不可, 相辅相成。

预应力管道压浆应该饱满, 不留有空隙或浆体离析的现象。浆体离析, 泌水性大, 导致预应力索易腐蚀及有效预应力的不足。预应力管道的定位筋很重要, 其刚度要在混凝土的浇筑过程中经得住混凝土倾倒力的冲击和振捣力不变形, 能保证预应力筋位置的精度要求。定位筋和防崩钢筋应在施工时加以强调。在公路工程质量检验评定标准规定的后张法检查的实测项目中, 只规定了管道的检查项目而没有规定定位筋的检查项目。鉴于定位筋的重要性, 建议增加定位筋的检查项目, 确保预应力管道布置的位置精度要能满足规范要求。由文献[3]计算得出混凝土超方, 使得结构恒载增大, 这不仅削弱了结构承受荷载的能力, 而且可引起桥梁跨中下挠量的显著增加, 因此施工时应严格控制混凝土超方。

4结语

从以上的论述中可以看出, 现有连续刚构桥梁的病害原因是多种因素作用导致的, 包括了设计理论, 设计方法, 施工工艺和质量, 混凝土材料性能等诸多方面的因素。这就决定了要解决好连续刚构梁桥的病害, 需要从多方面入手:严格把关混凝土的质量, 通过空间有限元可实现设计更加精细和仿真, 选用先进的预应力施工工艺, 更加重视构造钢筋的作用, 严格执行施工规范。同时, 应该更加深入的调查现有桥梁的病害情况, 如已经出现病害的桥梁现存有效预应力的测量, 记载桥梁病害发展的详细过程。

摘要：通过对现有连续刚构梁桥的病害进行分析, 从材料、设计及施工等方面入手, 探讨了桥梁病害的成因, 以解决处理好连续刚构梁桥的病害, 进而使连续刚构梁桥的耐久性进一步提高。

关键词：连续刚构梁桥,病害,预应力损失

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某连续刚构箱梁桥施工监控及分析 篇5

由于大跨径连续刚构桥采用悬臂施工, 且跨径大、连续孔数多, 又由于预应力混凝土连续刚构桥在悬臂施工过程中已建成节段的线形具有不可调节性, 为保证大桥的顺利合拢和使成桥线形满足设计要求, 并使成桥内力控制在设计容许范围内, 必须在桥梁的施工过程中进行监控工作。

1958年完工的Theodon Nenss桥的施工设计中, 第一次出现了“倒退分析”法的概念, 即在确定了最优成桥状态之后, 采用模拟逆施工过程的分析方式算出各施工阶段结构的标高与初张索力, 这就是最早的施工控制。我国在桥梁监测与控制方面的研究虽然起步较晚, 但发展迅速。20世纪80年代后期, 同济大学对斜拉桥的施工监控技术进行了较系统地研究, 并在上海南浦大桥和浙江涌江斜拉桥施工中得到了实际应用。到了20世纪90年代初, 推出了一套施工控制分析软件, 在简化施工过程, 保证质量, 提高效益和缩短工期方面发挥了重大的作用。已建成的黄石长江公路大桥是国内首次进行预应力混凝土刚构桥施工监控技术研究的桥梁, 为预应力混凝土刚构桥的施工监控技术发展开创了新局面。

本文通过以某大桥为工程背景, 对该类型桥梁的施工监控的各技术要点进行了分析和总结。

2 工程概况

某大桥主桥上部结构为跨径40+2×70+40m的预应力混凝土连续刚构, 全长220m, 如图1所示。主梁为变高度的单箱单室截面形式的箱梁, 箱梁高度按2次抛物线变化;箱梁底板厚度也按2次抛物线变化, 腹板厚度成线性变化。该桥的主要技术参数为: (1) 桥梁宽度:单幅16.38m, 中缝0.74m, 全桥幅共宽33.5m; (2) 桥面横向坡度:2%; (3) 荷载等级:公路-I级; (4) 地震基本烈度:Ⅵ度。

该桥采用悬臂浇筑方法施工, 每个节段的施工顺序为:立模-浇筑混凝土-养护-张拉预应力筋-挂蓝前移。由于施工过程明确, 施工中的每一个阶段结构的内力和变形都可以通过理论计算预测, 故在计算时根据实际施工过程进行施工阶段划分。该桥的监控计算共划分为38个施工阶段和一个运营阶段, 计算与实际施工状态完全对应。

3 施工控制的理论计算

3.1 结构仿真分析

大跨径预应力连续梁桥的施工采用分阶段逐步完成的悬臂施工方法时, 结构的最终形成必须经历一系列的施工过程, 对施工过程中每个阶段进行详细的变形计算和受力分析, 是桥梁施工控制最基本的内容之一。为了达到施工控制的目的, 首先通过计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态, 以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结构行为, 使其最终成桥线型和受力状态满足受力要求。本项目利用桥梁博士软件系统进行了仿真计算。

3.2 目标预拱度

目标预拱度计算取二期恒载、1500d收缩徐变以及1/2活载产生的位移的反号值。根据目标预拱度的定义, 目标预拱度计算公式为:

式中:

ygmi———i点的目标预拱度;

fsi———1500d徐变的影响在点产生的挠度计算值;

fxi———收缩的影响在点产生的挠度计算值;

f2i———二期恒载在点产生的挠度计算值;

fhi———活载在点产生的挠度计算值。

3.3 计算预拱度

计算预拱度取从建桥开始到竣工, 混凝土完成全部收缩、徐变, 并计入二期恒载和活载的影响, 梁体产生挠度总和的反号值。根据计算预拱度的定义, 计算预拱度计算公式为:

式中:

ygi———i点的预拱度;

fiy———本施工阶段及以后各施工阶段, 张拉预应力束对点挠度影响值之和;

Fi———本施工阶段及以后浇筑的各梁段自重、施工临时荷载 (不含挂篮) , 对点挠度影响值之和;

fi———由施工过程中徐变、收缩以及温度等影响, 在点产生的挠度计算值之和;

ygmi———i点的目标预拱度。

经过计算可得该大桥计算预拱度如图2所示。

3.4 合拢后理论标高分析

如前所述, 在计算立模标高时考虑了实际施工误差, 合拢后的二期恒载 (即防护栏、桥面铺装等) , 三年的收缩徐变效应, 基础沉降以及通行后1/2活载的影响。这些影响在桥梁合拢后并未完全消除, 有些影响还将长期存在, 如已有施工误差和1/2活载等, 故合拢的标高较设计标高有所不同, 如图3所示。

4 现场观测数据及处理

主梁结构挠度监测主要包括: (1) 在每一节段施工完成后 (挂篮行走就位后) 与下一阶段底模标高定位前的桥面标高观测; (2) 混凝土浇筑前后、预应力张拉前后、挂篮行走前后的挠度观测。为了尽量减少温度对观测的影响, 观测时间安排在早晨太阳出来之前。在施工过程中, 对每一节段需进行数次 (至少一次) 的观测, 以便观察各点的挠度及箱梁轴曲线的变化历程, 以保证箱梁悬臂端的合拢精度及桥面的线形。

比较实测值与理论值可以得出如下结论:

⑴从影响预抛高各因素的大小比较来看, 自重效应比预应力效应大;

⑵梁体自重对预抛高的影响最明显, 因此, 应重点分析混凝土浇注前后变形;

⑶张拉前后的变形是每个梁端的总变形的一个重要组成部分;

⑷各工况的变形值绝大多数控制在10mm以内, 从而可认为监控理论计算参数的取值与现场实际较为吻合, 挠度的现场测量较为准确。

通过对施工过程进行监控, 各合拢段的相对误差在10mm以内, 本桥4个合拢段全部自然合拢, 无需用压重来进行标高调节。合拢后的实际桥面标高比设计桥面标高高, 误差在-3mm～12mm之间。由于主桥还没有进行桥面铺装, 车辆活载效应没有加上, 混凝土收缩徐变的缓慢进行等多方因素, 桥面标高与设计标高并没有重合。当大桥运营一段时间后, 桥面标高会达到设计桥面标高的理想状。综合考虑桥面三个观测点的标高和底板的标高, 平均误差在10mm以内, 而且成桥线形流畅优美, 完全达到了施工监控的目的。

5 结论

本文的主要结论为:

⑴以某连续刚构箱梁桥为工程背景, 对该类型桥梁的施工监控的各技术要点进行了分析和总结。

⑵应用桥梁通用软件桥梁博士, 用平面杆系模型计算得到的桥梁整体监控数据基本满足实际需要。

连续刚结构 篇6

在桥梁的发展史上, 高墩大跨径连续刚构桥是一重大的的创举, 这种桥型牢固, 且因为主梁具有T性刚构受力以及连续性桥梁的特点, 所能承载的力量更大, 从而改善了桥梁行车的性能以及跨越的能力。而且, 这种连续的刚构桥外形均称, 形式间接, 特别是它的适应能力更强, 在现在的桥梁建造上受到了热烈的欢迎。这种桥的梁体连续墩梁有着结实、牢固的特点, 以及它的双薄壁桥墩, 顺桥向和横向抗弯度和抗扭度都特别的大, 不用向其它的桥梁那样设计, 在主题设计伸缩缝, 也一样使行车平稳。主梁上支点处负弯距大能减少跨中正弯矩且顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭度大, 从而减少跨中梁高尺寸, 增加外形的美观和流畅性。

连续刚构桥的主要特点有:

(1) 墩梁牢固结实, 有多个主墩且具有一定的柔度。

(2) 无需设计伸缩缝, 不用设计支座, 没有了养护和更换的工作, 节省了一大笔费用。

(3) 在受力方面:上部连续梁的结构特点, 加上那个计入桥墩受力和混泥土的收缩徐变没在加上温度变化引起的弹塑性变化, 使得桥墩更具柔度, 减少了对其所受的弯矩, 但即使是这样依然不改变桥梁结合处的刚架受力的性质。

(4) 具有良好的抗震性能。如果在未预料的情况下出现了地震, 那么这样的桥梁可使得水平地震力往各个墩上分布, 而不用向连续梁那样设置各个制动墩来承受或者是用专用抗震支座, 节省了一笔昂贵的费用。

(5) 连续刚构桥为多次超静定结构, 混凝土的徐变伸缩以及内外温度场的变化, 预应力的作用, 墩台不匀称等都会造成内力和位移发生变化, 为了减少这种变化所产生的弯矩, 连续刚构桥采用水平抗推刚度较小, 空心高墩或者是双薄壁墩的墩形。

2 关于桥梁施工控制中的主要影响因素

高墩大跨径连续桥在施工过程中, 有许多已知的和未知的因素对桥梁在施工的过程中产生一定的影响, 为了确保主梁拢合后的状态 (主要是指线性和受力) 与设计相吻合, 这就需要我们提前了解施工控制中主要的影响因素, 以确保桥梁的正常施工, 正常完工。大跨径连续刚构桥梁在施工过程中的主要影响因素有;

2.1 首先是来自结构的参数

我们知道在设计桥梁结构时, 为确保桥梁能正常施工, 所以结构参数的准确性是非常重要的, 因为它会直接影响到分析的结果。事实也证明施工桥梁结构的参数与设计所采用的结构参数在实际桥梁施工的过程中是很难完全吻合的, 或多或少都存在着一定的误差。需要解决的问题是结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数, 一般通过在工地上的实验取得数据, 而结构参数主要包括预加应力、结构材料的弹性模量、材料的容重以及施工的负荷承载、材料的热胀冷缩系数、结构构件截面的尺寸等。

2.2 施工监测

在施工的过程中应尽量减少监控中的误差, 这些误差通常是因为测量的仪器、仪器的安装以及测量、数据的采集等产生的不可避免的因素。

2.3 温度的变化

温度对桥梁的影响主要有两种, 即:局部温差的影响和年温差的影响, 但是由于外界温度变化可能会对主梁在施工过程中产生温度变性, 况且温度的变化是复杂的也是具有未知性的, 想在施工的过程中加以控制, 是不现实的。所以在实际的监控过程中, 就需要针对结构变形受各施工阶段温度的变化的影响, 进行敏感性的分析, 从而得到结构变性与温度变化的关系曲线, 不断的矫正模型参数。

2.4 施工工艺及管理

在桥梁施工的过程中, 施工工艺因着不同的施工单位所存在的差异是很大的, 并且施工工艺和管理也能直接影响到控制目标的实现, 施工控制中也必须将这些因素考虑进去, 考虑施工条件非理想化所带来的构件制作、安装等方面的误差并按照施工组织计划进行实施。

3 桥梁施工中大跨径的主要控制技术

桥梁施工中大跨径连续刚构桥梁, 以某河特大桥为例, 进行分析主要的控制技术。

3.1 大体积承台混凝土冬季施工技术

主墩承台体积较大, 8#、9#墩承台体积为851m3, 设计要求一次性浇筑完成, 而且承台不得产生裂缝。对于大体积混凝土施工阶段来讲, 裂缝是由于混凝土温度变形而引起的。而在冬季进行施工时, 由于外界气温的下降, 混凝土内外温差有可能加大。由于混凝土温度变化产生的变形受到混凝土内部和外部的约束影响, 产生较大拉应力, 是导致混凝土产生裂缝的主要原因。

为确保混凝土浇注过程中不出现裂缝, 必须采取可靠措施:一是从原材料着手, 通过优化混凝土的配合比, 采用低水化热的水泥和掺入一定量的粉煤灰, 降低混凝土产生的水化热;二是通过在承台混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点, 通过冷却水循环, 降低混凝土内部温度, 减小内表温差, 控制混凝土内外温差小于25℃, 通过测温点测量, 掌握内部各测点温度变化, 以便及时调整冷却水的流量, 精确控制温差;三是因在冬季施工, 项目所在地区气温较低, 极端最低气温-21.4℃, 且早晚温差较大, 因此, 必须加强混凝土外部的保温措施, 确保混凝土的内外温差小于25℃, 并防止混凝土因外部温度过低引起表面被冻裂, 四是控制混凝土的入模温度在5℃左右, 以降低混凝土本身的水化绝对热。

3.2 超高墩外翻内爬模设计及垂直度及防裂施工控制

由于高墩施工中的垂直度控制及混凝土外观质量的高要求, 因此, 在设计模板时必须考虑模板的整体刚度, 在模板外侧加设桁架, 结合桁架并在外模外侧沿模板四周设置操作平台, 并在各层模板间布置上下人梯, 便于工人上下检查及施工需要。内外模板间采用拉筋加固, 确保施工质量。施工时, 一个循环浇筑混凝土6m, 正常3天一个循环, 每墩日进尺可达2m, 做到快速流水作业, 施工效率明显提高, 从工艺上实现了整个墩身零施工缝。

通过在某河特大桥四个主墩的工程实践, 总结出了一整套适合于超高墩快速、高效、优质施工的外翻内爬模板施工技术, 对于薄壁空心高墩的垂直度检测、控制以及混凝土的养护、防裂都做了有益的探索。

3.3 超高墩大跨预应力刚筋混凝土曲线连续刚构线型控制施工技术

线型控制分为竖向挠度线型控制和轴向线型控制两个部分, 对于一般的连续刚构桥梁而言, 线型控制主要为竖向挠度控制, 但由于本项目特殊性, 挠度及轴向的线型控制均较为重要。

结束语

依照目前的形式以及我国交通方面的现状可知, 大跨度连续刚构桥梁在几大主要的城市表现的尤为突出, 比如我国一线城市的高架桥, 连接大江大河两边的交流的跨河大桥等。随着我国科学事业的不断进步, 交通事业的不断繁忙, 人们交流的频繁度, 以及线路指标的不断提高, 特别是在东部地区人满为患的前提下, 尤其注重中西部地区的发展。而中西部地区特有的地势、地貌也决定了必将修建大量的高墩大跨连续刚构桥梁。某河特大桥的工程实践表明, 研究开发的“超高墩大跨预应力混凝土曲线连续刚构桥梁综合施工技术”取得成功, 有力地指导了工程实践, 保证了工程质量。初步探索出了超高墩大跨预应力混凝土曲线连续刚构施工技术及施工组织管理模式, 为今后同类桥梁的设计与施工积累了大量的经验。施工中做到了百米高墩高空作业无伤亡事故。该技术成果所产生的综合效益是巨大的, 推广应用的前景十分广阔。

摘要：近些年来, 国家在交通事业上出了不少的力, 特别是在桥梁工程上, 高墩大跨径连续刚构作为一种大跨度桥型广泛应用在山区以及水电站等地。本文围绕大跨径连续刚构桥而展开, 分析在施工过程中的许多不确定因素, 用以研究并分析桥梁施工中大跨径连续刚构线性控制技术。

关于大跨连续刚构优化设计研究 篇7

预应力混凝土连续刚构桥已成为我国广泛采用的主要桥型之一。目前国内已建或在建250 m跨径左右的连续刚构桥有多座。

鉴于国内既有大跨度连续刚构桥出现诸多病害的现状,本文将对大跨度连续刚构桥设计中的几个问题进行探讨,并将成果应用于设计当中。

东江南特大桥为在建广州—深圳沿江高速公路跨越东江时的一座特大桥,孔跨布置为:4×49 m+(146+256+146)m+4×49 m,主桥为(146+256+146)m连续刚构,引桥采用简支T梁,全长为940 m。该桥设计时借鉴国内成熟设计经验,同时进行优化设计。

1 边中跨比优化

连续刚构桥边跨与中跨比的确定首先取决于全桥的总体布置与自然条件的协调性,在此基础上再考虑梁体内力分布的合理性与施工的方便。连续刚构桥比连续梁桥在选择边、中跨比方面有更大的自由度,边跨和主跨比多集中在0.5～0.6之间。通过边、中跨比例的调整,可以使边、中跨在收缩徐变作用下,发生同向变形,减小扭转效应和跨中下挠;还可减小内、外侧薄壁墩的内力差值,使薄壁墩、承台和桩基的受力更加合理。东江南特大桥的边中跨比例经优化后为0.570 3。

2 主墩双肢开叉

东江南特大桥采用双肢薄壁墩,同时在墩顶约17 m范围内由单肢2.5 m厚开叉为两肢1.2 m厚,降低纵桥向刚度,以减小墩顶弯矩,在同一个墩的单肢与双肢,双肢与零号块横隔板结构尺寸的过渡、刚度转换、受力都相当复杂。

2.1 杆系模型力学分析

分别建立薄壁墩分叉模型和不分叉模型,进行墩身内力和主梁应力的比较,其结果见表1。

由表1可知,薄壁墩开叉后,墩身顺桥向弯矩正常使用阶段下的各工况均减小。以不分叉模型为准,分叉模型内力减小情况:墩底弯矩单项工况减幅约为25%,承载力组合减幅为24%左右。根据不分叉模型墩身控制截面内力计算需直径32 mm钢筋357根,比开叉墩身配筋316根多了41根。

设计时通过将薄壁墩开叉,改变墩身截面刚度值,有效降低了墩身内力,对墩身受力有利。

2.2 仿真分析

建立全桥仿真模型,模拟各个施工阶段,墩顶开孔与没有开孔的计算结果对比如下:在恒载作用下,开孔与否对墩及主梁的应力状态影响甚微。在可变作用中,整体温差效应下,开孔与不开孔对墩底应力影响较大,可达1.73 MPa;局部温差效应下,开孔与不开孔对墩底应力影响较小,为0.11 MPa。其余可变作用效应差别并不明显。

同时,为了对比桥墩开孔与不开孔时桥墩侧向刚度的变化,通过施加顶推力来分析。采用最大单悬臂的模型(边跨已合龙),在中跨跨中截面作用100 t的顶推力进行计算,从结果可以判断,开孔对桥墩侧向刚度有一定影响。

综上所述,鉴于整体温差对墩底应力影响较大,开孔方案可有效降低墩底配筋。

3 竖向预应力对主梁主拉应力的影响

大跨桥梁均采用三向预应力结构,其中竖向预应力对结构的抗剪和减小斜截面的主拉应力起积极作用,为了验证竖向预应力的效果,对计入竖向预应力与否两种工况进行对比分析。Midas的计算结果:不计竖向预应力时,主梁最大主拉应力为-0.764 MPa,最小为-0.004 MPa;计入竖向预应力后,主梁最大主拉应力为-0.490 MPa,最小为0 MPa。计入竖向预应力后,主梁的主拉应力可减小0.3 MPa～0.5 MPa左右,对于大跨桥梁的内力起到积极的改善作用。

工程实例证实:没有设置竖向预应力的箱梁腹板开裂更加明显,甚至在施工期间就出现了裂缝;有的虽然设置了竖向预应力,但由于预应力损失较大,管道压浆不密实等诸多因素,仍然不能抑制腹板斜裂缝的出现。现行竖向预应力一般采用精轧螺纹粗钢筋,由于预应力筋是刚性索,放张时钢筋回缩损失大,导致竖向预应力效果差,部分桥梁的竖向预应力损失甚至达到60%。新型二次张拉钢绞线预应力筋能彻底克服精轧螺纹钢筋锚固体系预应力筋存在的不足,特别是对超短束预应力筋的预应力效率大大提高,预应力损失小,时效松弛预应力损失也远小于精轧螺纹粗钢筋,加上压浆工艺的优化改进,孔道压浆密实饱满,粘结握裹好。工程造价低,工程安全性明显提升,是一种较理想的竖向预应力筋结构。

对于大跨刚构桥而言,结构自重占了设计内力的大部分,通过合理设计竖向预应力,采用新型二次张拉钢绞线竖向预应力筋代替精轧螺纹粗钢筋可有效减小腹板厚度,减轻结构自重,有效改善结构受力,避免或减小箱梁腹板的裂缝宽度。

4 顶推力对主桥的影响

为了分析顶推力大小对主桥结构的影响,分别对不加顶推力和顶推400 t进行计算比较,由主梁和墩顶位移的变化可知:考虑10年的收缩徐变后,施加400 t顶推力比不顶推情况下的主梁竖向位移和墩顶水平位移减小了约20 mm。

施加顶推力后,主梁边跨跨中竖向位移较顶推前有所增加,中跨跨中竖向位移均较顶推前有所减小。一般连续刚构桥关注的是跨中下挠的问题,可以看出顶推后对跨中下挠的问题有一定的改善。施加顶推力后,成桥阶段可以使刚构桥墩产生一个预偏位来抵抗由于施工阶段引起的向跨中方向的累计位移和合龙温差而引起的墩顶位移;运营阶段可以减小结构长期的收缩徐变引起的墩顶水平位移。

通过施加顶推力可以减小由于合龙温差和混凝土后期收缩徐变等因素对结构产生的附加次内力,优化结构受力状况。现将不施加顶推力时结构的附加次内力和施加顶推力后剩余结构次内力作一比较,在施加顶推力后,大幅度减小了主梁截面附加次内力,达到了预期效果。施加400 t顶推力平衡了自重和部分收缩徐变引起的墩身内力,适当提高顶推力对改善后期墩身受力有利,顶推效果明显。

5 结语

通过边、中跨比例的调整,可以使边、中跨在收缩徐变作用下,发生同向变形,减小扭转效应,减小跨中下挠;采用双肢薄壁墩,同时在墩顶一定范围内由单肢开叉为两肢,降低纵桥向刚度,以减小墩身内力,降低墩身配筋率;合理配置竖向预应力可有效减小主梁的主拉应力;通过合龙时施加适当的顶推力,减小了预应力混凝土连续刚构桥由于合龙温差、混凝土后期收缩徐变等因素产生的附加次内力,平衡了主墩水平偏位,减小跨中竖向位移,对桥梁结构后期受力有利,增加了结构安全度。

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