兰州交通大学毕业设计(论文)
提出了装配式预应力混凝土简支梁桥的系列标准设计,最大跨径达40m。1970年,河南省建成了跨径达52m的鱼腹形预应力混凝土简支梁桥。1976年建成的洛阳黄河公路大桥,跨径为50m,全长达3000m,是我国目前最长的公路桥。1985年在浙江省建成了跨径60m的预应力混凝土简支梁桥。
(2)连续梁桥
连续梁桥是一种古老的结构体系、它具有变形小、结构刚度好、抗震能力强等优点。 我国预应力混凝土连续梁桥在上世纪70年代首次应用于城市桥梁工程,几十年来,发展极为迅速,己成为我国预应力混凝土大跨径桥梁的主要桥型之一,并己掌握各种先进的施工方法,如采用悬臂浇筑的兰州黄河大桥,沙阳汉江桥等;采用顶推法施工的包头黄河大桥、柳州柳江大桥:采用大型块件浮吊拼装的容奇大桥、沙口大桥以及采用移动模架法,由我国有关单位承担施工任务的伊拉克摩萨尔四号桥、科威特巴比延河桥。
我国预应力混凝土连续梁桥常采用的施工方法主要采用平衡悬臂浇筑(拼装)法;在各主墩上按“T”构用挂篮分段对称悬臂浇筑(装)在落地支架上浇筑边跨现浇段。在吊架上浇筑跨中合拢段。全桥按以下顺序进行施工:“T”构对称悬臂浇筑(拼装)一边跨合拢一中跨合拢,在悬臂浇筑节段前还要将主梁与桥墩临时固结,待跨中合拢施加预应力后,再去掉墩顶临时固结,使主梁支撑于支座之上,此时,结构体系己经发生转变。由此可见,预应力混凝土连续梁桥的施工过程比较复杂,不但要经历“T”型刚构悬臂浇筑阶段形成主梁的过程,还要经历体系转换的过程,即由对称的单“T”静定结构转变为超静定结构,当然,可以通过理论计算得到各施工阶段的理论立模标高值和内力值,但是,由于混凝土桥梁除了本身材料是非均匀质材料和材料特性不稳定外,它还要有温度、湿度、时间的因素的影响,而且,悬臂施工过程中各节段混凝土相互影响,而且这种相互影响又存在差异,由此,这些影响因素必然造成各节段的内力和位移随着混凝土浇筑过程的变化而偏离设计值,从而导致全桥合拢的困难,桥梁线形及内力状态与设计要求不符,给桥梁施工安全、外形、可靠性、行车条件和经济性等方面带来不同程度的影响,因此,施工控制就成了施工过程中不可缺少的组成部分。
连续梁在恒载作用下,由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩图形与同跨悬臂梁相差不大。如悬臂梁的悬臂长度恰好与连续梁的弯矩零点位置相对应,弯矩图就完全一样。连续梁在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩,对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布要比悬臂梁合理。预应力混凝土连续梁的应用十分广泛,尤其悬臂施工法,顶推法,逐跨施工法在连续梁桥中的应用,这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化,生产工厂化,从而提高了施工质量,降低了施工费用。连续
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梁的突出优点就是结构刚度大,变形小,动力性能好,主梁变形挠曲线平缓,有利于高速行车。
(3)T形刚构
T形刚构是一种墩梁固结,具有悬臂受力特点的梁式桥。悬臂梁桥在力学性能上优于简支梁,可适用于更大跨径的桥型方案,但是悬臂中同时存在正负弯矩区段,通常采用箱型截面梁,起构造复杂,跨径较大时,桥体重力过大,不易装配化施工,而往往要在费用昂贵的支架上浇筑。钢筋混凝土悬臂梁,还因支点负弯矩区段的存在,不可不免的在梁顶产生裂缝,桥面虽有防护措施,但常因雨水侵蚀而降低使用年限。预应力混凝土悬臂梁桥虽无此患,并可采用节段悬臂施工,可它同连续梁一样,支点因是简单支承,施工时必须采用临时固定措施。但与连续梁相比,跨中要增加悬臂与挂梁间的牛腿、伸缩缝构造;在使用时,行车又不及连续梁平顺,除了是静定结构这个特点外,别的优点不多,因而也较少采用。
60年代中,我国首次采用了先进的悬臂施工方法,建成了第一座T形刚构桥,围殴我国修建大跨径预应力桥梁提供了成功的经验,开拓了发展前景。迄今已修建了20多座大中跨径的预应力混凝土T形刚构桥,1971年建成的福建省乌龙江公路大桥,主跨径为3×144m;1980年建成的重庆长江公路大桥,共8孔,总长1000m,最大跨径达174m。
由于悬臂梁承受负弯矩,T形刚构桥几乎都是预应力混凝土结构。带铰的T形刚构桥,它的上部结构全部是悬臂部分,相邻两悬臂通过剪力铰相连接。带铰的T形刚构桥由日照温差,混凝土收缩徐变和基础不均匀沉降等因素的影响,剪力铰两侧悬臂的挠度不会相同,必然产生附加力。这些挠度和附加力事先难以估计,又不易采取适当措施加以清除或调整。其次,中间铰结构复杂,用钢量和费用也将增加。此外,在运营中发现,铰处往往因下挠形成折角,导致车辆跳动,且剪力铰也已损坏。带挂孔的T形刚构是静定结构,其主要缺点是桥面上伸缩缝增多,对于高速行车不利。钢筋混凝土T形刚构常用跨径在40~50m左右,预应力混凝土T形刚构常用跨径在60~200m左右。在结构刚度,变形,动力性能方面,T形刚构都不如连续梁桥。
结合上述各种桥型的优缺点,应选用预应力混凝土连续梁桥。
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立面布置图
第四节 主梁施工方法及施工阶段划分
一、主梁分段
全桥共分31个梁段,中支点0号梁段长度8m,一般梁段长度分成2.0m、3.5m,合拢段长2.0m,边跨现浇直线段长6.55m。 具体分段如下:
6.55m(左侧支架浇注段)+2m(边跨合拢段)+3.5m×2+3.0m×4+8m(零号段)+3m×4+3.5m×2+2m(中跨合拢段) +3.5m×2+3m×4+8m(零号段)+3m×4+3.5m×2+2m(边跨合拢段)+6.55(右侧支架浇注段)。
二、施工方法
本桥采用挂篮悬臂施工的方法。主要施工步骤如下: 1.在墩身施工完毕后,安装墩旁支架并对其预压重; 2.安装0号块节段施工模板,进行混凝土施工;
3.0号块施工完成后,安装悬臂施工挂篮,对称向两侧进行悬臂挂篮施工; 4.施工合拢,先边跨合拢,再中跨合拢。
三、施工阶段的划分
1.(1)在中墩旁托架上设置临时支座,安装中墩支座。 (2)安装中墩0号节段施工模板,绑扎钢筋,浇注混凝土。 (3) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,张拉预应力索。 2.(1) 在0梁段上对称架设挂篮,每个挂篮连同模板按120吨考虑。 (2) 对称浇筑1号梁段。
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(3) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,张拉预应力索。
(4)适安装边跨直线段施工支架,并对支架进行堆载预压,安装边墩支座。 3.(1)往两端移动挂篮。 (2) 对称浇筑2号梁段。
(3) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,张拉预应力索。 4.(1) 按前步骤依次浇筑3~15号梁段。
(2) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,张拉预应力索。 (3) 适时安装边跨直线段施工模板,绑扎钢筋,浇注混凝土。 (4) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,张拉预应力索。 5.(1) 拆除中跨和边跨挂篮。
(2) 对称施加边合拢节段重373.0KN(每端)。
(3) 对称安装边、中跨合拢吊架和边跨合拢段撑架,合拢吊架及施工荷载按300KN(每 端)计算。
(4) 临时张拉边跨钢束。
6.(1) 安装边跨合拢段施工模板,绑扎钢筋。边浇注混凝土边拆除边合拢节段373.0KN(每端)。
(2) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,解除边跨直线段水平约束,张拉边跨合拢段钢筋。
(3) 张拉边合拢段横向预应力钢束以及竖向预应力筋。 7.(1) 拆除边跨合拢吊架及边跨直线施工支架。 (2) 拆除中墩临时支座及墩旁托架。 (3) 对称施工中跨合拢段节段重587.4KN。 (4) 安装中跨合拢段撑架。 (5) 临时张拉中跨钢束
8.(1) 安装中跨合拢段施工模板,绑扎钢筋,边浇注混凝土边同步拆除中跨合拢段节段重587.4KN(每端)。
(2) 混凝土强度达到90%及不少于5天龄期后,张拉中跨合拢钢束。 (3)张拉中跨合拢段横向预应力钢束以及竖向预应力钢束。 9.拆除中跨合拢吊架。
10.(1)待引桥施工完成后进行全桥附属工程施工。 (2)成桥,竣工验收。
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