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1、第三章 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋及剛架橋,第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋基本知識(shí),一、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn),1.優(yōu)點(diǎn) 連續(xù)梁由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用,跨中正彎矩大大減小,使得彎矩圖面積減?。ㄒ?yàn)檫B續(xù)梁的設(shè)計(jì)是以截面上最大正、負(fù)彎矩的絕對(duì)值之和即彎矩變化幅值作為標(biāo)準(zhǔn)),跨越能力增大。 連續(xù)梁為超靜定結(jié)構(gòu),溫度變化、混凝土收縮徐變、地基不均勻沉降影響顯著,對(duì)地基要求高。 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)剛度大,變形小,動(dòng)力性能好,主梁變形撓曲線平緩,有利于高速行車。,因連續(xù)梁同時(shí)存在正、負(fù)彎矩區(qū)段,截面通常采用上下對(duì)稱的箱型截面。 預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁當(dāng)跨徑超過4060m時(shí),跨中恒載彎矩和活載彎矩將會(huì)迅速增大,致使梁的截面尺寸
2、和自重顯著增加,不但耗材料,且給施工帶來困難;而預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁,由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在,使跨中正彎矩值顯著減小,其內(nèi)力分布比同跨度簡(jiǎn)支梁更合理。 當(dāng)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁跨徑較大時(shí),梁體過重不易預(yù)制架設(shè)施工,多采用現(xiàn)澆施工,工期較長(zhǎng)、費(fèi)用較高。,通過變化連續(xù)梁相鄰跨長(zhǎng)的比值,或加大支點(diǎn)附近的梁高而做成變高梁時(shí),可調(diào)整各控制截面的彎矩變化幅值,降低跨中的正彎矩,使得預(yù)應(yīng)力筋大部分布置在梁的頂部,便于張拉。變高梁雖然會(huì)增大中間支點(diǎn)處的負(fù)彎矩,但梁的高度增加了,并不引起鋼筋用量的增加;同時(shí)加大支點(diǎn)附近梁高,還能適應(yīng)抵抗支點(diǎn)處很大剪力的要求。,連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理布置,有利于縱向頂推、懸臂法等施工方法的實(shí)現(xiàn),促進(jìn)
3、了預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工的發(fā)展。 立面上,連續(xù)梁在中間橋墩處只有一個(gè)支座,在豎直荷載作用下橋墩只受軸向的壓力。故除制動(dòng)墩外,其他橋墩及其基礎(chǔ)的尺寸可做得小些。,2.主要缺點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置難于發(fā)揮預(yù)加力的優(yōu)點(diǎn)。因在梁的大部分截面內(nèi)存在正、負(fù)彎矩,使得預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的偏心靠近截面中性軸,從而降低了預(yù)加力的作用,且影響了梁的極限強(qiáng)度。 梁在偏心的縱向預(yù)壓力作用下,產(chǎn)生彎曲變形。如變形受到約束,在支承處則產(chǎn)生附加反力,從而降低預(yù)應(yīng)力作用。 超靜定的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作復(fù)雜,張拉程序、施工方法以及材料性能等對(duì)其應(yīng)力狀態(tài)有很大影響,較難精確計(jì)算。,二、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的總體布置,1.平面布置 橋梁的
4、平面造型取決于線路的方向與河道或立交線路的方向,并受橋址地形和地物的制約,通常有正交、斜交、單向曲線和反向曲線橋梁等平面布置。正交橋最為常見,墩臺(tái)位置與主梁中線垂直,構(gòu)造也最簡(jiǎn)單。,連續(xù)梁由若干跨組成一聯(lián),橋梁可由一聯(lián)或多聯(lián)組成。常見的連續(xù)梁橋每聯(lián)由37跨組成,隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展,連續(xù)梁橋一聯(lián)的跨數(shù)和長(zhǎng)度都有了增加。如錢塘江二橋?yàn)?8跨一聯(lián),中跨跨徑80m,全長(zhǎng)1340m。,2.立面布置,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的立面布置要考慮橋孔分跨、主梁高度和梁底曲線形狀等因素。 (1)按橋跨相互關(guān)系分為:等跨(a)和不等跨連續(xù)梁(b); (2)按梁高變化分為:等高度(a、d)和變高度連續(xù)梁(b、c); (
5、3)按下部結(jié)構(gòu)的支承形式分為:普通的單式橋墩(a、b)、V形橋墩(e)和雙薄壁柱式橋墩(f); (4)按主梁梁身的構(gòu)造分為:實(shí)腹式主梁(abcef)和空腹式的桁架結(jié)構(gòu)(d); (5)按主梁與下部結(jié)構(gòu)的關(guān)系分為:墩梁分離連續(xù)梁和墩粱固接的連續(xù)T構(gòu)橋。,1)橋孔分跨,連續(xù)梁每聯(lián)內(nèi)主梁在各墩臺(tái)頂連續(xù)通過,各支點(diǎn)縱向只設(shè)一排支座,墩頂縱向設(shè)兩排支座,兩聯(lián)之間的主梁斷開。 等跨的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適于采用頂推法、移動(dòng)模架法簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)法施工。但等跨布置將使邊跨內(nèi)力控制全橋設(shè)計(jì),不經(jīng)濟(jì)。等跨的跨徑大小主要取決于經(jīng)濟(jì)分孔和施工設(shè)備條件。 為減小等跨布置時(shí)跨中的正彎矩,可設(shè)為不等跨形式。當(dāng)跨數(shù)不多時(shí),采用奇數(shù)跨,
6、以3跨或5跨較常見。對(duì)3跨連續(xù)粱,邊跨與中跨跨徑之比一般為0.50.7。對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁宜取偏小值,以增加邊跨剛度,減少活載彎矩的變化幅度,從而減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量。當(dāng)邊跨長(zhǎng)度過短(比值小于0.3),此時(shí)邊跨橋臺(tái)支座將會(huì)出現(xiàn)負(fù)反力,在橋臺(tái)上需設(shè)拉力支座或平衡壓重。,連續(xù)梁如采用懸臂法施工,考慮到一部分邊跨采用懸臂施工外,剩余的一部分邊跨須在支架上施工。為減少支架及現(xiàn)澆段長(zhǎng)度,邊跨長(zhǎng)度以不超過中跨長(zhǎng)度的0.65倍為宜。,2)梁高及梁底曲線,變截面梁的變化規(guī)律可采用圓弧線、二次拋物線或折線等,最常用的是二次拋物線,因其變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩變化規(guī)律基本相近。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋除在梁高上選用變截面外
7、,對(duì)箱形截面也可將截面底板、頂板和腹板做成變厚度,以滿足梁內(nèi)各截面的不同受力要求。 變截面梁高與最大跨徑之比,跨中截面可取1/301/50,支點(diǎn)截面可取1/151/20,邊跨與中跨跨徑之比可取0.50.7。,三、預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁構(gòu)造,1.主梁橫截面 高速鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橫截面多采用箱形截面。箱形截面整體性好,抗扭剛度大,具有良好的靜力和動(dòng)力穩(wěn)定性。同時(shí)箱形截面的頂板和底板具有較大的面積,能有效抵抗正負(fù)彎矩,滿足配筋要求。 因預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁多采用現(xiàn)澆施工,為施工方便,其箱形截面多采用單箱單室截面形式。 箱梁頂板一般采用等厚度;腹板一般采用變厚度,支點(diǎn)處需加厚(靠近支點(diǎn)處受主拉應(yīng)力控制,需加厚);
8、底板一般采用變厚度,支點(diǎn)處需加厚(支點(diǎn)主要受縱向壓應(yīng)力控制,需加厚)。,箱梁腹板分為直腹板和斜腹板兩種形式。 2.橫隔板按位置分為端橫隔板和中橫隔板,一般端橫隔板必須設(shè)(頂梁時(shí)作用在端橫隔板處)。還需在支點(diǎn)處設(shè)置橫隔板,其作用是約束箱梁的畸變變形、扭轉(zhuǎn)變形及承受和傳遞支反力。 箱梁內(nèi)的橫隔板通常采用板式結(jié)構(gòu),為滿足施工、維修和通風(fēng)要求,在橫隔板上設(shè)置過人洞。,3. 預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)造,箱梁的預(yù)應(yīng)力筋布置分分縱向、橫向和豎向三向預(yù)應(yīng)力體系,其中縱向預(yù)應(yīng)力筋稱為主筋。縱向和橫向預(yù)應(yīng)力筋常用鋼絞線和高強(qiáng)碳素鋼絲,豎向預(yù)應(yīng)力筋主要采用冷拉高強(qiáng)粗鋼筋。 高強(qiáng)碳素鋼絲目前主要采用鐓頭錨錨固形式,由于錨具應(yīng)力損失
9、小、接長(zhǎng)方便,常用于頂推法施工,此時(shí)縱向預(yù)應(yīng)力筋往往需接長(zhǎng),常用連接器進(jìn)行接長(zhǎng)。,3. 預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)造,縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線主要采用75鋼絞線(標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa,直徑15.24mm ),可采用單根鋼絞線和由多根鋼絞線組成一束,成束布置時(shí)采用群錨錨固體系。常用錨具類型有OVM、QM、XM等,OVM型錨具是在QM型錨具基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的 。采用鋼絞線張拉時(shí)以O(shè)VM型錨具最為方便可靠,采用高強(qiáng)碳素鋼絲時(shí)則XM型錨具較為適宜。 鋼束一般采用兩端張拉,所以要求主橋邊跨底板鋼束張拉完畢之后方可進(jìn)行相鄰引橋跨的施工。,每個(gè)OVM錨固單元由OVM錨具、鋼絞線或鋼絲束、金屬管構(gòu)成。OVM錨具分為張拉端錨具和固定端
10、錨具。固定端錨具是埋入混凝土中不用于張拉的錨具,具有P型、H型。固定端P型錨具包括一塊中間鉆有孔的平板,鋼絞線穿過板孔,在鋼絞線末端擠壓一擠壓套,加上限位約束圈和螺旋箍筋,便構(gòu)成P型錨具,它可以適用于需將預(yù)應(yīng)力傳遞至梁端的結(jié)構(gòu)。,1)縱向預(yù)應(yīng)力筋的類型,連續(xù)梁采用節(jié)段法施工時(shí),結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨施工階段不同而變化,縱向力筋配置須針對(duì)具體階段內(nèi)力的需要,進(jìn)行張拉或拆除。 有些在施工階段張拉的力筋,在使用荷載作用下將產(chǎn)生不利作用,此類力筋在成橋階段應(yīng)予以拆除,稱為臨時(shí)束。臨時(shí)束布置成短束,不使用連接器接長(zhǎng),也不壓漿,將其錨固在齒板上,使錨頭暴露在梁體外。 多數(shù)力筋張拉后,不再拆除,成為永久束。此
11、類力筋既抵抗施工階段的彎矩,又抵抗運(yùn)營(yíng)階段的彎矩。 另一類力筋是施工階段不需要,但運(yùn)營(yíng)階段需要,如懸臂法施工連續(xù)梁的底板力筋。此類束在合攏成橋后張拉,稱為后期束,一般錨固在齒板上。,箱梁齒板,齒板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋張拉示意圖,還有一種預(yù)應(yīng)力筋的布置形式是體外布筋。體外筋又分為永久型和裝拆型。前者是將力筋設(shè)置在主梁截面以外的管道內(nèi),利用橫隔梁、轉(zhuǎn)向塊等結(jié)構(gòu)物對(duì)梁施加預(yù)應(yīng)力。這種體外筋不消弱主梁截面,不需預(yù)留孔道,預(yù)制節(jié)段的拼裝可采用干縫接合,施工方便、迅速和便于更換。有些預(yù)應(yīng)力鋼筋只是在施工的某一階段需要,裝拆型體外力筋就是指在施工過程中為了滿足施工荷載的要求,在主梁截面以外設(shè)預(yù)應(yīng)力筋,施工完再去掉這些
12、預(yù)應(yīng)力筋,因?yàn)樗鼈兛赡軐?duì)橋的使用階段是不利的。,2)縱向預(yù)應(yīng)力筋的布置,縱向預(yù)應(yīng)力筋的布置不僅與結(jié)構(gòu)形式有關(guān),還取決于施工和運(yùn)營(yíng)階段的內(nèi)力分布,常用布筋方式有連續(xù)配筋和分段配筋。 由連續(xù)梁的彎矩沿梁長(zhǎng)變化的情況,連續(xù)梁跨中部分的鋼筋要放置在梁的下翼緣內(nèi),中間支承附近的鋼筋則應(yīng)安設(shè)在梁的上翼緣內(nèi)。無論哪種布筋方式,都要體現(xiàn)這個(gè)思想。 (1)連續(xù)配筋 連續(xù)配筋的優(yōu)點(diǎn),在于其力筋的錨固與張拉都比較簡(jiǎn)單,而且錨頭數(shù)目少。連續(xù)配筋可采用直線布置或曲線布置,要視梁的立面形狀和荷載情況而定。 當(dāng)采用滿布支架現(xiàn)澆法施工時(shí),不存在施工內(nèi)力變化問題,可直接根據(jù)成橋內(nèi)力采用連續(xù)配筋。 對(duì)等截面連續(xù)粱,可采用連續(xù)曲線
13、配筋。但當(dāng)梁的跨度較大時(shí),因彎道多,預(yù)應(yīng)力損失大,穿束施工難道大,故連續(xù)曲線配筋較合適的橋長(zhǎng)100m。,連續(xù)直線布筋的連續(xù)梁要達(dá)到使跨中下翼緣內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋,而支點(diǎn)附近上翼緣內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋,可以通過使梁高變化的方法( 圖 a );而等高度梁要達(dá)到這個(gè)目的,只能讓力筋具有波浪形,以適應(yīng)荷載內(nèi)力的變化(圖 b)。為了充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的作用,實(shí)際上變高度梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋也是曲線布置的(圖c)。圖d則根據(jù)連續(xù)梁受力特點(diǎn),采用分段直線配筋方式。,對(duì)于變高連續(xù)粱,因截面重心線是曲線形的,預(yù)應(yīng)力筋可采用連續(xù)直線配筋,就可得到偏心距。,(2)分段配筋,分段配筋是節(jié)段法如頂推施工和簡(jiǎn)支變連續(xù)法施工的連續(xù)梁最常用的配筋
14、方式。 分段配筋的缺點(diǎn)是力筋的錨頭數(shù)量多,張拉受到箱內(nèi)凈空限制(正彎矩力筋分散錨固于翼緣板或腹板凸出的鋸齒板上 ) 節(jié)段法施工中,永久束分為直束和彎束,直束布置在截面的上、下翼緣;彎束平彎布置在腹板寬度范圍內(nèi)。在抗彎不需要時(shí),起彎錨固于腹板中,以滿足抗剪需要。,圖示為用懸臂法施工的連續(xù)梁的彎束布置圖,通過支承處的鋼筋分段向下彎至腹板內(nèi),并錨固于各段的接縫處;跨中部分的鋼筋,從反彎點(diǎn)處梁的頂部開始向下彎曲到跨中的底部,等接縫混凝土澆筑并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,在橋面板上進(jìn)行張拉,并錨固于梁的頂部。,簡(jiǎn)支變連續(xù)施工時(shí),可采用的配筋方式有:待墩頂接縫混凝土達(dá)到張拉強(qiáng)度后,用設(shè)置在接縫的局部預(yù)應(yīng)力筋建立結(jié)構(gòu)的
15、連續(xù)性;當(dāng)采用移動(dòng)模架逐孔順序澆筑混凝土、張拉力筋,在接縫處用連接器把已張拉的鋼筋和尚未張拉的鋼筋連接起來;也可采用在支點(diǎn)頂部設(shè)置非預(yù)應(yīng)力筋,現(xiàn)澆接縫混凝土形成連續(xù)結(jié)構(gòu)。,頂推法施工,在頂推階段和使用階段梁的受力狀況差異較大,根據(jù)這兩個(gè)不同的受力階段,預(yù)應(yīng)力鋼筋一般相應(yīng)分為:用以承受在頂推階段的懸臂負(fù)彎矩和跨間正彎矩的前期張拉鋼筋,布置在截面上下緣的直線筋;用以滿足使用階段的要求而補(bǔ)充設(shè)置的后期張拉鋼筋,布置在跨中底部和支點(diǎn)頂部的增加局部直筋。 分段頂推施工是逐段預(yù)制、逐段頂推的,前期預(yù)應(yīng)力筋也得分段張拉,采用連接器接長(zhǎng),接長(zhǎng)長(zhǎng)度一般采用兩個(gè)梁段,間隔排列,以減少連接器數(shù)量和改善主梁受力,簡(jiǎn)化
16、施工。如果截面的底板較薄,那么還必須在連接器處予以加厚。,后期筋分為直筋和彎筋,直筋配置在支點(diǎn)截面的頂部和跨中截面的底部,彎筋設(shè)置在腹板內(nèi)。腹板中起初只設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋的管道,當(dāng)橋梁達(dá)到最終位置時(shí),才穿束張拉,錨固在離支點(diǎn)截面的1/3跨徑附近的腹板內(nèi)側(cè)的豎向鋸齒板上。,3)縱向預(yù)應(yīng)力筋在箱梁截面上的布置原則,(1)為避免梁體產(chǎn)生橫向彎曲,力筋在截面上應(yīng)對(duì)稱布置。 (2)彎束盡量布置在腹板及梗肋內(nèi),盡量減少或避免平彎,以簡(jiǎn)化構(gòu)造和減小預(yù)應(yīng)力損失。 (3)頂、底板力筋應(yīng)適當(dāng)集中在腹板及梗肋等混凝土較厚的位置,而不宜采用均勻分散布置方式,可避免產(chǎn)生縱向裂縫。 (4)若因力筋數(shù)量較多而不得不在板的中部布筋
17、時(shí),應(yīng)盡量避開橫向正彎矩較大區(qū)域或改用小型號(hào)的預(yù)應(yīng)力筋。 (5)力筋較多時(shí),可分層布置,先錨固或彎起靠近腹板中部的力筋。 (6)當(dāng)橫截面的懸臂較大或箱梁腹板間距較大時(shí),荷載作用下,截面橫向受力較大,在箱梁頂板內(nèi)布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。豎向預(yù)應(yīng)力筋的作用是抗剪,常采用粗鋼筋,布置在腹板中。,4)橫向和豎向力筋的布置,當(dāng)橫截面的懸臂寬度較大或箱梁腹板間距較大時(shí),在荷載作用下,截面橫向受力較大,為了控制橫向不開裂或裂縫寬度在容許范圍內(nèi),此時(shí)可對(duì)行車道板施加橫向預(yù)應(yīng)力,其布置方式和數(shù)量應(yīng)根據(jù)具體受力要求由計(jì)算確定,如采用橫向曲線筋布置。當(dāng)為雙向或三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)特別注意處理好各力筋之間的空間位置關(guān)系。必
18、要時(shí),可采用無粘接力筋,以簡(jiǎn)化構(gòu)造、工藝,方便布置。 豎向預(yù)應(yīng)力筋的作用是抗剪,通常采用粗鋼筋,布置在腹板中,其間距由計(jì)算確定,一般在0.31.0之間。,4.合攏段構(gòu)造,采取懸臂法建造連續(xù)體系橋梁存在合攏問題。合攏段是指各T構(gòu)完成后,兩相鄰懸臂之間梁端的連接段。 合攏段施工實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換,是懸臂法施工技術(shù)的一道非常關(guān)鍵的工序。因?yàn)楹蠑n段混凝土從澆筑到達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,直至張拉預(yù)應(yīng)力筋,需要一定的時(shí)間。在此期間內(nèi),由于溫差變化,新澆混凝土的早期收縮、已成梁段混凝土產(chǎn)生的收縮和徐變,結(jié)構(gòu)體系的變化,施工荷載及外力變化等原因,在結(jié)構(gòu)中要產(chǎn)生變形和內(nèi)力,這對(duì)尚未達(dá)到強(qiáng)度的合攏段混凝土質(zhì)量有直接影響。,為
19、保證工程質(zhì)量,從合攏段混凝土開始澆筑到混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度并張拉跨中段預(yù)應(yīng)力筋前,既要保證新澆混凝土不承受任何外力,又要使合攏段所連接的梁體在各種因素影響下變形協(xié)調(diào),設(shè)計(jì)和施工都必須采取相應(yīng)措施,具體如下: 1)在滿足施工需要的前提下,盡量縮短合攏段長(zhǎng)度,以減小現(xiàn)澆混凝土數(shù)量。合攏段長(zhǎng)度一般取1.42.0m;,合攏時(shí)的臨時(shí)勁性支撐,2)鎖定支撐:在合攏段采用設(shè)置臨時(shí)勁性支撐和臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束,以“鎖定”左右T構(gòu),使合攏段兩端形成能承受一定彎矩、剪力和軸力的剛節(jié)點(diǎn),保證合攏前、后結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào),防止由于溫度等各種因素影響在合攏尚未完成前就產(chǎn)生變形。“鎖定”的結(jié)構(gòu)措施很多,如采用勁型鋼臨時(shí)鎖定。,3)合攏
20、順序應(yīng)與設(shè)計(jì)一致,使得體系轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的二次內(nèi)力與設(shè)計(jì)相符。 4)為避免新澆混凝土早期受到較大的拉力,合攏段的混凝土澆筑時(shí)間,往往選擇在當(dāng)天氣溫最低時(shí)刻。 5)為了順利合攏,使成橋內(nèi)力與設(shè)計(jì)相符,還應(yīng)就混凝土配合比、預(yù)應(yīng)力筋張拉、結(jié)構(gòu)變位控制等采取必要的措施。,五、其他常用連續(xù)梁橋構(gòu)造特點(diǎn),1)桁架連續(xù)梁橋 桁架連續(xù)梁有等高和變高連續(xù)粱,腹桿體系有雙斜桿、單斜桿和三角式等。 與實(shí)腹式連續(xù)梁相比,桁架式連續(xù)梁的特點(diǎn)是:重量輕、節(jié)省材料、剛度大、跨越能力強(qiáng),但構(gòu)造和施工復(fù)雜。 桁架連續(xù)梁常用的施工方法有滿布支架法和懸臂預(yù)制拼裝法。,主桁是桁梁橋的主要承重結(jié)構(gòu),將列車豎向荷載傳給支座。主桁由上弦、下弦和
21、腹桿組成,腹桿有斜桿和豎桿之分。豎桿視其受拉或受壓分為掛桿與立柱。一般對(duì)受拉桿件施加預(yù)應(yīng)力。 前蘇聯(lián)伏爾加河上的預(yù)應(yīng)力混凝土桁架連續(xù)梁橋,主跨為(1063166106)m,采用變高形式,墩頂桁高18m,采用兩片桁架,間距4m,主桁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間距11.4m,桁架腹桿為三角形體系。,2)V形支撐連續(xù)梁橋,V形墩連續(xù)粱橋具有連續(xù)梁橋和斜腿剛架的受力特點(diǎn)。由于斜腿減小了主梁的建筑跨度,梁的彎矩峰值明顯降低,使梁的建筑高度減小。 采用V形墩便于懸臂澆筑時(shí)臨時(shí)支架的布置,并可一次拼成兩個(gè)單獨(dú)的掛籃,避免了掛籃的解體。懸臂澆筑時(shí),施工中有兩個(gè)支點(diǎn),具有較大的抗彎能力并能承擔(dān)施工彎矩。,V形斜撐與水平的夾角通常取
22、大于40的角,斜撐的截面形式可采用矩形、工字形和箱形。 V形墩的支座可布置在V形斜撐的頂部或底部。支座布置在斜撐的頂部時(shí),斜撐是橋墩的一部分;支座布置在底部或采用斜撐與承臺(tái)剛接而不設(shè)支座時(shí),斜撐與主梁固結(jié),斜撐成為上部結(jié)構(gòu)的組成部分。 采用V形墩,梁部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)工程量都較省,結(jié)構(gòu)形式輕巧美觀,但斜腿施工復(fù)雜。,南盤江大橋采用了V形支撐,主跨為(5429054)m部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)粱,V形支撐斜腿為實(shí)心矩形鋼筋混凝土構(gòu)件, V形斜撐與主粱固結(jié),支座設(shè)在斜撐底部,斜腿范圍24m,與水平夾角為60。,3)雙柱式橋墩連續(xù)梁橋,雙壁墩連續(xù)梁是在跨中墩位上設(shè)置兩個(gè)墩柱與主梁剛接的結(jié)構(gòu)體系,兼有連續(xù)剛
23、構(gòu)、V形墩連續(xù)梁和連續(xù)梁的受力特點(diǎn)。與V形墩相比,結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便。 雙壁式橋墩同連續(xù)剛構(gòu)體系一樣,梁部的縱向變形依靠墩身的柔性來完成,但雙壁式橋墩的每一肢截面積較小,縱向抗推剛度小,而雙肢截面總的抗彎剛度較大,是柔性墩的一種很好形式,適用于橋墩較高的場(chǎng)合。 雙壁式橋墩墩身截面可采用實(shí)體矩形、箱形、工字形截面等,為滿足強(qiáng)度、柔性和穩(wěn)定性要求,雙壁式墩順橋向?qū)挾纫话闳。?.20.3)h支,當(dāng)墩高增加時(shí),可在墩中適當(dāng)增加橫撐,以改善墩身的穩(wěn)定性。,4)連續(xù)剛構(gòu)橋,連續(xù)剛構(gòu)橋是指部分墩梁固結(jié)的連續(xù)體系梁橋,在邊墩及部分中間墩上設(shè)置支座,利用主墩的柔性來適應(yīng)橋梁的縱向變形(包括縱向水平力、混凝土
24、收縮和徐變、溫度等引起的變形),所以在大跨高墩中比較適合。若橋墩不高,選用此形式不合適。 當(dāng)橋位地形高差較大,則邊墩因高度減小而剛度增大,對(duì)縱向變形的約束增強(qiáng),可采用在邊墩上設(shè)支座或設(shè)鉸的方式來改善邊墩的約束。 連續(xù)剛構(gòu)橋采用墩梁固結(jié),減少了大噸位支座和支座養(yǎng)護(hù)工作量,可不設(shè)專用制動(dòng)墩。制動(dòng)力按剛度分配給各橋墩分?jǐn)?,同時(shí)也方便采用懸臂法施工,取消了連續(xù)梁在體系轉(zhuǎn)換時(shí)所采取的臨時(shí)固結(jié)措施。為滿足抗震、變形、溫度等要求,橋墩剛度不宜太大,可做成柔性墩。,4)連續(xù)剛構(gòu)橋,在受力方面,上部結(jié)構(gòu)仍為連續(xù)梁特點(diǎn),但必須計(jì)入橋墩受力及混凝土收縮、徐變、溫度變化引起的彈塑性變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響,橋墩因需有
25、一定柔度,所受彎矩有所減少,而在墩梁結(jié)合處仍有剛架性質(zhì)。 南昆線清水河大橋,主跨為(7212872)m,支點(diǎn)梁高8.8m,跨中梁高4.4m,中間的剛構(gòu)墩采用矩形空心截面,兩高墩分別為86m和100m。,六、連續(xù)梁施工方法簡(jiǎn)介,預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋施工方法多種多樣,一般常用的方法有:裝配變整體施工法、有支架現(xiàn)澆法、懸臂施工法、頂推法、移動(dòng)模架逐孔制梁法等。 1)裝配變整體施工法 裝配變整體施工法又稱簡(jiǎn)支變連續(xù)施工法,施工時(shí)按起吊安裝能力將連續(xù)梁分段預(yù)制,然后用各種安裝方法將預(yù)制構(gòu)件安裝至墩臺(tái)上,再現(xiàn)澆接頭混凝土,最后通過張拉部分預(yù)應(yīng)力筋使梁體連接成連續(xù)梁。這種施工方法一般采用等高度梁,施工過程中存在
26、體系轉(zhuǎn)換問題。 預(yù)制構(gòu)件按簡(jiǎn)支梁配筋,安裝時(shí)支承在墩頂兩側(cè)的臨時(shí)支座上,待澆筑接頭混凝土并達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后就張拉承受墩頂負(fù)彎矩的頂應(yīng)力筋并錨固好,最后拆除臨時(shí)支座,安上永久支座,使結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成連續(xù)體系。此法適用的最大跨徑為4050 m左右。,簡(jiǎn)支變連續(xù)施工法,2)有支架現(xiàn)澆法,有支架現(xiàn)澆法可分為固定式支架現(xiàn)澆和可移動(dòng)式支架現(xiàn)澆。 固定式支架現(xiàn)澆一般采用鋼支架或鋼木混合支架。此法主要特點(diǎn)是橋梁的整體性好,施工簡(jiǎn)便可靠,對(duì)機(jī)具和起重能力要求不高,施工中不存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題,但是需要大量的施工腳手架且施工工期長(zhǎng)。 固定式支架現(xiàn)澆施工需在一聯(lián)各跨內(nèi)均搭設(shè)支架,按照一定的程序一次完成灌筑工作,待張拉預(yù)應(yīng)力
27、筋、壓漿后落架拆除支架周轉(zhuǎn)使用。箱梁連續(xù)梁施工時(shí)常分段進(jìn)行:一種方法是水平分層施工,即先灌筑底板,待達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行腹板施工,最后灌筑頂板,若工程量較大,各部位也可分?jǐn)?shù)次灌筑。另一種是分段施工法,根據(jù)施工能力,每隔2045m設(shè)置連接縫,此連接縫一般設(shè)在彎矩較小的區(qū)段內(nèi),接縫的寬度約長(zhǎng)1 m,待各段混凝土灌筑完成后,最后在接縫處施工合攏。,對(duì)于中小跨徑連續(xù)梁橋或建造在陸地上的橋跨結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)鼗哂幸欢ǖ某休d力且橋梁離地面不是太高時(shí),可以采用移動(dòng)支架法施工。 此法即逐孔架設(shè)支架逐孔澆筑混凝土,當(dāng)對(duì)已澆筑完成的一孔梁預(yù)施應(yīng)力后,將模板連同支架一起落下并移到下一孔。移動(dòng)支架可采用落地式或梁式移動(dòng)支架。
28、 梁式支架的承重梁支承在錨固于橋墩的橫梁上,也可支承在已施工完成的梁體上?,F(xiàn)澆施工的接頭最好設(shè)在彎矩較小的部位,常取離橋墩L/5處。,移動(dòng)支架法與固定支架法施工有所不同。移動(dòng)支架法僅在一孔跨內(nèi)設(shè)置支架,待一孔施工完成后,沿橋梁縱向移動(dòng)支架進(jìn)行下一孔的施工;固定支架法是在連續(xù)梁的一聯(lián)橋跨上滿布支架連續(xù)施工。因此移動(dòng)支架法施工所需支架的數(shù)量相對(duì)要少很多,且周轉(zhuǎn)次數(shù)多,利用率高,施工速度快,但在施工過程中存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題。,移動(dòng)支架逐孔現(xiàn)澆施工,3)懸臂施工法,懸臂施工法屬于節(jié)段施工法,施工時(shí)從橋墩開始,兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對(duì)稱進(jìn)行拼裝,前者稱懸臂澆筑施工,后者為懸臂拼裝施工。 節(jié)段
29、法施工的主要特點(diǎn)是:梁體分節(jié)段施工,橋梁經(jīng)若干施工過程后,形成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系,在施工過程中往往存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題,如預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁是由簡(jiǎn)支梁、懸臂梁或少跨連續(xù)梁經(jīng)過體系轉(zhuǎn)換而形成最終的多跨連續(xù)梁。,3)懸臂施工法,懸臂施工法可不用或少用落地支架,無須大型起重及運(yùn)輸機(jī)具,施工不影響通航或橋下交通。從受力方面,懸臂施工宜在成橋運(yùn)營(yíng)階段的受力與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用,如連續(xù)剛構(gòu)橋、變截面連續(xù)梁和斜拉橋等。對(duì)于非墩梁固結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,采用懸臂施工時(shí)應(yīng)采取措施,使墩梁臨時(shí)固結(jié),待合攏后再恢復(fù)到原結(jié)構(gòu)狀態(tài),因而在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換問題。,4)頂推法,頂推法的施工原理:沿橋的縱軸方向的橋臺(tái)后面(不方便時(shí)可另設(shè)場(chǎng)地),分節(jié)段預(yù)制混凝土梁身,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋連成整體,然后通過水平液壓千斤頂施力,借助不銹鋼板和聚四氟乙烯板特制的滑動(dòng)裝置,
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