大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算分析

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1、大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算分析中國(guó)華丙工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司深圳分公司518000摘要：以大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁為分析對(duì)象，籠統(tǒng)的介紹了公路橋梁大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁的設(shè)計(jì)背景、蓋梁基木知識(shí)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工工作中應(yīng)注意的幾個(gè)問題。關(guān)鍵詞：大懸臂預(yù)應(yīng)力；混凝土；蓋梁設(shè)計(jì)；計(jì)算分析1.設(shè)計(jì)背景在城市橋梁建設(shè)中，周圍環(huán)境對(duì)橋梁上下部分結(jié)構(gòu)的選型影響較大，要使橋梁結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境在空間上相協(xié)調(diào)滿足城市景觀的要求，橋下也要有足夠的行車道寬度。城市的交通工程難以在短時(shí)期內(nèi)竣工，這就對(duì)城市的交通起了一定阻礙作用。然而城市的不可間斷性也制約著工期，因而城市的上部結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)制拼裝，下部

2、結(jié)構(gòu)要保證橋下有足夠行車寬度和視野通透，使得車輛在道路中安全行駛。2.蓋梁設(shè)計(jì)概況對(duì)某高架橋雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁進(jìn)行了分析，從大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁的受力模式和計(jì)算方法等方面進(jìn)行了論述，分析了計(jì)算結(jié)果，可作為該類型蓋梁設(shè)計(jì)的參考。2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)設(shè)計(jì)速度；(2)設(shè)計(jì)荷載；(3)橋梁寬度；(4)地震烈度。2.2蓋梁尺寸蓋梁尺寸對(duì)整個(gè)蓋梁設(shè)計(jì)有重要的作用，它是設(shè)計(jì)和施工的基礎(chǔ)。上部構(gòu)造預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，下部結(jié)構(gòu)受市政路干擾較大，釆用了雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁。蓋梁截面采用倒t型形式，，t形結(jié)構(gòu)尺、r設(shè)計(jì)可分為蓋梁長(zhǎng)度、兩側(cè)各懸臂、兩墩柱中心間距、順橋向頂寬度，兩側(cè)墊

3、石平臺(tái)寬度根部高度端部長(zhǎng)度值。蓋梁由根部到端部采用圓弧形過渡。在弧形處最好設(shè)置上監(jiān)控?cái)z像頭和路面提供限速標(biāo)志，防止司機(jī)的車速太快出現(xiàn)交通事故。2.3蓋梁預(yù)應(yīng)力鋼束預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼束采用的絞線，預(yù)應(yīng)力鋼束布置都要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)有關(guān)參數(shù)如下：(1)預(yù)應(yīng)力管道采用塑料波紋管；(2)管道摩檫系數(shù)；(3)管道偏差系數(shù)；(4)鋼筋冋縮和錨具系數(shù)；(5)張拉控制應(yīng)力。2.4蓋梁施工步驟(1)立模澆筑蓋梁混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)張拉鋼束達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值；(2)由中間向兩端對(duì)稱架設(shè)預(yù)制箱梁；(3)架梁結(jié)束后張拉鋼束；(4)二期恒載施工。1.預(yù)應(yīng)力

4、體系蓋梁采用高強(qiáng)度混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強(qiáng)度超高，彈性模量超人。采用塑料波紋管，預(yù)應(yīng)力灌漿采用真空灌漿工藝，提高了負(fù)荷量。每個(gè)蓋梁的設(shè)計(jì)需要與施工實(shí)際工序結(jié)合，從施工的角度看，預(yù)應(yīng)力拉張批次越少越有利，普遍情況下次數(shù)不要超過兩次，拉張鋼束的批次對(duì)施工階段的蓋梁受力影響很大，需要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)張拉批次?？紤]到在預(yù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)件自重等施工荷載作用下，載面邊緣混凝土的法向應(yīng)力要滿足公橋規(guī)的規(guī)范要求。1.結(jié)構(gòu)建模分析蓋梁的受力采用橋梁博士V3.1軟件進(jìn)行建模計(jì)算分析，橋墩立柱一般采用實(shí)體墻式墩和常規(guī)橋墩形式，但是如果在設(shè)計(jì)過程中采用實(shí)體墻式墩，建模不恰當(dāng)

5、會(huì)降低計(jì)算的準(zhǔn)確性，與實(shí)際情況有一定的偏差，所以在施工過程中有3中建模方式。(1)因模型采用平面桿系，不能真實(shí)的反映出橋墩橫向?qū)挾葍?nèi)部和蓋梁之間銜接的情況，這樣設(shè)計(jì)不僅增加了蓋梁懸臂長(zhǎng)度，耗費(fèi)了材料，投入了大筆資金，最重要的是對(duì)計(jì)算引起一定的偏差，因而采用將蓋梁和立柱一起建模模型，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。蓋梁采用橋梁博士進(jìn)行奮限元分析。由于樁基采用嵌巖樁，樁底嵌入粗?；◢弾r微風(fēng)化帶，地質(zhì)條件較好，因此按剛性地基假定，將橋墩底端考慮為固結(jié)。(2)建立蓋梁模型，將蓋梁與橋墩中心連接處假想為固定銜接，在立柱橫向?qū)挾葍?nèi)將節(jié)點(diǎn)假設(shè)為活動(dòng)銜接。這種模型的建立能較接近實(shí)際情況，并且在處

6、理數(shù)據(jù)時(shí)簡(jiǎn)捷快速，方便的計(jì)算結(jié)果。(3)在建立蓋梁模型中如果刪去蓋梁在橋墩橫向范圍內(nèi)的部分，只思考懸臂部分作用就會(huì)對(duì)鋼束引伸量等其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，增加了計(jì)算結(jié)果的難度。由上述所列的三個(gè)模型我們可以清楚地知道模型建立的利弊，在選擇吋要慎重考慮，防止為后期工程的建設(shè)埋下不必要隱患。2.施工階段控制應(yīng)力為了保證架設(shè)預(yù)制梁和成橋時(shí)蓋梁混凝土不被拉壞，蓋梁設(shè)計(jì)要在正常使用階段應(yīng)力滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范要求。蓋梁施工控制應(yīng)力直接決定預(yù)應(yīng)力束的布束形式和預(yù)應(yīng)力的張拉次序。3.施工階段劃分為(1)澆筑蓋梁；(2)架設(shè)小箱梁；(3)澆筑現(xiàn)澆層鋼束；(4)張拉下

7、排，橋面鋪裝及防撞墻等二期恒載施工。小箱梁蓋梁采用國(guó)標(biāo)鋼束，鋼束均從蓋梁頂過。鋼束分上下兩排布置，上下排布置的股數(shù)由于受力不同而不同。1.運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)力分析因?yàn)槭褂秒A段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的壓應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力運(yùn)營(yíng)階段要按長(zhǎng)期荷載作用、短期荷載作用進(jìn)行分析驗(yàn)算。2.預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)與應(yīng)用以城軌某獨(dú)柱高價(jià)車站大懸臂蓋梁設(shè)計(jì)為例子，和鐵路橋涵、建筑兩類規(guī)范的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論相比較，在同一預(yù)應(yīng)力蓋梁的構(gòu)件設(shè)計(jì)中，分別采用容許應(yīng)力法和極限狀態(tài)法進(jìn)行強(qiáng)度檢算，使得極限狀態(tài)法強(qiáng)度安全儲(chǔ)備系數(shù)較高且經(jīng)濟(jì)適用。但是容許砬力法相對(duì)來說比較保守以現(xiàn)代規(guī)范