預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計論文

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計本次設(shè)計旨在讓設(shè)計者熟悉現(xiàn)行規(guī)范，即《JTGD62-2004》及《JTGD60-2004》，以及橋梁設(shè)計的一般步驟及方法。通過設(shè)計，設(shè)計者能夠?qū)Υ髮W(xué)期間所學(xué)的知識加深理解，并能夠系統(tǒng)地運(yùn)用起來。除此以外，設(shè)計者在解決設(shè)計中所遇到的難題的過程中，查閱資料的能力得到提高，并且學(xué)到了不少新的沒有接觸過的知識。本次設(shè)計的主體是一座采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工的變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋。連續(xù)梁是一種古老的結(jié)構(gòu)體系，它具有變形小、結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護(hù)簡易、抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計的橋梁為變截面布置，因?yàn)榇罂鐦蛄涸谕廨d和自重作用下，支點(diǎn)截面將出現(xiàn)較大的負(fù)彎矩，從

2、絕對值來看，支點(diǎn)截面的負(fù)彎矩大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變截面梁能符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律。同時，大跨連續(xù)梁橋宜選用懸臂法施工，而變截面梁又與施工的內(nèi)力狀態(tài)相吻合。在20世紀(jì)50年代以前，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖是常被采用的一種體系，但跨徑均在百米以下。這主要是因?yàn)椴捎脻M堂支架施工，費(fèi)工費(fèi)時，限制了它的發(fā)展。50年代后，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁應(yīng)用懸臂施工方法后，加速了它的發(fā)展步伐。本設(shè)計中采用的掛籃懸臂現(xiàn)澆施工方法首先由聯(lián)邦德國迪維達(dá)克公司創(chuàng)造和使用，它使用少量施工機(jī)具設(shè)備，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交橋梁，而且施工不受跨度限制，跨度大，其經(jīng)濟(jì)效益高，所以

3、大跨連續(xù)梁橋常采用掛籃懸澆施工。由于施工的主要作業(yè)都是在掛籃中進(jìn)行，掛籃設(shè)有外棚，不受外界氣候影響，便于養(yǎng)護(hù)；操作重復(fù)，有利于高效率工作和保證施工質(zhì)量，同時還便于在施工中不斷調(diào)整節(jié)段誤差，提高施工精度。本設(shè)計主要是設(shè)計該變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋的上部結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋的配置。一、跨徑比10一般情況下，為使邊跨正彎矩和中支點(diǎn)負(fù)彎矩大致接近的原則，以使布束更趨合理，構(gòu)造簡單，故L1/L2=0.539～0.692是常見的邊、主跨的跨徑比范圍，當(dāng)L1/L2≤0.419時，邊跨則需壓重，應(yīng)屬于非常規(guī)的特殊處理；大都L1/L2=0.54～0.58則較合理，這將有可能在邊跨懸臂端用導(dǎo)梁支承于端墩上合攏邊

4、跨，取消落地支架。二、梁高主跨箱梁跨中截面的高跨比h0≈(1/46.2～1/86)L2,通常為（1/54～1/60）L2，在箱梁根部的高跨比h1≈（1/15～1/20.6）L2,大部分為（1/18）L2左右.目前在國際上有減少主梁高跨比的趨勢，已建成的挪威stolma橋和Raftsundet橋，在跨中區(qū)段采用了輕質(zhì)砼，減輕了自重，減小了主梁高跨比，其跨中h0≈1/86·L2和1/85.1·L2，根部高度分別為h1=1/20.1·L2和1/20.6·L2。一般情況下，可采用2次拋物線的梁底變高曲線，但往往會在1/4·L2和1/8·L2處的底板砼應(yīng)力緊張，且在該截面附近的主拉應(yīng)力也較緊張

5、，因而，可將2次拋物線變更為1.5～1.8次方的拋物線更合理。在江蘇平原通航河道上，為了滿足通航凈空的要求，在設(shè)計時甚至采用大于2次拋物線的冪級數(shù)設(shè)置底板曲線，這是值得十分注意的問題，事實(shí)證明，跨中撓度一般較大，極易發(fā)生正彎矩裂縫和斜裂縫。三、頂板厚度以往通常采用28cm，近年來已趨向于減小為25cm，這顯然與箱寬和施工技術(shù)有關(guān)。四、底板厚度以往通常采用32cm(跨中)，逐漸向根部變厚，少數(shù)橋梁已開始采用28-25cm者，其厚跨比通常為（1/140～1/160）L2,也有用到1/200·L2者。挪威stolma橋和Raftsundet橋最大底板厚度為105cm和120cm，合跨徑的1

6、/286.7和1/248.3，這將取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。五、腹板一般為40～50cm，但應(yīng)特別注意主拉應(yīng)力的控制，近年來在腹板上出現(xiàn)較多斜裂縫的病害甚多，應(yīng)予謹(jǐn)慎。10增加箱梁的挖空率，減輕截面的結(jié)構(gòu)自重，采用高標(biāo)號砼，采用較大噸位的預(yù)應(yīng)力鋼束，采用三向預(yù)應(yīng)力體系等，無疑都是提高設(shè)計水平，獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的重要措施，但同時又必須合理地掌握好“度”，必須確保結(jié)構(gòu)的安全度和耐久性。六、連續(xù)通長束不宜過長根據(jù)連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，截面上既有正彎矩也有負(fù)彎矩，個別設(shè)計中將連續(xù)通長束順應(yīng)彎矩包絡(luò)圖僅作簡單布置是欠合理的，尤其對于較小跨徑的矮箱梁，其摩擦損失單項(xiàng)即可達(dá)40～60%σk之多。建議此時

7、可采用兩根交叉束布置，也可改用接長器接長，分成多次張拉等。但在具體設(shè)計時接長器也不宜集中在某一個斷面上，以使截面的削弱過于集中，同時也會造成施工上困難。七、普通鋼筋是預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中必須配置的材料當(dāng)混凝土立方體試塊受壓破壞時，可以清楚地看到混凝土立方體試塊側(cè)向受拉破壞的形態(tài)。也即預(yù)應(yīng)力僅在某一個方向上施加了預(yù)壓應(yīng)力，而在其正交方向卻會產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)向拉應(yīng)力，這是預(yù)加應(yīng)力的最基本概念，必須牢固掌握，靈活應(yīng)用。因而，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中必須配置一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼