大跨连续刚构桥桥梁设计要点分析
大跨度连续刚构桥梁施工要点分析

大跨度连续刚构桥梁施工要点分析摘要:随着经济的不断发展,我国桥梁工程建设行业得到了快速发展,其结构和规模都有了很大提高,其中大跨度连续刚构桥梁以其独特的优势得到了极为广泛的应用。
为确保该类桥梁性能满足运输需求,应对各环节进行严格的施工控制,确保桥梁的施工质量。
本文结合下路柳江特大桥的施工工艺对大跨度连续刚构桥梁的施工技术控制要点进行探讨。
关键词:大跨度连续刚构桥梁;施工;控制中图分类号:U445 文献标识码: A 文章编号:1673-1069(2016)14-111-21 概述近年来,大跨度连续刚构桥得到了迅猛发展,桥梁结构设计和受力性能不断提升,促使主跨跨径不断增大,极大的满足了当前桥梁工程项目的建设要求,并在高等级公路和铁路建设中得到了广泛应用;同时我们也注意到,大跨度连续刚构桥施工要求更加严格,若在施工过程中控制不到位将出现一些质量病害,影响公路桥梁的运输安全。
因此,做好工程项目的施工控制,保证桥梁工程的施工质量和施工安全,对我国交通运输体系的建设与完善具有十分重要的意义。
本文将以梧州-柳州高速公路下路柳江特大桥为例,对其施工控制进行分析。
2 大跨度连续刚构桥梁施工控制分析2.1 工程概况梧州至柳州高速公路下路柳江特大桥跨越河段航道规划技术等级为II级,远景预留3000吨级;桥梁近期(单孔双向通航)通航净宽不小于125m,远期(双孔双向通航)通航净宽不小于139m,净高不小于13m,设计最高通航水位HW=75.99m,最低通航水位(近期)HW=52.996m,最低通航水位(近期)HW=51.78m。
大桥设计洪水频率为300年一遇。
梧州岸引桥为8×30m先简支后连续预应力砼T梁,柳州岸引桥为9×30m先简支后连续预应力砼T梁,桥梁全长左幅为1013.827m,右幅为1014.274m,增设桥面人行道。
2.2 施工控制2.2.1 挂篮施工以0号段的挂篮安装为例,安装顺序及施工要点如下:首先,挂篮安装各道工序为:①测量放线:对墩顶进行清洁处理,凿平混凝土面,再放出主桁架中线、前、后上横梁中线。
大跨度连续刚构桥施工关键技术研究

大跨度连续刚构桥施工关键技术研究在桥梁工程中,大跨度连续刚构桥是一种经常采用的结构形式。
这种桥梁能够满足长跨度、大荷载和高刚度的要求,广泛应用于高速公路、铁路和城市交通等领域。
因此,对于大跨度连续刚构桥施工关键技术的研究具有重要意义。
本文将从桥梁设计、施工工艺及控制等方面进行讨论。
首先,大跨度连续刚构桥的设计是实现施工关键技术的前提。
该桥梁结构需要满足结构强度、刚度和稳定性等要求。
在设计中,需要考虑桥梁的自重、荷载、温度变化和施工过程中的局部变形等因素。
另外,对于立柱与梁的连接方式、刚度调整与控制等也需要进行详细研究与设计。
其次,大跨度连续刚构桥的施工工艺是实现施工关键技术的关键。
在施工过程中,需要保证施工品质和安全。
为了实现连续施工,可以采用支撑系统和施工合理分段等方式,确保施工的平稳进行。
同时,还需对于关键部位的加固与支撑、焊接质量与检测、浇筑过程的控制等进行研究,以保证施工过程中的质量控制与安全措施。
另外,大跨度连续刚构桥的控制也是施工关键技术的重要方面。
在施工中,需要对于桥梁的整体变形、位移和应力进行实时监测和控制。
利用先进的测量与控制技术,如激光检测、GPS定位和传感器监测等,可以实现桥梁的精确控制与调整,提高施工质量与效率。
综上所述,大跨度连续刚构桥施工关键技术的研究需要从桥梁设计、施工工艺及控制等方面进行。
通过对于设计的合理规划与施工过程的精确管理,可以实现大跨度连续刚构桥的高质量施工。
随着科技的不断进步与应用,相信对于施工关键技术的研究可以进一步提升桥梁工程的水平,为社会的发展做出积极贡献。
大跨度连续刚构桥结构分析

刘 玲 吕天青
( 武汉科技 大 学管理 学院 湖北 武 汉 40 8 ) 3 0 1
摘 要 :以 内蒙古沿 黄一 级公路 某座 在 建桥 梁为 工程 背景 ,借助 通 用大型 有 限元 结构分 析程 序 MI . D S Cvl 立 了全桥 空 间模 型 , A/i 建 i 并进行 了结构动 力计 算和 静 力计 算。 算结 果表 明 : 计 通过 对动 力特 性 的振 型和 频 率计 算我 们 得 出桥 墩在 纵 向 水平 抗 推 刚度 比较 小 . 大跨 度 连 续 刚构属 于柔性 结构 . 在设 计 荷 载 下 的最 大挠 度 值 满足 规 范要 求 . 并在 施 工 阶段 其 最 大应 力 未超过 材 料 的屈 服 强度 . 因此其 在 后期 的安 先 的 目 标 出 现
偏 差 .最 终使 得 合拢 无 法顺 利 完 成 , 使
成 桥 后 的 内力 和 线 形 发 生 变 化 . 样 会 这
大 大 的减小 桥梁 的安 全使 用性 能 因此 在 施 工 前 期 对 桥 梁 进 行 结 构 分 析 尤 为
2 模 型 的 建 立 与动 力 特 性分 析
2 1 有 限 元 . 大 路
95
等 材 料 系 数 可 能 与 工 程 施 工 过 程 中材 料 的实 际系数 存 在差 异 这些 因素 都会
对 参 数 的 准 确 性 造 成 更 多 的 影 响 . 果 如
不 能 对其 进行 有 针 对性 的调 整和 处理 .
础直径 20 。总体 布 置见 图 1 主梁 根 .m, ,
随着 实 际工 程 中 越 来 越 多 的 大 跨 部 与 跨 中截 面 见 图 2 主 墩 截 面 见 图 3 . 预 制误 差 、 观测 误 差 、 量误 差 、 测 立模 误
浅谈山区大跨连续刚构桥梁结构计算和设计

1山区桥梁特点在我国云南、贵州、四川、重庆、广西等西南山区修建高速公路时,有以下特点:常常需要跨越横断山脉、纵向坡度较大、桥隧比高、造价高昂。
山区高速桥梁常常需要跨越深谷,桥墩高度很高,对抗震性能要求高,大型施工机械设备进场困难。
结合以上特点及连续刚构桥梁本身的力学特性,在80~200m 跨径范围内,连续刚构桥梁成为目前西南山区高速最广泛采用的结构形式之一。
连续刚构桥梁的桥墩与主梁进行刚性连接,上部常常为变截面箱式梁结构,下部墩高较高,常采用较柔的双薄壁桥墩来吸收上部结构由温度、收缩、徐变等产生的变形。
在设计过程中,要进行承载力分析、耐久性分析、施工阶段分析,保证在整个使用寿命周期范围内结构的安全耐久性满足要求。
另外大跨PC 梁桥跨中下挠已经成为该类桥型的普遍共性问题,前期应预留后期补强所需构造。
2云南某大跨连续刚构桥梁结构计算、设计案例2.1工程概况该桥位于云南西部某高速公路,为跨越澜沧江而设,是该高速的控制性工程。
该桥部分位于整体式的路线段,部分位于分离式的路线段上,单幅桥宽为12.5m ,桥跨布置为:左幅57+主桥(140+180+140)m+57m+(4孔30)m 连续T 梁,桥长697m ;右幅57+主桥(140+180+140)m+57m+(3孔30)m 连续T 梁,主桥墩梁固结,桥长667m 。
本桥平面主要位于直线段。
2.2主要技术标准①公路等级:高速公路;②设计速度:80公里/小时;③桥面布置:净11.5m+2×0.5m=12.5m ;④活载为公路一级荷载;⑤地震基本烈度:Ⅶ度。
本地区地震动峰值水平加速度为0.15g ,场地类别为Ⅱ类。
3主要结构尺寸3.1主桥上部结构———————————————————————作者简介:任朝辉(1990-),男,贵州盘州人,工程师,硕士,主要从浅谈山区大跨连续刚构桥梁结构计算和设计Elementary Discussion on Structural Calculation and Design of Long-span Continuous Rigid Frame Bridgein Mountainous Area任朝辉REN Chao-hui ;张皓ZHANG Hao ;王安民WANG An-min(云南省交通规划设计研究院有限公司,昆明650041)(Broadvision Engineering Consultants ,Kunming 650041,China )摘要:大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁由于其特有结构类型,采用墩梁固结可以适用于山区高速公路的峡谷地形。
大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计理论研究

120JIAN SHEYAN JIU规划设计大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计理论研究Da kua du yu ying li hun ning tu lian xu gang gou qiao she ji li lun yan jiu张显显桥梁设计理念在桥梁建设初期是根据桥梁建设条件、使用功能、经济因素、政治因素、技术因素等多方面因素确定桥梁结构形式。
我国地形复杂,近些年大跨径预应力砼连续梁桥逐渐成熟,桥梁设计理念与环境协调性也成为了设计重点。
在桥梁满足使用功能和承载能力情况下,需要根据设计理念构思来进行桥梁设计。
一、大跨混凝土连续刚构桥梁特点1.预应力混凝土桥梁的优缺点大跨径混凝土连续刚构桥是根据传统连续梁桥结合结构性能的产物。
连续刚构桥采用墩柱和主梁固结形式平衡部分跨中弯矩,使桥梁整体受力更加合理,同时,连续刚构梁桥结构在抗震稳定性上优于普通梁式桥,以下是常用预应力砼桥梁的优缺点分析:T 形刚构桥优点:桥墩和梁不需要进行体系转换,不设置支座。
在徐变、温度作用下内力分布比较合理,跨中结构铰接不产生多余内力。
缺点:跨径较大,易产生挠曲变形,伸缩缝数量较多,行车舒适度不易控制。
连续梁桥优点:连续梁伸缩缝根据长度最小可设2个,桥面行车舒适性比较好,可通过设置滑动支座增加桥梁跨度,收缩徐变产生内力比较小。
缺点:主墩支座维护更新换代比较麻烦,施工过程中受力体系需要不断转换,纵向抗弯和横向抗扭刚度较小,施工跨度较大时抗风稳定性不好。
连续刚构桥优点:伸缩缝一般为2道,纵向抗弯和横向抗扭刚度较大,施工中受力体系转换较少,在施工和运营中该大跨径桥梁性能较好,纵向能满足由于徐变引起的位移和变形。
缺点:在有通航需求情况下,墩的防撞性能不足,地质条件不好的情况下,易产生沉降。
2.预应力砼连续刚构桥特点(1)主梁结构特点主梁是桥梁主要受力构件,主梁设计是根据桥梁结构形式和受力特点进行截面选择的,大跨径桥的主梁受外界环境影响较大,同时主梁结构选择还受建设环境影响。
例析大跨度连续刚构拱桥结构设计

例析大跨度连续刚构拱桥结构设计1.工程概述广州市轨道交通某线路一期工程线路全长54.1km,其中地下线长15.6km,地上线长38.5km,设13座车站,其中地下站5座,高架站8座,换乘站2座。
全线在三处斜跨路采用了主跨150m大跨度连续刚构拱的设计,桥梁跨度组合为(80+150+80)m。
该桥结构新颖,桥梁主跨达150m,在轨道交通项目上为同类预应力混凝土梁桥桥型首例。
全桥采用无支座刚构结构体系,建筑风格简洁明朗,满足城市轨道桥梁景观要求。
桥型布置如图1所示。
2.主要设计技术标准(1)设计使用年限:桥梁结构100年。
(2)设计活载:列车编组,初、近、远期采用6辆编组,列车采用B型车,轴重140kN。
(3)轨道类型:双线无砟轨道,短枕整体道床。
(4)行车速度:直线段设计速度为120km/h,小曲线半径段设计速度为85km/h(5)线路:城市轨道交通线路,正线为双线,直线部分线间距4.2m,标准轨距1435mm。
(6)抗震标准:抗震设防烈度7度,地震动峰值加速度0.05g。
(7)桥下净空:跨越高速公路,快速路或主干道:不小于5.5m。
3.方案比选在地铁线路斜跨城市道路或河渠时,根据地形及交通情况,初步设计阶段拟定了多个方案。
方案一:(40+80+150+80+40)m双塔斜拉桥;方案二:(80+150+80)預应力混凝土连续刚构;方案三:(80+150+80)预应力混凝土连续刚构拱桥。
方案一斜拉桥景观效果较好,但不适应地铁线路小曲线半径变化,且整体造价偏高,后期养护工作较大。
对于方案二,刚构桥施工较容易,对地铁线路能满足全桥刚度大,后期养护少要求,但桥梁建筑高度过大,对道路行车视野及景观效果较差。
方案三,采用斜腿拱肋支撑的设置,将拱肋以外箱梁的受力跨径减短,拓展了常规刚构桥的跨越能力,且能有效降低梁高,使梁体纤细美观。
经综合比选,采用方案三。
4.桥梁结构设计4.1 主梁设计主梁采用(80+150+80)m预应力混凝土连续刚构拱,全长310m,采用单箱单室斜腹板箱梁截面,梁顶宽10m,。
针对连续刚结构桥梁设计进行分析

2 连续 刚构 桥梁 的设计
2 . 1 连续 刚构桥梁的结构设计
就很好 。
立模标高的计算公式如下 : 桥梁 的结构设计取决于美学要求和所处地位的承载能力。 在我 国的 H I m = H + + + t ) + t 公路桥梁建 设中, 连续 刚构 桥的最大跨 径为 2 7 0 m, 墩高 8 1 m, 这符合结 构美学设计要 求的跨径与墩高的匹配。 式中: H : ——i 节段立模高度: 在 主梁结构设计 中, 由于腹板高度较矮 , 不设竖 向预应力 , 而采用普 H — j 阶段设计标高; 通的钢筋达 到抗剪效果 。当桥梁伸臂较短时, 不应设计横桥 向预应力。 f ——本施工及 以后浇筑 各段对该点的影响; 在主墩结构设计 中, 一般采用薄壁空 心桥墩, 并使横桥 向桥墩两侧 呈圆弧面。 在连续 刚构桥梁设计中, 一般顺桥 向宽度为 3 m, 承 台厚 2 . 8 m, 本段施工纵 向预应力束张拉后对该点的影响值 ; 通常采用桩柱式设计 。 徐变、 收缩、 温度 、 结构体系转换、 二期恒载 、 活载 影响 在护栏 结构设计 中, 一般采用浇混凝土 的方式 。为了降低热胀冷缩 造成的桥梁变形的负面影 响,通常在桥面上 间隔一段距 离设置伸缩缝 , 值; 同时 还 要 加 设温 度 缝 。 挂篮弹性变形对施工段 的影 响值 。 鉴于上述连续 刚构桥 结构设计方案 , 我们应该认 识到 结构安全 设计 随着悬臂 的不断伸长 , 各个参数不 断加大对挠度 的影 响。主梁 的挠 是影响桥梁安全稳 定系数 的重要因素。桥梁 结构稳定性系数是通过对施 度主要与主梁节段的重量和预应力有着密切的关系。 在主梁长悬臂施工 工 现 场 工况 的 计 算 并 结 合 监 控 数 据进 行 稳 定 性 分 析 、 判 断, 提 出改 进 方 阶段 , 随着悬臂 的增长 , 节段 重量会 引起挂 篮的不断变 形, 最终导致预应 案和预防措施, 不断完 善桥梁结构设计 。 力对拱 度的作用与理论计算 出入较 大。因此, 我们 应该主要考虑挂篮附 2 . 2 连 续 刚构 桥 梁 的应 力 控 制 设计 加变形和挠度变形调整值, 并不断修正立模标高的计算 公式 。 连续刚构桥 的应力设计对桥梁的质量保证有重要的影响。 在该类型 连续刚构桥梁 的线性控制主要对箱粱标高进行控制 , 而立模标 高和 桥梁应力设计当中, 桥 身变形 主要是由于 自身重量引起的。预应力的张 挂篮产 生的变形是影响桥面标高的主要 因素 。线性控制主要是通过预算 拉效果可 以减少桥身地板压 应力。因此 , 在 计算预应力作用引起 的变形
大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨(1).

大跨径刚构一连续组合梁桥结构设计与探讨(1)本文介绍了布跨138+240+240+240+138=996m的刚构一连续组合梁桥的结构设计情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、设支座主缴的结构型式、支座力的平衡措施、计算模式以及一些其他方面的问题。
关键词:大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨一、前言在大跨径桥型方案比选中,连续梁桥型仍具有很强的竞争力。
连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。
后者是前两者的结合,通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。
在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式,通常称后者为刚构一连续组合梁。
在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨,跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。
二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用1结构特征及受力特点在连续梁桥中,将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。
由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。
具有一个主孔的单孔跨径已达 270m,具有多个主孔的单孔跨径也达250m,最大联长达1060m。
随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步,具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。
而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢?众所周知,墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。
抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力,但随着联长的加大,墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大,在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了,墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移,墩身剪力和弯矩将迅速增大,同时产生不可忽视的附加弯矩,致使刚构方案无法成立。
在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座,这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。
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大跨连续刚构桥桥梁设计要点分析
随着交通事业的不断发展和技术的不断进步,处于复杂桥址如山区、河谷和江河的桥梁数量增长迅速。
预应力混凝土刚构桥有着跨径大、整体性能好、受力合理、施工难度低等诸多优势,因此愈发受到设计单位的青睐。
有鉴于此,本文中结合具体案例分析大跨连续刚构桥桥梁设计要点,分析设计过程中需要注意的问题,并给出具体解决措施。
标签:大跨连续刚构桥;桥梁设计;要点分析
1、引言
随着1988年洛溪特大桥的建成通车,我国大跨径连续刚构桥梁的技术已经达到国际领先水平。
在全国范围内,大量推广应用连续刚构结构,建设了多座长大桥梁,使我国公路桥梁事业的发展进入了快车道。
大跨连续刚构桥在高桥墩和大跨径的地质环境中较为常见,其优势在于可通过墩梁基础三点共同受力的方式,对桥梁整体结构受力问题进行有效控制。
2、大跨连续刚构桥优点
大跨高墩预应力混凝土连续刚构桥梁外形尺寸相对较小、桥下空间大、视野开阔,且具有较好的经济技术性,一般为优先考虑的桥型方案。
其特点如下:
不用设置和安装支座,减少工序,节约材料。
大跨径桥梁支座的安装、运营过程的维护及后期的更换一直是其无法根本解决的问题;因高墩构造需要有一定的柔度,使其构造尺寸大大减小,减少了桥墩构造及桥梁下部的材料数量,节省了造价;一般有2个或2个以上的墩梁固结,具有良好的抗震性能。
墩梁固结使多个墩共同抵抗地震力,无需设置制动墩或抗震支座;相较于大跨径连续梁桥,施工方便。
不用设置墩梁临时固结,也不需要进行体系转换,增加了经济效益,降低了施工安全风险;上部结构仍为连续梁的受力特点,必须考虑超静定造成的附加内力,如混凝土温度变化、收缩徐变,各种外部变形产生的次内力,因此桥墩必须要有一定的柔度,以减少次内力带来的不利影响。
为适应上部结构纵向伸缩需要,1联桥梁端部的边墩需设置支座,并设置伸缩缝。
3、大跨连续刚构桥桥梁设计问题
刚构桥起源于20世纪50年代,随着施工材料、施工工艺与计算手段的优化,促使大跨连续刚构桥出现在人们视野中。
大跨连续刚构桥在高桥墩和大跨径的地质环境中较为常见,其优势在于可通过墩梁基础三点共同受力的方式,对桥梁整体结构受力问题进行有效控制。
在优点凸显的过程中,缺点也会随之显露,下文主要针对大跨连续刚构桥桥梁设计问题进行详细阐述。
3.1分孔比例
针对大跨连续刚构桥其边跨、中跨比例的确定,桥梁整体布局和自然条件应协调,对梁体内力合理分布。
目前,国内已投入使用的大跨连续刚构桥边跨和中跨比例在0.5~0.692范围,而美国HOUST刚构桥边中跨比例为0.5,仅有少部分连续刚构桥比例在0.6以上。
据相关理论研究结果显示,当大跨连续刚构桥边跨和中跨比例在0.54~0.56间,不仅可以使中墩内基本没有恒载偏心弯矩,而且因边跨合拢段较短,可在边跨悬臂端以导梁支承于边墩上,或与引桥的悬臂相连来实现边跨合拢,施工简便易行,目前连续刚构的边、主跨跨径比趋向于这个范围。
3.2截面高度
连续刚构桥支点处的梁高一般采用跨径的1/15~1/20,较为常用的是1/18;跨中截面处的梁高一般采用跨径的1/30~1/50。
变截面梁底面的线形变化规律可采用圆弧线、二次抛物线或折线等,较为常用的是二次抛物线。
3.3温度内力
在避免大跨连续刚构桥梁墩固结的问题出现,对其温度内力实施控制,具体措施如下:首先,降低桥墩抗推刚度。
从理论学的角度,桥墩抗推刚度、温度内力是正比,若因桥梁墩身不足,可以选择柔性桩基方式,将其抗推刚度控制在最小范围内;其次,对桥梁总长的限制。
随着桥梁建设水平的提升,促使大跨联系钢构桥总长得到有效增加,目前国内最长刚构桥长度为1060m;最后,合拢温度。
采用悬臂式浇筑法,在梁段浇筑工作结束后,实施大跨连续刚构桥主梁合拢工作,其具体包含中跨合拢、边跨合拢两项内容,合拢工作应在梁段浇筑后标准温度内完成。
3.4通航防撞
针对江河或海峡等条件下的大跨连续刚构桥建设,其双薄壁桥墩应避免与船舶撞击力相接触,通过人工防撞岛、防撞设施和分离防撞岛的建设,减缓船舶撞击力。
3.5结构分析
大跨连续刚构桥主桥结构设计中,采用桥梁纵向计算、内力计算和墩身结构影响等方面进行分析:首先,桥梁纵向计算。
依据大跨连续刚构桥实际特点、阶段分解等原则,实现节点与单元的合理划分,其桥梁荷载应包含荷载和活载、汽车制动力与温度荷载、风力以及支座摩擦力等内容,通过对桥梁结构内力、应力与位移的计算,加之混凝土浇筑与挂篮就位、预应力张拉等环节的运用,确保桥梁纵向计算结果的准确度;其次,桥梁内力计算。
主要依据弹性支承平面框架原理,实施科学计算工作,而汽车荷载纵向标准需以温度、预应力为前提,因此桥梁温度与预应力要进行综合考量;最后,墩身结构影响。
由于大跨连续刚构桥墩梁固结受到温度、混凝土收缩力与汽车制动力的影响,加之桥梁多数处于大型峡
谷附近,因峡谷风效应的制约,对于桥梁稳定与抵抗强度有着更为严格的规定,用以实现对风荷载的控制。
4、大跨连续刚构桥桥梁设计技术要点
4.1线性控制
目前常用Midas Civil v8.3.2空间有限元分析软件进行大跨连续刚构桥结构分析模型建立,用以完成桥梁施工及成桥节段数据计算与分析工作。
一般情况下主梁、桥墩等部位选用梁单元作为模拟量,结合刚壁连接的使用,合理控制大跨连续刚构桥主梁和桥墩间横向自由度、竖向自由度以及扭转自由度,同时结合桥梁参数、設计工序等条件,对桥梁成型状态进行确定,按规范各荷载工况进行组合,判断不同状态下桥梁结构变形量与受力问题。
大跨连续刚构桥应力控制原理为依据桥梁实际应力值,结合应变规律,以弹性模量为参考,对桥梁预应力进行合理运算,一般按《预应力混凝土用钢铰线》(GB∕T 5224-2014)选用松弛度低、强度高、抗拉力为1860兆帕、弹性模量为195000兆帕的预应力钢绞线,并根据各组合工况进行调束,满足正常使用极限状态及承载能力极限状态各项要求。
4.2下部结构控制
根据上部结构形式及尺寸,地形及地质情况,选取合理的墩柱结构形式尤为重要。
由于高墩的刚度较小,矮墩的刚度较大,故在同样的顶推力作用下会产生不同的位移量。
为了使得顶推时高墩和矮墩产生的位移量尽量接近,需要增大高墩的抗推刚度,结构设计时可以考虑增加配筋或者调整截面形式。
在活载的作用下,随着高墩抗推刚度的增大,高墩自身所受的弯矩减小,而轴力、剪力增大;同时矮墩的弯矩、剪力增大,轴力减小,设计时应特别注意此类问题,保证结构设计安全可靠。
4.3挠度控制措施
大跨度连续刚构桥,由于跨径大,几何非线性效益明显,开裂与跨中持续下挠相互恶化,当腹板开裂时,剪切刚度下降,其中的剪切变形也会影响很大。
故其实际挠度可能会比计算结果大出很多。
目前的理论较难准确计算预拱度,故设计时,应设置足够的预拱度,根据国内大型刚构桥梁的挠度监测,建议主跨按其跨度的L/1400~L/1000起拱。
充分考虑施工阶段及成桥运营阶段材料的依存特性。
混凝土材料具有较强的时效性,其徐变会产生徐变次内力,对结构不利,此时往往会增大中跨的竖向挠度及增大开裂的可能性。
增加后期可供加固的构造措施。
预留足够的预备钢束通过孔,或预留以后增加体外预应力的装置。
现如今公路运输超载问题严重,交通量增大,在长期荷载的作用下,桥梁结构出现下挠增大,开裂等破坏状况,使用一定年限后需要进行加固维修,保证结构安全可靠。
增加正弯矩段梁高,对中跨中正弯矩梁高增大时,此时能保证跨中段梁的刚度,同时,减少跨中底板钢束的径向力,若二期恒载过大,应适当增大全桥梁高,增加结构抗力。
对超大跨径的连续刚构,中跨跨中梁段可选择采用轻质高强混凝土(HSLC),大大减小箱梁自重,HSLC具有抗冻性、抗渗性较高,且没有骨料反应,耐久性好,如挪威的斯托尔马桥其主跨跨径达到301m,中部182m采用了轻质混凝土。
合拢前设置合理的顶推力与竖向预压堆载。
跨中合拢顶推对跨中挠度和墩顶水平位移的改善效果明显。
竖向预压能减小合拢后竖向位移,且能减小不利的徐变影响。
适当增加支点附近底板根部的厚度(不小于跨度的0.007取值),并增加底板纵向钢筋用量以减小底板下缘混凝土的压应力,同时配置足够的预应力增大顶缘混凝土的压应力,以减小徐变下挠度过大的影响,其变化原理见图1。
5、结语
总而言之,大跨連续刚构桥中因分孔比例、截面、温度内力、通航防撞、结构形式等因素,导致桥梁设计过程出现各类问题。
因此要做好大跨连续刚构桥设计工作,则需充分对影响因素进行分析,结合线性控制与应力控制等关键技术的运用,将结构设计做到安全、可靠。
参考文献
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