城市高架桥预制墩论文
城市桥梁墩柱预制拼装关键技术研究

城市桥梁墩柱预制拼装关键技术研究摘要:在桥梁建设过程中,现有的传统桥梁施工技术带来了一些问题,对实地工作产生了不利影响,并给城市桥梁的建设带来了更多的矛盾和风险。
另一方面,城市桥梁墩柱预制拼装技术不仅可以解决传统的现场建设问题,而且可以有效缩短建设周期,促进城市桥梁建设,减少桥梁建设对城市交通的影响。
关键词:城市桥梁;桥梁墩柱;预制拼装引言目前,我国城市桥梁建设现状仍以人工绑扎的底层结构为基础,其不足之处逐渐显现。
例如,长时间的工作和对劳动力的过度需求不仅影响道路交通,而且在一定程度上影响社会,例如噪音、灰尘、光等,造成严重的环境破坏,因而不符合文明建设的标准粗放式建设导致整个行业能源消耗高,给城市带来巨大压力,这些问题必须得到妥善解决。
一、预制拼装墩柱连接技术国内外研究人员和设计工程师根据桥梁类型特点、施工条件和施工技术环境等因素,提出了许多类型的预制结构(包括拼装墩柱立柱及盖梁)。
它主要包括黏结后张预应力线(螺纹、钢焊接、搭接、湿接缝、灌浆套筒、波纹管、插槽式,承插式连接等。
1.黏结后张预应力筋。
黏结后张预应力筋连接结构与砂浆配制结构或环氧橡胶连接结构相结合,实现节段预制件。
预应力钢筋可以是高强度钢筋,如绞盘和螺纹钢筋。
结构具有以下特征:预应力筋穿过接缝及其机械特性(例如力、刚度等)、大量实际工程应用、设计理论和计算分析,以及施工技术经验;缺点是具有预应力钢筋的墩身需要一定数量的结构钢筋,墩身的成本相对较高,执行过程复杂,执行时间较长,并且一次操作通常需要1~3d。
2.焊接钢筋、搭接接头和湿接缝连接采用。
预制墩柱必须预先伸出一些钢筋,并与相邻构件的钢筋连接。
设置临时支撑,钢筋的连接部分由钢筋后浇筑的混凝土连接(湿接缝)。
长江大桥和东海桥墩是用钢筋和现浇混凝土湿接缝建造的大型桥梁。
也是我国广泛应用的节段拼装墩柱设计思路。
使用此结构构建的特性通常类似于典型的就地浇筑混凝土桩。
但是,湿连接的存在将增加建筑钢筋的施工时间和浇注量。
城市高架桥梁桥墩设计关键点分析

城市高架桥梁桥墩设计关键点分析摘要:当今社会由于我国城市人口不断增加,导致原本的道路已经无法满足国民的日常出行需要。
尤其是在一些经济较为发达的城市,经常出现交通堵塞的情况,以至于国家需要耗费大量的人力物力对城市交通进行疏通与引导。
而城市高架桥的出现在极大程度上解决了这一问题,并且方便了国民的出行。
正因如此,本文通过对城市高架桥梁桥墩设计所需要考虑的因素加以叙述,提出城市高架桥梁桥墩的设计关键点以及桥墩预制装配化的发展趋势。
关键词:高架桥梁;桥墩设计;预制装配;设计关键点前言:现如今,我国社会发展迅速,各行各业在工业及信息现代化进程中得以迅速发展,尤其是公路系统和城市高架桥建设方面也是取得了傲人的成果。
作为“基建狂魔”的中国在基础建设方面从来都不曾让人失望,但是,当前很多桥梁建设依旧采用着较为传统的现浇施工工艺,并不能满足当代工业建筑的要求,因此需要对桥梁的建造方法进行创新和改革,通过预制装配法对桥梁桥墩进行建造施工。
一、城市高架桥梁桥墩设计需考虑的因素在进行城市高架桥梁桥墩设计时需要考虑的因素有以下几点:1.在对城市高架桥进行设计的过程中,要考虑在进行城市高架桥施工时是否会对周围的景观造成影响。
2.在进行城市高架桥设计时,需要根据施工场地的实际情况和用户要求作为参考资料,确保所设计出的高架桥自身构造符合相关要求,并拥有满足当地车流量的桥梁承载力。
3.在进行城市高架桥设计时,应当加强对桥梁造型的把控,换句话说,桥梁的外观设计应当符合国民的审美,在进行设计时最好能与周围环境相融合。
4.在城市高架桥设计过程中,还要确保预制桥墩较为轻巧方便,整个桥墩的通透性较高,并且整个桥梁之间各个部位相对协调。
二、城市高架桥梁桥墩设计的关键点(一)景观设计通常情况下,随着城市高架桥的建立,国民的生活出行得到了极大的便利。
国民在享受城市高架桥所带来的便利同时也会对城市高架桥的美观程度有所要求。
尤其是随着国民的审美水平不断提高,传统的城市高架桥已经无法满足人们对于景观美感的需求。
城市高架桥预制墩研究

城市高架桥预制墩研究摘要:本文在设计预制桥墩的过程中,进行了相应的结构计算,可供同类结构设计参考。
关键词:BRT高架桥预制墩设计计算Abstract: this paper do the structure calculation in the design process of precast pier, improved reference for similar structural design.Key words: BRT viaduct; precast pier ;design ;calculations0前言预制桥墩比较常见用于水上桥梁中,如跨越交通繁忙的河道桥梁、气候环境恶劣的海上大桥等不适宜长时间在外作业的地方均有广泛运用。
目前,随着城市高架桥的大量建设,预制桥墩也逐渐被引用到城市桥梁的建设中。
厦门高架BRT位于岛内主要交通干道上,两边均为商业及居民住宅楼,为将施工对周边环境及既有道路交通的影响尽量降到最低,同时加快施工进度,受业主委托,考虑在厦门BRT高架桥设计中采用部分预制桥墩。
1预制墩设计厦门高架BRT预制桥墩外观同区间现浇钢筋混凝土桥墩,区别在于墩身采用空心截面,在结构计算满足功能要求前提下,减轻结构自重,以利于运输及吊装施工;预制墩采用整体预制,在现场通过普通钢筋或预应力钢筋拼接成为整体的方式,该方案是有效地利用预制块施工法特长的合理结构形式。
桥墩结构如下图1所示:图1 预制墩一般构造图2实体模型分析由于花瓶式桥墩受力复杂,初等梁理论计算不适用,本文按空间有限元理论。
为验证结构的可靠性,针对本次的预制桥墩,分别按照吊装、运输及运营阶段进行了实体模型的分析计算。
并采用Midas/civil 2006空间有限元软件进行分析,建立空间实体有限元模型,桥墩实体有限元模型如下图2所示:图2 花瓶墩实体模型2.1运营阶段计算桥墩计算考虑了恒载、汽车荷载、制动力、温度力、风荷载、地震力等。
高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用研究

高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用研究1. 引言1.1 研究背景:【研究背景】:随着我国经济发展和城市化进程的加快,高速公路建设正处于高速发展阶段。
在高速公路建设中,桥梁是不可或缺的重要组成部分,而高墩施工技术的应用则是桥梁施工中的一项重要技术。
目前,我国高速公路桥梁建设仍存在一些问题,如施工周期长、施工难度大、施工成本高等。
如何通过引入高墩施工技术来提高施工效率、降低成本,已成为当前研究的热点问题。
在高墩施工技术领域,国内外已经取得了一些研究成果,但仍存在许多问题有待解决。
对高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用进行深入研究,不仅有助于解决目前桥梁施工存在的问题,还能为我国高速公路桥梁建设提供技术支持和经验借鉴。
本文旨在对高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用进行系统研究和总结,并提出未来发展方向和建议。
1.2 研究意义高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用研究具有重要的意义。
高速公路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其施工质量直接影响到公路交通的安全和顺畅。
采用高墩施工技术可以有效提高施工效率,缩短施工周期,降低施工成本,从而保证工程质量和交通运行的安全性。
随着交通建设的不断发展,需要对高速公路桥梁进行改造和加固,而高墩施工技术可以在不影响交通运行的情况下完成这些工程,提高公路桥梁的承载能力和使用寿命。
研究高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用,可以推动施工技术的创新和发展,为我国交通建设提供更加先进和可靠的施工方法。
深入研究高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用具有重要的实践意义和推广价值。
1.3 研究目的本研究旨在探讨高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用研究。
具体目的如下:1. 分析高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的作用和影响,深入了解其应用的优势和不足之处。
2. 探讨高速公路桥梁施工的特点,从技术水平、工期要求等方面进行分析,为高墩施工技术的应用提供理论支持。
3. 借鉴国内外相关案例,对高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的实际应用进行深入研究,总结成功经验和教训。
桥梁墩台施工论文

桥梁墩台施工技术要点浅论摘要桥梁墩台施工是桥梁工程施工中的一个重要部分,其施工质量的优劣,不仅关到桥梁上部结构的制作与安装质量,而且对桥梁的使用功能也关重大。
随着交通建设工程迅速的发展,桥梁墩台的构建方法也有新的进展,本文以桥梁墩台的常见的型式为例,对桥梁墩台的施工步骤和施工方法以及墩台维护加固进行了概括性的阐述。
关键字桥梁墩台工艺流程墩台维护加固一、墩台施工的工艺流程及注意事项桥梁墩台的施工工法通长分为两大类:一类是现场就地浇筑与砌筑、一类是拼装预制的砼砌块、钢筋砼或预应力砼构件.本文主要研究就地混凝土浇注墩台的相关施工问题。
混凝土浇注墩台的施工流程为:清理基础及承台面→测量放样→绑扎台身钢筋→立模→灌注台身混凝土→测量放样→立托盘顶帽模板→绑扎托盘顶帽钢筋,安装预留孔模板→灌注台帽混凝土→养护。
(一)、测量放样:放样的过程包括高程控制和平面控制.墩台的高程控制点主要包括墩台的支承垫石(即支座垫板)顶面、承台顶面和梁底处的标高;平面控制包括墩台身在桥的纵、横向有无偏移倾斜。
(1)对斜拉桥和悬索桥,还应量测其主塔身在桥的纵、横向有无偏移倾斜,塔顶的变位。
(2)对悬索桥,还应量测主缆的线形;(3)对拱桥,还应量测拱肋轴线的线形。
(二)、钢筋制作与绑扎:对钢筋的基本要求为:钢筋应具有出厂合格证;钢筋表面洁净,使用前将表面油腻、漆皮、鳞锈等清除干净;钢筋平直,无局部弯折.钢筋下料尺寸、弯制和末端符合设计及规范要求。
钢筋一般在加工场地集中加工,经过抽查试验检测后,合格才可投入使用,其加工要严格按照图纸下料、加工成型好的钢筋规格,长短堆放整齐,且要防雨防锈,最后进行集中的绑扎、成型以及运输。
轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头,不宜绑接。
普通混凝土中直接大于25mm的钢筋,宜采用焊接;钢筋接头采用搭接电弧焊时,两钢筋搭接端部位应预先折向一侧,使两接合钢筋轴线一致。
接头双面焊缝的长度不应小于5d,单面焊缝长度不应小于10d。
城市全预制装配式高架桥墩柱预制、拼装施工工法(2)

城市全预制装配式高架桥墩柱预制、拼装施工工法城市全预制装配式高架桥墩柱预制、拼装施工工法一、前言城市交通建设发展迅速,高架桥作为城市交通的重要组成部分,其建设成败往往直接影响到交通畅通与城市发展。
然而,传统桥墩柱的施工存在着时间长、工期久、成本高等问题。
为了提高施工效率、保证质量,城市全预制装配式高架桥墩柱预制、拼装施工工法涌现出来。
二、工法特点1. 工期短:采用全预制装配式工法,有效减少施工时间,提高施工效率。
2. 质量可控:由于预制加工环境受控,预制构件具有较高的质量稳定性,质量可控。
3.施工方便:预制构件通过拼装组装完成墩柱,减少现场加工和组合,提高施工效率。
4. 节约材料:预制构件精细化加工,减少废料产生,节约材料资源。
5. 环保节能:减少现场施工噪音、粉尘等污染,降低能耗。
6. 墩柱美观:预制构件采用模板一次成型,墩柱表面光滑,提升桥梁美观度。
三、适应范围该工法适用于高架桥墩柱的施工,特别适用于城市交通需要紧迫的地区,如交通拥堵的城市中心、重要交通节点等。
四、工艺原理该工法通过预制构件的制造和现场拼装来实现高架桥墩柱的施工。
首先,在工厂中对墩柱进行预制,包括墩柱内部钢筋的浇筑、混凝土的浇筑和模板的拆除等工序。
然后,将预制好的墩柱以模块化方式运输到现场进行拼装。
拼装过程中,将墩柱通过连接件进行组装,并采取适当的加固措施,确保施工质量和安全。
五、施工工艺1. 基础施工:在预定架设高架桥墩柱位置处进行基础的浇筑和养护工作。
2. 构件预制:在工厂中进行墩柱的预制加工,包括模板拆除前的混凝土浇筑和加固配筋。
3. 运输与吊装:将预制好的墩柱运输到施工现场,利用吊车进行墩柱的吊装安装。
4. 拼装与加固:根据设计要求,进行墩柱的拼装工作,并采取适当的加固措施。
5. 管路、电缆布设:完成墩柱内部的管路和电缆的布设工作。
6. 完工清理:清理施工现场、进行细部整理和检查,确保施工质量。
六、劳动组织根据工期和施工工艺的要求,合理组织施工人员,包括生产预制构件工人、基础施工人员、吊装工人、拼装工人、管路电缆工人、清理工人等。
城市高架桥Y型墩柱高效施工技术研究
technology; steel formwork construction technology; structural checking伴随着我国城市化不断推进,我国高速公路建设也得到了快速发展,特别是在一线城市,随着城市用地的日渐紧张,交通路网的日益复杂,高速公路和城市道路设计更加倾向于高架桥形式[1-3]。
高架桥Y 型墩柱施工主要包括现浇和预制两种形式。
由于Y 型墩柱体积过大,针对复杂市域环境,市内高架、立交均有限高、限宽、限重等要求,运输较为困难,且对于部分大型桥梁,现有陆上交通线路并不能满足其运输需求;同时,在预制部件吊装过程中,由于高空作业、施工环境复杂、吊装精度难以把控等因素,往往会导致钢筋损坏、安装精度低、施工质量差等问题,因而在复杂市域环境中采用预制拼装方式进行高架桥Y 型墩柱的施工具有一定的局限性[4,5]。
而在墩柱现浇施工中,同样存在诸如钢筋笼绑扎安装、支撑和支模困难,以及混凝土浇筑浆液渗漏等问题。
针对上述问题,杨瑜等[6]提出了一种在Y 型墩柱斜腿间垂向设置3道螺纹精轧钢水平拉杆的支撑技术,从而有效控制斜腿的水平位移;孙继文等[7]提出了一种增加临时约束来控制根部裂缝生成的施工技术,通过在Y 型墩柱顶部安装型钢抱箍,并在侧边安装两根φ32 mm 精轧螺纹钢,以及施加150 kN 的张拉力,从而抵消Y 型桩斜柱的自重。
目前,对于Y 型墩柱施工技术的研究主要集中于墩柱顶部裂缝控制,未见对墩柱钢筋笼预制吊装和钢模板施工技术的研究。
鉴于此,本研究提出了一种城市高架桥Y 型墩柱高效施工技术,为复杂市域环境下高架桥Y 型墩柱施工提供了新思路。
1 工程概况1.1 背景介绍工程起建于嘉兴平湖市,属平湖平善大道至南湖嘉南公路段的改建工程。
路线采用高架桥形式沿既有新07省摘要 随着我国经济建设的持续发展,高架桥在交通系统中的地位愈加重要。
为了提高城市高架桥Y 型墩柱施工技术的安全性、精确性和经济社会效益,针对复杂市域环境下预制部件吊装精度难以把控、钢筋笼绑扎定位不准确、模板支撑困难,以及混凝土浇筑浆液渗漏等问题,提出了一种城市高架桥Y 型墩柱高效施工技术,创新了钢筋笼预制吊装技术和Y 型墩柱模板施工技术。
高速公路高架桥预制梁场场地施工建设方案论文
浅谈高速公路高架桥预制梁场场地的施工建设方案【摘要】结合x高速公路,对预制梁台座地基处理进行了分析,并对预制梁台座进行了设计,最后得出预制梁台座的施工方案和综合管网、综合管线布设方案。
【关键词】高架桥;预制梁;场地建设方案公路桥梁施工建设将成为公路建设中的重要的组成部分,也势必将越来越多的接触到大型公路预制场建设。
但是,我国路桥施工企业管理落后,项目的经营效益不理想,因此对公路高架桥的预制梁场场地的施工建设方案进行探讨变得尤其重要。
1 工程概况x高速公路全长9.12公里,其中路基段0.5km,高架桥段8.6km,工程全部按照双向六车道高速公路标准设计,设计时速80km/h。
,结构形式主要是预制梁,其中小箱梁1756片,共设置106个台座。
该工程位于华北平原北海冲积平原,地貌特征为滨海低地、泻湖洼和海滩,浅层土体主要为淤泥、淤泥质土,其厚度达10m,土层的承载力基本容许值为90kpa。
海滨大道北段二期工程预制场受场地条件限制,选址大部分处于现状海挡以外的沿海滩涂地之中,场地内多为当地鱼池虾池等,在这种情况下,如何做好预制场场地的地基处理,使其在预制生产期间满足预制要求是预制场建设的重点。
2 预制梁台座地基处理为了确保预制梁场地填筑后地基不产生不均匀沉降,并综合考虑工期、造价等各方面因素,该工程分采用几种方法结合处理,拟分三层填筑,填料采用山皮石,碎石含量不小于总重量的70%,尺寸不小于300rnm,且小于300mm粒径的含量不得超过10%,抗压强度不低于30mpa。
第一层填筑厚度约1.5m,填筑标高3.0m,挖机配合推土机进行。
从制梁区中心成等腰三角形向前推进,挖掘机配合清淤的同时抛填山皮石,渐次向两侧对称地抛填至全宽,使软土向两侧挤出。
在完成全断面抛挤后,及时清理冒出抛石顶面的淤泥,然后进行冲击压实,在冲压过程中适时清理翻冒淤泥。
第二层填筑厚度约0.5m,填筑标高3.5m,填料是含石量稍低的山皮土,平整后,用18吨振动压路机平碾压1-2遍,挂振碾压3-5遍。
新庆高架桥高墩施工新技术论文
浅谈新庆高架桥高墩施工的新技术摘要:随着我国高速公路建设的快速发展,施工中出现的技术难题也随之出现。
本文结合作者多年工作经验,以公路工程高墩的施工为主题,着重从高墩施工技术特点及施工中的难点、施工的具体方案、施工中的技术重点等三个方面展开论述。
关键词:公路工程;高墩;模板;测量放样abstract: with the rapid development of china’s highway construction, the technical problems in construction were appeared. this paper combine with the author’s many years experience, take the high piers in highway construction projects as the theme, discussed focus on three aspects of the difficulties in the construction, specific program characteristics of construction and the construction technology.key words: highway engineering; high pier; template; survey and setting out中图分类号tu2文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)近年来,我国公路工程建设事业发展突飞猛进,随着我国高、速公路的发展及施工技术的进步,我国高速公路建设逐步由平原逐步向山区纵深,并攻克了一个又一个的技术难题,取得了丰硕的成果。
由于高速公路的施工特点及自身线型的要求,使得高速公路在山区的建设当中,出现了许多的高墩桥梁。
这在一定程度上也提高了工程的施工难度,影响着工程的进度。
桥梁工程高墩施工技术研究
桥梁工程高墩施工技术研究摘要:桥梁是交通运输的重要组成部分,而高墩施工是桥梁建设中不可避免的一环。
高墩施工技术的研究对于保证桥梁工程的质量和安全具有重要意义。
本文介绍了桥梁工程高墩施工技术的现状和问题,并提出了一些解决方案,以期对桥梁工程高墩施工技术的研究和实践具有一定的指导意义。
关键词:桥梁工程;高墩施工;技术研究引言随着经济和社会的发展,交通建设得到了迅猛的发展,桥梁工程作为交通建设的重要组成部分,得到了越来越多的关注和重视。
在桥梁工程建设中,高墩施工是一个不可避免的环节,同时也是一个难点和热点问题。
因此,对于高墩施工技术的研究具有重要意义。
1桥梁工程高墩施工技术现状及问题1.1现状目前,桥梁工程高墩施工技术主要有塔式起重机、悬臂吊装和模板支架等技术,这些技术在实践中已经得到了广泛应用。
其中,塔式起重机和悬臂吊装技术具有施工效率高、工作范围大等优点,但是存在施工成本高、施工期长等问题;模板支架技术具有施工周期短、施工成本低等优点,但是存在施工难度大、工作范围小等问题。
1.2问题桥梁工程高墩施工存在以下问题:(1)施工成本高:高墩施工需要使用大型设备,如塔式起重机、悬臂吊装设备等,这些设备的租赁和维护成本较高,使得高墩施工成本相对较高。
(2)施工周期长:高墩施工需要进行多次搭建和拆除模板,而模板的安装和拆卸需要一定的时间,从而使得高墩施工周期较长。
(3)施工难度大:高墩施工需要高度的安全保障和技术保障,同时也需要考虑现场环境的影响,如气候、地形等因素,这些因素都增加了高墩施工的难度。
(4)工作范围受限:目前的高墩施工技术中,塔式起重机和悬臂吊装设备的工作范围较大,但是对于一些特殊情况,如施工现场狭小或周围环境复杂,这些设备的工作范围就会受到限制,影响施工效率和质量。
(5)安全问题:高墩施工往往需要在高空和深水等危险环境下进行,存在安全风险,如起重机坠落、悬挂吊装钢梁等设备出现问题时可能会导致人员伤亡等事故。
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城市高架桥预制墩研究摘要:本文在设计预制桥墩的过程中,进行了相应的结构计算,可供同类结构设计参考。
关键词:brt高架桥预制墩设计计算abstract: this paper do the structure calculation in the design process of precast pier, improved reference for similar structural design.key words: brt viaduct; precast pier ;design ;calculations中图分类号:u448.28 文献标识码:a文章编号:0前言预制桥墩比较常见用于水上桥梁中,如跨越交通繁忙的河道桥梁、气候环境恶劣的海上大桥等不适宜长时间在外作业的地方均有广泛运用。
目前,随着城市高架桥的大量建设,预制桥墩也逐渐被引用到城市桥梁的建设中。
厦门高架brt位于岛内主要交通干道上,两边均为商业及居民住宅楼,为将施工对周边环境及既有道路交通的影响尽量降到最低,同时加快施工进度,受业主委托,考虑在厦门brt高架桥设计中采用部分预制桥墩。
1预制墩设计厦门高架brt预制桥墩外观同区间现浇钢筋混凝土桥墩,区别在于墩身采用空心截面,在结构计算满足功能要求前提下,减轻结构自重,以利于运输及吊装施工;预制墩采用整体预制,在现场通过普通钢筋或预应力钢筋拼接成为整体的方式,该方案是有效地利用预制块施工法特长的合理结构形式。
桥墩结构如下图1所示:图1 预制墩一般构造图2实体模型分析由于花瓶式桥墩受力复杂,初等梁理论计算不适用,本文按空间有限元理论。
为验证结构的可靠性,针对本次的预制桥墩,分别按照吊装、运输及运营阶段进行了实体模型的分析计算。
并采用midas/civil 2006空间有限元软件进行分析,建立空间实体有限元模型,桥墩实体有限元模型如下图2所示:图2 花瓶墩实体模型2.1运营阶段计算桥墩计算考虑了恒载、汽车荷载、制动力、温度力、风荷载、地震力等。
根据上部计算结果,按承载能力极限状态设计组合得最大竖向力为14057kn,支反力近似按平均值分配给两个支座,单个支座最大竖向力为7028.5kn。
温度:按均匀升温25°,均匀降温25°,考虑混凝土的收缩徐变等。
垫石顶外力按支座最大支反力输入,花瓶墩身各部位细部模型及应力状况分别如下图3~4所示:图3 花瓶墩顶部最大主应力云图图4 空腔顶部有效应力云图从上述计算结果可知,花瓶预制墩在使用阶段的应力及强度均满足设计及安全要求。
2.2 撞击计算参照规范cjj69-95第3.1.13条的规定,对桥墩进行了撞击计算,撞击力取350kn,撞击力作用点位于路面以上1.8m处。
计算工况:运营过程,桥上无车。
采用midas/civil 2006建立实体模型进行模拟撞击计算。
2.3特征值分析由于预制桥墩为空心薄璧结构,受力与实体墩有所不同,设计中除应检算强度、纵向弯曲稳定、墩顶弹性水平位移等常规检算内容外,还应考虑局部稳定、抗裂性、振动、温差、混凝土收缩,以及固端干扰等影响。
因此,高墩的墩身应力、自振周期、墩顶位移等成为墩身截面设计的控制条件。
本次预制桥墩墩高10m,采用midas/civil 2006对预制空心桥墩进行了运营阶段下的特征值分析,并提取了前十二阶频率及各阶振型图,理论频率计算结果如下表1:表1 特征值分析表模态号频率频率周期容许误差(rad/sec) (cycle/sec) (sec)1 9.725956 1.547934 0.646022 0.00e+002 13.921302 2.215644 0.451336 0.00e+003 41.650082 6.628816 0.150856 0.00e+004 101.966717 16.228507 0.061620 0.00e+005 135.767704 21.608101 0.046279 0.00e+006 149.080909 23.726964 0.042146 0.00e+007 204.053076 32.476056 0.030792 2.69e-368 211.355540 33.638279 0.029728 4.42e-349 265.228287 42.212393 0.023690 1.67e-1310 265.887262 42.317272 0.023631 4.72e-1311 266.785440 42.460222 0.023551 1.26e-2112 268.520111 42.736303 0.023399 3.19e-22根据预制墩的前十二个振型图,通过分析前十二阶振型图我们可以得到如下结论:桥墩采用花瓶型板式墩,墩身截面尺寸为2.4x1.6m,墩顶设双支座,支座间距2.4m,墩身内部挖空。
由于墩高较高,纵桥向尺寸仅为1.6m,纵桥向刚度较小,因此桥墩第一阶振型表现为纵桥向一阶水平振动,自振频率为f1=1.548hz。
第二阶振型表现为桥墩横桥向一阶水平振动,自振频率为f2=2.216hz。
第三阶振型表现为桥墩绕墩身竖轴扭转振动,自振频率为f3=6.629hz。
第四阶振型表现为桥墩竖向伸缩振动,自振频率为f4=16.229hz。
第五阶振型表现为桥墩花瓶端横桥向扩伸振动,自振频率为f5=21.608hz。
第六阶振型表现为桥墩横桥向侧顷振动,自振频率为f6=23.727hz。
这是由于桥墩较高,上部结构质量较大,桥梁桥面宽度达到10.0m,而桥梁墩顶支座横向间距仅2.4m所引起的,其振动频率与花瓶端横桥向扩伸振动基频接近(比后者高出9.8%),反映出桥墩墩身截面抗弯刚度大的特点,墩顶横向支撑2.4m可最大限度地减少桥墩横向尺寸,在保证桥梁上部结构横向稳定性的前提下,不仅最大限度地为桥下留出横向净宽,而且可体现花瓶形桥墩刚劲纤细的美学效果。
第七阶振型表现为桥墩花瓶端两角对向扭转振动,自振频率为f7=32.476hz。
第八阶振型表现为桥墩花瓶端两角同向扭转振动,自振频率为f8=33.638hz。
第九阶振型表现为桥墩顶垫石反向翘曲振动,自振频率为f9=42.212hz。
第十阶振型表现为桥墩顶垫石同向翘曲振动,自振频率为f10=42.317hz。
第十一阶振型表现为桥墩顶垫石对角对称翘曲振动,自振频率为f11=42.460hz。
第十二阶振型表现为桥墩顶垫石对角反对称翘曲振动,自振频率为f12=42.736hz。
从预制墩前十二阶振动频率和振型可以看出,桥墩的纵向振动和横向振动交替出现,说明桥墩的墩高取值、横截面设计、墩身壁厚和花瓶端内的弯弧度等都较为合理,桥墩的侧顷振动出现的比较晚(第六阶),印证了桥墩抗侧顷刚度大的特点。
从第九阶开始,桥墩均表现为垫石的局部翘曲振动,说明墩身整体刚度较大,同时也反映了预制桥墩有限元计算模型建立和边界条件设置正确,能正确反映出桥墩的动力特性。
3吊装阶段计算吊装时,采用缆绳绑在花瓶墩上部实体段进行垂直吊装,因此只需检算墩身空心部分与上部实体段结合处的空心截面。
墩身挖空段截面面积:a=2.835 m2墩身挖空段自重:g=a×(9-2.6)=2.835×6.4×26=471.74 kn 根据公桥通规(jtg d60-2004),墩身在吊装时,空心截面应力计算如下:>---截面设计系统输出截面高度:1.6 m构件计算长度:1.0 m荷载信息:荷载类型: 轴力(kn) 剪力(kn) 弯矩(kn-m)结构重力-4720.00.0动力系数1.2计算信息: 钢筋混凝土截面承载能力极限状态荷载组合i计算结果:荷载组合结果:内力最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力 -472-566 -472 -472 -472-472剪力0.0 0.00.00.00.0 0.0弯矩0.0 0.00.00.00.0 0.0承载能力极限状态荷载组合i强度验算结果:最大轴力强度验算截面受力性质: 轴拉内力描述: nj = -472 kn, qj = 0.0 kn, mj = 0.0 kn-m 截面抗力: nr = -8.28e+03 kn >---截面设计系统输出截面高度:1.6 m构件计算长度:1.0 m荷载信息:荷载类型: 轴力(kn) 剪力(kn) 弯矩(kn-m)结构重力0.00.0377动力系数1.2计算信息: 钢筋混凝土截面承载能力极限状态荷载组合i 计算结果:荷载组合结果:内力最大轴力最小轴力最大剪力最小剪力最大弯矩最小弯矩轴力0.00.00.00.00.0 0.0剪力0.00.00.00.00.0 0.0弯矩377 377377 377453377承载能力极限状态荷载组合i强度验算结果:最大轴力强度验算截面受力性质: 下拉受弯内力描述: nj = 0.0 kn, qj = 0.0 kn, mj = 377 kn-m截面抗力: mr = 5.88e+03 kn-m >= mj =377 kn-m(满足)最小轴力强度验算截面受力性质: 下拉受弯内力描述: nj = 0.0 kn, qj = 0.0 kn, mj = 377 kn-m截面抗力: mr = 5.88e+03 kn-m >= mj =377 kn-m(满足)最大弯矩强度验算截面受力性质: 下拉受弯内力描述: nj = 0.0 kn, qj = 0.0 kn, mj = 453 kn-m截面抗力: mr = 5.88e+03 kn-m >= mj =453 kn-m(满足)最小弯矩强度验算截面受力性质: 下拉受弯内力描述: nj = 0.0 kn, qj = 0.0 kn, mj = 377 kn-m截面抗力: mr = 5.88e+03 kn-m >= mj =377 kn-m(满足)计算成功完成从上述计算结果可知,预制墩在运输过程同样是安全的。
5结束语本文依托厦门高架brt桥,采用少量桥墩进行分块预制设计,通过把市区内桥墩预制化,达到缩短现场作业时间、节省劳力,集中管理施工的目的。
通过对本次设计成果的扩大,还考虑今后把范围扩展到更宽和更高的桥墩设计中,使得施工期间对周边环境及既有道路交通的影响尽量降到最低,同时加快施工进度。
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。