预应力混凝土弯箱梁桥设计及实验研究
关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析

关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析【摘要】桥梁作为公路的重要组成部分之一,在工程项目中,设计方案的合理性与规划指标的正确性是衡量整个道路工程施工质量、成本控制和使用功能的关键。
本文就预应力混凝土简支箱梁桥设计要点分析,结合工程实例进行了全面的探讨和阐述。
【关键词】桥梁;预应力混凝土;简支箱梁桥伴随着时间的不断推移,国民经济发展不断加快,各类交通荷载也在逐年增加。
我国现有运营的早期设计修建的预应力混凝土桥梁和钢筋混凝土桥梁,受到过去国情、经济水平和人类认识水平的限制,在投入使用之后经常出现无法满足使用要求,出现了较为严重的裂缝、耐久性不足等重要问题,同时桥梁老化、陈旧和荷载能力不足的现象也日益凸显。
结合现有工程中存在的这些问题,我们在工作中应当注重对混凝土简支箱梁桥设计的相关重点探讨,结合先进科学技术水平合理提高设计方法和观念,进而确保工程项目的质量和耐久性,提高工程效益。
1、工程概况本工程项目位于某高速公路中段,桥梁在建设中总体长度为35m,桥面宽9.5m。
在设计的过程中是对桥梁采用c40的混凝土进行施工的,而桥栏杆和桥面在铺设中是通过采用c20的混凝土。
预应力在控制和设计中分别采用的是astm270级1524的底松弛钢绞线,在这设计过程中钢绞线的选择为12mm和r235的热轧光圈钢筋。
在桥梁桥面施工的过程中是采用5cm厚的c20钢筋混凝土进行铺设和施工的,而最后又铺设了5cm厚的沥青混凝土。
在设计的过程中,对桥梁的等级和应力化进行计算和分配,桥梁等级设置为1级,而汽车等相关荷载要求为3.535kn/m2,梯度温度引起的效按照t1=20℃,t2=6.7℃进行考虑。
这种设计方法和手段的应用有效的确保了桥梁的使用寿命和耐久性。
2、桥梁总体设计在桥梁设计的过程中,应当以安全、经济、实用、美观和环保为基础原则进行总体规划,以可持续发展和功能的良好发挥为最终目标进行全面设计。
在桥梁设计的过程中,其设计方案的选择要具备相应的合理性,并且对其中存在的相关环节要严肃处理,要做到在设计中毫厘不差的设计要求。
预应力混凝土弯箱梁桥“爬移”研究

见 表 2 由 图 1和表 2可 知 , 。 曲线 梁 的 曲 率半 径 越
小, 梁体向外侧 的扭转就越厉害 , 曲线梁侧 向位移也
随着 曲率半 径 的减 小 而 增 大 , 且 同样 是 梁 端 的侧 而
向位移 变化 最 为 明显 。扭 转 变形 和侧 向位 移也 随 曲
( 1。 表 )
由表 1 知 , 不 同 曲率半 径 下 , 端 支 座 内、 可 在 梁 外侧 竖 向支反 力 相差 较 大 , 受 曲率 半 径 的影 响 较 且
大, 这在 比较 窄 的单 向车 道 曲线 箱梁 的梁 端 支 座 表
现 的最 为显著 ; 中间桥墩 上 内 、 侧支 反力 相差较 而 外
泥 种类 而定 的系数 ] 。
的残余位移 。长期反复作 用下, 向的残余位移就 侧 会 累积 , 生较 大 的位 移 , 产 即弯 梁桥 的侧 向位 移 问题 ( 称之 为“ 移” 爬 现象 ) 。弯 梁桥 的侧 向位 移 问题轻 则
导致梁 段伸缩 缝 的剪 切破 坏 , 响其 使用 寿命 ; 影 重则 会 出现 支承结 构 破 坏 、 体 滑 移 和 翻转 。桥 梁 出 现 梁 该类 问题 , 仅影 响 交 通 , 不 而且 加 固起 来 非 常 困难 , 造 成 巨大 的经济 损失 。 在 某 大桥 引 桥 匝道 模 型 的基 础 上 对 小半 径 、 大
率 半径 减 小 而 增 大 。图 2为 不 同 曲率 半 径 的分 析
模型 。
作者简介 :涂慧敏 ( 92 )女 , 18 - , 助理工程师 ,0 4年毕业于湖北工业大学电子信息工程专业 , 20 获学士学位。
5 2
桥 梁 检 测 与 加 固
预应力混凝土连续弯梁桥设计

躲 dge En ne i g i gi ern
预应 力混凝 土连续弯梁桥 设计
何 炫 清
( 门市 市政 工 程 设 计 院有 限公 司 , 建 厦 门 3 1 0, 绍 了弯 梁 桥 的结 构 设 计 分 析 、 以 介 构造 处 理 和 支 承 布 置 , 结 合 弯 梁 桥 的 受 力 特 点 及 注 意 事 项 并
方 向 的进 出 岛车 流 和 引 导翔 安 隧 道 进 岛 的重 型 货 车 钢 筋 ; 直径 < 2mT者 , 1 l l 均采 用热 轧 R 3 2 5钢筋 。
该 工 程 E匝道 桥 第 1 平 面 位 于 圆 曲线 内 , 线 2 结 构 设 计 及 分 析 联 路
由于 受 拆迁 用 地 等 制 约 因素 的 影 响 , T 程 E匝 该
置 为 3 3 3 0m+ 5m+ 0m。下部 结 构采 用花 瓶式 板墩 , 钻 及 桥 墩 的截 面 形 式 。
孔 灌 注桩基 础 。 梁结 构 体 系 为单箱 单 室 等截 面 预应 桥 力 混凝 土连 续 弯梁桥 。
1 1 设 计 技 术 标 准 .
该 桥 设 计 具 有 以下 几 个 特 点 : 一 , 应 力 混 凝 其 预
桩 号 为 E 0 1 1 长 9 桥 梁全 宽 1 I横桥 向设 有 道 第 1 桥 位 平 面 只能 放 置 在半 径 较 小 的平 曲线 内。 K + 7 , 5m, 01, T 联
4%的超 高 。该 桥跨 越 环 岛 干道 , 为单 幅 桥 梁 , 跨径 布 设 计 最 主要 的任 务是 确 定 结 构构 造 , 即合 理 选 定 主梁
决 办法 。 2 1 结 构 设 计 . 2 11 上 部构 造设 计 ..
预应力混凝土连续曲线箱梁桥模型试验

相似原则及施工需要进行设计 , 采用支架现浇施 工. 试验 为立交桥 的安全设 计提供理论依 据 . 也为 弯粱理论 研究提供实
践基础 . 关 键 调 : 型试验 ; 续曲线箱粱 ; 度 ; 模 连 挠 支座 反力 文献标识码: A 文 章 ■ 号 :00— 9o2o )4一 l5— 6 10 5o (o6 o O 1 0
中圈 分 类 号 :46 U 4
M o ITe to de s fPC nt o s Cu v d Bo r e Co i u r e x Gid r nu
F N h 一 - A GS u 如 D G n l n M og—i , a Z N 一 un E G口 ya
lc o l f i l n i e n n r i cue e t l o t U i r t C a gh 1 0 5 C ia h o o C v g e r ga dA c t t -C nr uh nv sy- h n s a 0 7 hn ) S iE n i he r aS ei 4
f : a e nc ri O t o 1 5 h sb e ar U nt e3一 s a o t u u u v db x g d r I hsp p r hef xbl 。rd c l ip c - d e o h p J c n n o sc r e o i e . nti a e ,t l ii t a ia s l e l i r e i y d a
.
跨连续 曲线箱粱桥的模型试验 。 探讨 了该结构在预应力 和使 用荷载作用 下的挠度 、 座反力及 径向位移 . 验粱的计算 支 试
跨 度 为 6m十9m+6m. 间 支 座 为 独 柱 单点 支 承 . 蛸 为 双 支 座 支 承 , 体 曲线 半 径 为 10m 试 验 粱 细部 尺 寸 根 据 几 何 中 粱 粱 2
「预应力混凝土简支小箱梁桥设计」

「预应力混凝土简支小箱梁桥设计」预应力混凝土简支小箱梁桥是一种常见的桥梁结构,具有结构简单、施工方便、经济高效等优点。
本文将详细介绍预应力混凝土简支小箱梁桥的设计内容,包括桥梁的布置、荷载计算、截面设计等方面的内容。
首先,预应力混凝土简支小箱梁桥的设计需要根据具体的工程条件和要求进行桥梁布置的确定。
一般而言,桥梁的位置应选择在河流或道路的垂直线上,且保证桥梁两端的主跨与辅跨的比值在1.5~2之间。
桥墩的高度和位置应根据地形条件和水流情况进行确定,同时要考虑桥墩的航道通行能力和洪水的安全要求。
接下来是荷载计算。
荷载计算是预应力混凝土简支小箱梁桥设计的基础,需要综合考虑标准荷载和特殊荷载的作用。
标准荷载包括活载和恒载,例如交通载荷、行人载荷、道路维护车辆等;特殊荷载包括温度荷载、风荷载、地震荷载等。
在荷载计算中,应根据桥梁规范的要求进行动力系数和荷载车型的选取,并合理考虑各种荷载的组合。
在桥梁的截面设计中,需要确定箱梁的净高、净宽、壁厚等。
净高的确定应满足桥梁的承载力、挠曲和剪切等要求,一般可根据经验公式进行初步估算,再根据受拉区钢筋的计算结果进行优化。
净宽的确定应考虑横向强度、波动弯曲、回弹和带宽等要求,需要进行横向强度的校核。
壁厚的确定应满足截面剪切抗力、抗弯抗剪计算要求,一般采用经验公式进行初步估算,再根据具体的计算结果进行调整。
此外,预应力混凝土简支小箱梁桥的设计还需要进行施工过程中的内力、挠度和碰撞等检查。
在施工过程中,应进行各个构件的施工序列和施工方法的确定,考虑各个工况的组合。
钢筋的预应力力值和拉杆的布置应满足受拉区的强度和刚度要求。
在完成施工过程的检查后,还需要进行验收,确保桥梁满足设计要求。
总之,预应力混凝土简支小箱梁桥的设计包括桥梁的布置、荷载计算、截面设计和构件施工等方面的内容。
设计过程中需要综合考虑结构的安全、经济和实用性要求,并按照相关规范和规程进行设计和验收。
通过科学合理的设计,可以保证预应力混凝土简支小箱梁桥的安全稳定和使用寿命。
预应力混凝土箱梁桥荷载试验分析

预应力混凝土箱梁桥荷载试验分析摘要:本文介绍了某预应力连续箱梁桥的荷载试验。
通过对该桥梁检测结果的评价和分析,了解了此桥梁结构在试验荷载作用下的工作状态和受力性能,检验了其结构承载能力,得出相关结论,可为类似桥梁的荷载试验提供参考。
关键词:混凝土箱梁桥;静载试验;动载试验1 引言预应力混凝土连续箱梁桥变形小、抗扭刚度大、整体性好、便于养护、抗震能力强,整个桥梁外型简洁优美,线条流畅,桥面接缝少。
箱梁顶板和底板都具有较大的面积,能有效地抵抗弯矩,受力合理,便于布置管线。
预应力混凝土连续箱梁桥因具有以上的优点而在桥梁结构特别是在城市立交桥和大跨度桥梁中得到广泛应用。
2荷载试验目的及依据桥梁结构验收荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。
通过桥梁结构验收荷载试验,测试结构控制截面的静应变、静挠度、变形增量等试验参数,可以判断桥梁结构的工作状态和受力性能,评价结构的力学特性和在设计荷载作用下的工作性能,检验结构承载能力是否达到设计标准,同时对桥梁的设计条件与施工质量进行评定,为竣工验收提供依据,并为桥梁的日常运营、养护积累科学技术资料。
本荷载试验主要参照该桥梁工程施工图设计资料;交通部《大跨径混凝土桥梁的试验方法》;《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85);《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000);《城市桥梁设计标准》CJJ77-98。
3 工程概述某试验桥梁为5×25m跨径布置的等截面C40现浇预应力混凝土连续箱梁桥。
主梁截面为单箱三室,梁高 1.608m,采用横向、纵向双向预应力。
桥宽25.6米,大悬臂达4.85米,7.5cm沥青砼桥面铺装。
下部为C25混凝土人工挖孔灌注桩基础,C30双柱式方柱墩身(180cm×180cm)。
设计荷载:汽超—20级,挂车—120。
4 静载试验4.1 静载试验荷载效率根据汽超—20级,挂—120的设计荷载标准,采用等效荷载的原则,在所测试断面的内力影响线上,按最不利位置,根据实际加载车辆轴重,轴距等参数进行布载,依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]中的建议,验收试验荷载的静载试验荷载效率确定为:1.05≥η≥0.8。
曲线预应力混凝土箱梁桥施工过程研究

费支出。
1 0 0 m的平曲线上, 均为跨径 2 5 m 的预应力混凝
土等 截 面连续 的箱梁 桥 , 鉴 于东 、 西引桥 的结 构受 力基 本 相 同, 西 引桥 先行 施 工 , 且桥 梁 高 度较 低 , 便 于试 验操 作 , 因此 将 西 引桥 2 ×2 5 m 预 应 力 混 凝 土 曲线 箱梁 桥作 为研究 对象 。该 桥采 用单箱 双 室截 面 , 梁高 1 . 5 m, 箱梁 端 横 梁 厚 1 . 0 m、 中横 梁 厚 1 . 6 m。下 部采 用 双 柱 式桥 墩 , 均 为 抗 扭 支撑 。 该桥 上部 结构 采 用满 堂 支 架施 工 , 两孔 箱 梁 梁 体
s i g n o f e x p e r i me n t s c h e me i s r e a s o n a b l e a n d r e l i a b l e ,wh i c h p r o v i d e s a n e f f e c t i v e b a s i s f o r t h e b r i d g e
泛 的应用 。但 由于其 结 构 受力 的复 杂 性 , 混凝 土 材料 的变 异性 等 因素 , 加 上 现 行 的桥 梁 设计 规 范 主要 是针对 直 线梁 桥 的设 计 , 所 以造 成 设 计人 员 对 曲线箱 形梁 桥结构 设计 和施 工过程 的受 力状 态
梁 进行 实桥试 验研 究是 十分必 要 的 。通 过实 桥试 验, 确保 桥梁 线形 、 施 工 内力及 变形 能够 满足设 计 要求 , 同时 , 可验 证 设计 方 法 的合 理 性 , 为设 计 规
预应力砼连续箱梁桥荷载试验

预应力砼连续箱梁桥荷载试验为了验证预应力混凝土连续箱梁桥的受力性能以及结构的安全可靠性,需要进行荷载试验。
荷载试验是通过施加不同荷载条件下的荷载作用于桥梁结构,观测和记录其变形和应力情况,从而验证其设计理论和计算方法的正确性和可靠性。
预应力混凝土连续箱梁桥是一种常用于中小跨径桥梁的结构形式,其受力性能和结构安全性对桥梁整体的安全稳定性起着至关重要的作用。
荷载试验是验证预应力混凝土连续箱梁桥受力性能和结构安全可靠性的重要手段之一。
一般而言,荷载试验应分为静载试验和动载试验两种类型。
静载试验是在没有车辆作用下,通过施加静载荷对桥梁进行试验,以验证桥梁的受力性能和变形情况;动载试验则是在有车辆作用下,通过模拟车辆荷载对桥梁进行试验,以验证桥梁在实际使用过程中的受力性能和结构安全可靠性。
在进行荷载试验前,需要做好试验准备工作。
首先是对桥梁结构和试验设备进行检查和保养,确保其在试验过程中能够正常工作;其次是进行试验方案的制定和试验参数的确定,包括试验荷载的大小、作用方式和作用时间等;最后是对试验过程中的数据采集、记录和分析方法的确定,以保证试验数据的可靠性和准确性。
荷载试验的过程中,需要进行试验前的静态观测,包括测量和记录桥梁的初始位移和应力情况,作为试验前的基准数据;然后是施加静态荷载进行静载试验,根据试验参数的要求施加不同大小的荷载,观测和记录桥梁的变形和应力情况,以评估其受力性能和安全可靠性;最后是进行动态荷载试验,模拟车辆荷载作用下桥梁的受力情况,观测和记录其振动情况,分析其结构的稳定性和安全可靠性。
荷载试验是验证预应力混凝土连续箱梁桥受力性能和结构安全可靠性的重要手段,通过科学合理的试验方案和方法,可以全面评估桥梁的受力性能和结构安全可靠性,为其在实际使用中提供重要的参考依据,同时也为桥梁设计和施工工艺的改进提供了重要的数据支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
预应力混凝土弯箱梁桥设计及实验研究
随着社会经济的快速发展,城市高架桥及城市全互通立交桥在各大中城市中陆续出现。
由于城市中影响设计施工的因素较多,就不可避免的需要修建较半径大跨径的城市桥梁。
以往遇到这样的情况,往往是尽量在被交路中心设墩减小桥梁跨径,或采用钢结构形式,总是避免较小半径预应力混凝土弯箱梁桥的设计,这样势必会造成其他方面的损失(不必要的房屋拆迁、管道迁移,工程造价的大幅增加等)。
济南市顺河高架桥北延工程全长 4.12Km,全部采用高架桥型式。
路线起终点分别设北绕城互通立交和北园路互通立交,其中北园路立交为5层全定向立交,为当时山东省内规模最大、技术标准较高的城市内立交。
北园路作为济南市的东西向快速干道,要求桥梁跨越该路时既要注意交通畅通,也要考虑景观因素,因此立交主线桥和匝道桥必须一孔跨越。
经过预应力混凝土箱梁和钢箱梁的比选,钢箱梁因造价太高被放弃,决定采用三跨变截面预应力连续弯箱梁刚架结构。
其中A匝道桥平面设计线半径仅为112.3m,跨径组合为33+50+33=116m,箱梁底缘从根部到跨中按二次抛物线变化。
本桥采用两阶段支架对称施工,施工接缝设在边跨距中墩11m处,接缝处设置张拉横梁,中跨内设置三道构造横梁。
中墩墩柱为250x120cm圆倒角矩形断面,墩高14m,墩梁固结。
(见图一)
图一桥梁纵横向断面图(尺寸单位:cm)
本桥设计中分别采用了平面杆系(GQJS)程序、空间杆系(桥梁博士)程序和通用有
限元(ANSYS)程序对施工过程和使用状态进行了计算分析,计算结果互相吻合良好。
计算采用以下工况,分别是:
1)在支架上浇注50米主跨及边跨距墩顶11m悬臂段;
2)待混凝土强度达到85%以后;张拉预应力钢束,张拉完毕后及时封锚灌浆;
3)用联接器连接预应力钢束,在支架上浇注两侧边跨的22m合拢段;
4)待混凝土强度达到85%以后;张拉预应力钢束,张拉完毕后及时封锚灌浆;然后拆除支架;
5)安装护栏,浇筑桥面铺装;全桥形成。
图二空间有限元计算模型
为了对理论分析计算进行验证,同时也为了检验桥梁的施工质量及其强度、刚度和承载力等指标是否满足设计,我们对A匝道桥进行了施工阶段的现场测试和各级试验荷载作用下的现场试验。
1.在第一、二施工阶段预应力钢筋张拉前、后检测桥梁结构主要截面的应变和变形。
2.在各级试验荷载作用下检测桥梁结构主要截面的应变、变形。
用钢弦应变计测梁体及桥墩的应变值,沿纵向分别在墩顶、边墩、边跨跨中、中跨跨中、中跨1/4跨等控制断面布置测点。
每个截面沿箱梁外表面设5~10个测点,共用68个应变计。
用全站仪和高精度水准仪分别观测桥梁结构控制截面控制点的平面位移和竖向位移。
采用荷载等效原则,根据三种工况用30吨重载重汽车按指定位置进行加载。
其中工况一为使边跨产生最大正弯矩,工况二为使墩顶产生最大负弯矩,工况三为使主跨产生最大正弯矩。
综上试验各项内容所测数据及其变化规律,实测值接近于用空间有限元分析的理论计算值,采用通用有限元程序ANSYS对本桥进行结构分析和数值计算是准确可靠的。
各项试验指标均满足《桥规》和《试验方法》的要求。
结构工作状态良好,处于弹性工作阶段,也满足规范对于全预应力结构正常使用极限状态的要求。
通过北园路互通立交A匝道桥的设计计算分析、试验检测,对较大跨径预应力混凝土弯桥施加预应力是充分有效和可靠的,关键是要控制好施工质量和材料质量,以往的失败工程桥例许多是在这两方面出了问题造成的,比选方案钢桥虽然具有可以预制拼装、施工
快捷、在城市中对交通影响较小等优点,但缺点也是显而易见的,如:造价偏高、运营期间养护费用大、行车条件差、噪音大、外观不协调等;况且预应力砼桥梁的施工对交通的影响也可以通过有效途径来缓解。
由于在国内工程实验中,较大跨径小半径预应力弯箱梁桥桥例较少,设计时缺乏这方面的资料可以借鉴,为了慎重起见,使用了三种理论计算方法(软件),对不同施工阶段,不同荷载情况下的桥梁受力状态进行了计算分析,并结合施工进行了现场挠度及应变试验,结果表明,试验值与理论计算值的变化规律一致,试验值接近理论值,表明使用空间有限元程序对预应力砼连续弯箱梁进行结构计算分析,结果是准确可靠的。
本桥虽然位于半径为112.3m的圆曲线上,但是由于采用了抗扭刚度较大的箱形截面,扭转作用并不很明显,横隔板在一定程度上减小了箱梁的畸变、翘曲变形现象,改善箱梁的横向受力状态。
具体设计时,主梁纵向弯矩的计算配筋可以近似的按直线桥处理,但对于摩阻系数、偏差系数等的选取须适当增大。
计算结果表明,在偏载作用下,内侧支座最小压力与外侧支座最大压力比可达1:4,设计时应引起注意,可将支座向外侧偏移一定值,使内外侧支座受力均衡。
通过本次课题研究掌握了预应力混凝土弯箱梁的特点及难点,为此类型桥梁的方案选取和设计施工提供了良好依据。