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'第一章概述1.1预应力混凝土连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展:由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的,当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下,为节省钢材,各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50年代,预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米,到80年代则达到440米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好,但是,在实际工程中,跨径小于400米时,预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。我国的预应力混凝土结构起步晚,但近年来得到了飞速发展。现在,我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。但是,在桥梁结构中,随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展,预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。94
连续梁和悬臂梁作比较:在恒载作用下,连续梁在支点处有负弯矩,由于负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩与同跨悬臂梁相差不大;但是,在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点,但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者,因为限于当时施工主要采用满堂支架法,采用连续梁费工费时。到后来,由于悬臂施工方法的应用,连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中,应用了逐跨架设法与顶推法;在较大跨连续梁中,则应用更完善的悬臂施工方法,这就使连续梁方案重新获得了竞争力,并逐步在40—200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥,还是跨河大桥,预应力混凝土连续梁都发挥了其优势,成为优胜方案。目前,连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。然而,当跨度很大时,连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面,还是在养护方面都成为一个难题;而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来,形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展,也是未来连续梁发展的主要方向。另外,由于连续梁体系的发展,预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型,无论在桥跨布置、梁、墩截面形式,或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中,为充分利用空间,改善交通的分道行驶,甚至已建成不少双层桥面形式。在我国,预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展,然而,想要在本世纪末赶超国际先进水平,就必须解决好下面几个课题:1.发展大吨位的锚固张拉体系,避免配束过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。2.在一切适宜的桥址,设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系,尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。3.充分发挥三向预应力的优点,采用长悬臂顶板的单箱截面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。94
另外,在设计预应力连续梁桥时,技术经济指针也是一个很关键的因素,它是设计方案合理性与经济性的标志。目前,各国都以每平方米桥面的三材(混凝土、预应力钢筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是,桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指标和造价指标与很多因素有关,例如:桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件;施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指针不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续—刚构等箱形截面上部结构的比较可见:连续—刚构体系的技术经济指针较高。因此,从这个角度来看,连续—刚构也是未来连续体系的发展方向。总而言之,一座桥的设计包含许多考虑因素,在具体设计中,要求设计人员综合各种因素,作分析、判断,得出可行的最佳方案。本次设计为(60+90+60)m预应力混凝土连续梁,桥宽为13米m,分为两幅,设计时只考虑单幅的设计。梁体采用单箱单室箱型截面,全梁共分70个单元,单元长度分别有4m,3m、2m、1m。由于多跨连续梁桥的受力特点,支点附近承受较大的负弯矩,而跨中则承受正弯矩,则梁高采用变高度梁,按二次抛物线变化。这样不仅使梁体自重得以减轻,还增加了桥梁的美观效果。由于预应力混凝土连续梁桥为超静定结构,手算工作量比较大,且准确性难以保证,所以采用midas软件进行,这样不仅提高了效率,而且准确度也得以提高。1.2技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份。2、设计荷载:公路—Ⅰ级3、桥面宽度::0.5m+12m+0.5m+0.5m+0.5m+12m+0.5m=26.5m4、抗震烈度:7级烈度设防5.风荷载:无6、通航要求:无94
7、温度:最高月平均温度35º最低月平均温度0º施工温度22º8.纵坡:<=1.5%横坡:<=1.5%1.3地质条件该处地质条件一般,地面上为新黄土,再往下为老黄土,再往下为强风化岩,再往下为中风化岩。1.4采用材料混凝土:C50混凝土混凝土桥面铺装材料:C40混凝土预应力钢筋:φj15钢绞线非预应力钢筋:直径≥12mm的用Ⅱ级螺纹钢筋,直径<12mm的用Ⅰ级光圆钢筋;锚具:P锚1.5采用规范JTGD60-2004《公路桥涵设计通用规范》JTJ022-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第二章方案比选2.1构思宗旨(1)符合发展规划,满足交通功能需求。(2)桥梁结构造型简洁,轻巧,反映新科技成就,体现人民智慧。(3)设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。(4)与公路的等级和周边环境相宜。94
2.2方案标准设计从安全性、技术适用性、施工难度、设计施工周期、经济性、实用性和观赏性等几方面对各比选方案进行评价。2.3设计方案2.3.1设计方案一:预应力混凝土变截面连续梁桥1)桥跨布置:预应力混凝土连续梁桥桥型布置图2)主梁:截面形式:本桥箱梁为单箱单室截面,箱底宽8.5m,两侧翼缘宽2.25m,箱梁顶面全宽为13m。截面尺寸:箱梁在各墩点处的截面高度为5m。在跨中及桥端支点处的高度为2.3m。箱梁顶板厚度不变:25cm,腹板厚:40cm(跨中)—60cm(支点),底板厚:25cm(跨中)—45cm(支点)。94
3)施工主梁采用悬臂节段浇筑施工。2.3.2设计方案二:矮塔斜拉桥1)桥跨布置部分斜拉桥桥型布置图1)局部构造94
1)桥塔、拉索构造塔梁、塔墩固结,拉索充当预应力的作用。塔高10.5m,从塔顶点1m处开始布索,左右各5根索,间距为0.8m。2)施工主梁采用悬臂节段浇筑施工。2.3.3设计方案三:中承式钢管混凝土拱桥1)桥跨布置2)主拱拱肋94
采用中承式悬链线钢管混凝土拱桥,计算跨径130m,矢高32.5m,矢跨比1/4.主跨拱肋的构造在桥面上为钢管混凝土。2.4比较筛选(1)根据设计构思宗旨,桥型方案应满足结构新颖、受力合理、技术可靠、施工方便、造价合理的原则。以上三种方案基本都满足这一要求。(2)方案(一)预应力混凝土连续梁桥优点:预应力混凝土连续梁桥结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。在恒载作用下,连续梁在支点处有负弯矩,由于负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小。预应力混凝土结构,由于能够充分利用高强度材料(高94
强度混凝土、高强度钢筋),所以构件截面小,自重弯矩占总弯矩的比例大大下降,桥梁的跨越能力得到提高。与钢筋混凝土梁桥相比,一般可以节省钢材30~40%,跨径愈大,节省愈多。缺点:自重较大,梁体自重使全桥承载力相对下降,桥体单一,不够美观,需要多立桥墩,对下部结构施工较多,增加工程成本。方案(二)矮塔斜拉桥优点:矮塔斜拉桥梁体较小,跨域能力大,适用于大跨径,受桥下净空和桥面标高影响小。便于悬臂施工,缺点:他是多次超静定结构,设计计算复杂,索与塔或梁的连接处构造比较复杂,施工中高空作业比较多,且施工控制技术要求严格。方案(三)拱桥优点:跨域能力好,能充分就地取材,耐久性好,维护费用低,外形美观,结构简单,缺点:自重较大,相应水平推力也大,对地基要求较高。混凝土拱施工要求劳动力较多,施工时间长。2.5方案确定综上所述,根据安全、经济、适用、美观变截面预应力混凝土连续梁桥,最终选定为本次设计的推荐方案。第三章预应力混凝土连续梁桥总体布置3.1桥型布置本设计采用三跨预应力混凝土变截面连续梁结构,桥梁总长210m,桥梁起始里程桩号为K4+000m,终止里程桩号为K4+210m,桥面标高为1062m。3.2桥孔布置94
连续梁跨径的布置可采用等跨和不等跨两种。采用等跨布置结构简单,模式统一,适于采用顶推法、移动模架法或简支转连续法施工的桥梁,但等跨布置将使边跨内力控制全桥设计,不是很经济。所以,连续梁跨径布置一般以采用不等跨形式。为减少等跨布置时边跨及中跨跨中正弯矩,可将连续梁设置成不等跨形式。从桥梁美学的角度看,连续梁桥跨数不多时,一般采用奇数孔,三跨及五跨较为常见。对三跨连续梁,边跨与中跨跨径之比一般为0.5~0.8。 本设计推荐方案根据任务书要求及桥址地形、地质条件等确定为60m+90m+60m的形式,边跨与中跨之比为0.67。图3-1连续梁总体布置图3.3桥梁上部结构尺寸拟定1.顺桥向梁的尺寸拟定a.墩顶处梁高:根据规范,梁高为1/16~1/20L,取L/18即5m。b.跨中梁高:根据规范,梁高为1/30~1/50L,取L/39.1即2.3m。c.梁底曲线:根据规范,选用1.8次曲线。2.横桥向的尺寸拟定箱梁跨中底板厚度一般按构造选定,若不配预应力筋,厚度可适当取值,当跨度较大,跨中正弯矩较大,需要配置一定数量的钢束或钢筋时,厚度应加厚。腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。94
在预应力梁中,因为弯束对外剪力的抵消作用,所以剪应力和主拉应力的值比较小,腹板不必设得太大;同时,腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求,其设计经验为:腹板内无预应力筋时,采用三十公分,腹板内有预应力筋管道时,应适当加厚;腹板内有锚头时,厚度应更大。根据任务书设计要求本推荐桥型方案横截面采用的是单箱单室的箱型截面。根据上述规范:顶板厚度取25cm;跨中处底板厚25cm,支点处底板厚为45cm,中间底板板厚成1.8次抛物线性变化;跨中处腹板厚度采用40cm,支点处腹板采用60cm图3-2连续梁跨中截面与墩顶截面3.桥面铺装和线型的选定桥面铺装:根据《桥梁工程》选用8cm防水混凝土铺装层和2cm厚的沥青混凝土磨耗层,共计10cm厚。桥面横坡:根据规范规定为1.5%~3.0%,取2%,该坡度由梁底支座控制。3.4桥梁下部结构尺寸拟定主墩采用薄壁空心墩,桥墩宽度为6m,顺桥向壁厚为0.9m,横桥向壁厚为1.2m,横桥向宽度取与梁底同宽6.5m,墩高分别为50m。根据给出的地质条件,认为地质条件较好,基础采用钻孔灌注桩基础。承台纵、横桥向宽均为10m,厚3.0m。4根桩的桩径1.5m,净间距2.7m。3.5本桥使用材料1.混凝土箱梁采用C55号,墩身和基础采用C40号,其他结构全部采用C25号砼。 94
2.钢材预应力钢材:纵、横向钢筋采用φ15.2㎜钢绞线,公称抗拉强度为fpk=1860MPa,张拉控制强度用0.75fpk=1375MPa,Ep=1.95×105MPa,设计中有17股、15股和12股,采用OVM15-15型锚具,单个锚具的回缩为6mm。竖向预应力筋采用精扎螺纹钢筋,采用扁锚。所有钢绞线均符合ASTM416-87A的技术标准。非预应力钢筋:直径≥12mm的用Ⅱ级螺纹钢筋,直径<12mm的用Ⅰ级光圆钢筋。带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499.2—2007的规定、光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB1499.1—2007的规定。3.预应力管道采用钢波纹圆、扁管成型;4.伸缩缝伸缩缝采用HXC-80A定型产品,全桥共2道。 5.桥梁支座单向活动和双向活动盆式支座。 6.梁设计荷载根据设计任务书规定:公路—Ⅰ级第四章荷载内力计算4.1全桥结构单元的划分4.1.1划分单元原则划分单元应考虑梁的跨径、截面变化、施工方法、预应力布置等因素,单元分的越细计算的内力就越精确,一般遵从以下原则:1.构件的起点和终点以及变截面处;2.不同构件的交点或同一构件的折点处;3.施工分界线处;4.边界或支承处;5.所关心截面处.4.1.2桥梁具体单元划分94
本桥全长210米,全梁共分70个单元,最小的单元长度1米,最长的单元长度为4米,本推荐方案桥型的具体划分为:8*2m+6*4m+6*3m+2*2m+6*3m+6*4m+2*1m+6*4m+6*3m+4m+6*3m+6*4m+8*2m。4.2全桥施工节段划分4.2.1桥梁划分施工分段原则① 有利于结构的整体性,尽量利用伸缩缝或沉降缝、在平面上有变化处以及留茬而不影响质量处。② 分段应尽量使各段工程量大致相等,以便于施工组织节奏流畅,使施工均衡。③ 施工段数应与主要施工过程相协调,以主导施工为主形成工艺组合。工艺组合数应等于或小于施工段数。④ 分段的大小要与劳动组织相适当,有足够的工作面。4.2.2施工分段划分全桥分段为70个单元。71个节点。全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法,两端桥台附近单元处使用整体现浇法。21~22单元与48~49单元为0号块,接着1个2.5m的单元为一个施工节段,接着每个3m的单元为一个施工节段共划分6个,接着每一个4m的单元划分为一个施工节段共划分6个,两端单元采用整体现浇,8号与62号单元为边跨合拢节段,中间35号与36号单元为中跨合拢节段。4.3恒载、活载内力计算4.3.1恒载内力计算恒载内力主要为一期恒载的内力和二期恒载的内力叠加,其弯矩、剪力及轴力如图所示:94
图4-1成桥阶段弯矩图图4-2成桥阶段剪力图图4-3成桥阶段轴力图4.3.2悬臂浇筑阶段内力94
浇筑0号1号块,拼装挂蓝,悬臂浇注各箱梁梁段并张拉相应顶板纵向预应力束,悬臂浇注结束时全桥的恒载内力:图4-4最大悬臂阶段弯矩图图4-5最大悬臂阶段剪力图图4-6最大悬臂阶段轴力图4.3.3边跨合拢阶段内力94
安装排架并按施工要求进行预压,现浇边跨等高粱段,达到强度要求后,浇注边跨合龙段,张拉边跨底板纵向预应力束。此时全桥恒载内力:图4-7边跨合拢阶段弯矩图图4-8边跨合拢阶段剪力图图4-9边跨合拢阶段轴力图94
4.3.4中跨合龙阶段内力拼装中跨合龙吊架,焊接合龙段骨架,绑扎合龙段钢筋,浇注中跨合龙段,张拉中跨底板纵向预应力束。中跨合龙完成后的全桥恒载内力:图4-10中跨合拢阶段弯矩图图4-11中跨合拢阶段剪力图94
图4-12中跨合拢阶段轴力图4.3.5活载内力计算1.影响线的计算将单位荷载P=1作用在各桥面的节点上,求得结构的变形及内力,可得位移影响线和内力影响线。2.活载因子的计算1)冲击系数桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容,它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别,也不管结构尺寸与跨径是否有差别,只要桥梁结构的基频相同,在同样条件的汽车荷载下,就能得到基本相同的冲击系数。桥梁的自振频率(基频)宜采用有限元方法计算,对于连续梁结构,当无更精确方法计算时,也可采用下列公式估算:式中:l—结构的计算跨径(m);E—结构材料的弹性模量(N/m^2);94
Ic—结构跨中截面的截面惯矩(m^4);mc—结构跨中处的单位长度质量(kg/m),当换算为重力计算时,其单位应为(Ns^2/m^2);G—结构跨中处延米结构重力(N/m);g—重力加速度,g=9.81(m/s^2)计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用;计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时,采用。μ值可按下式计算:当ƒ<1.5Hz时,μ=0.05当1.5Hz≤ƒ≤14Hz时,μ=0.1767lnƒ‐0.0157当ƒ>14Hz时,μ=0.452)车道折减系数Msdis程序在加载车道之后会自动考虑3.车道荷载汽车荷载是由车道荷载和车辆荷载组成的。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。公路—I级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5KN/m,集中荷载标准值为Pk=360KN。车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上,集中荷载标准值只作用于相应影响线中最大影响线峰值处。验算荷载的影响间接反映在汽车荷载中。图4-13车道荷载弯矩包络图94
图4-14车道荷载剪力包络图图4-15车道荷载轴力包络图4.4其他因素引起的内力计算4.4.1温度引起的内力计算94
图4-16整体升温效应弯矩图图4-17整体升温效应剪力图94
图4-18整体升温效应轴力图图4-19整体降温效应弯矩图图4-20整体降温效应剪力图94
图4-21整体降温效应轴力图4.4.2支座沉降引起的内力计算图4-22支座沉降效应弯矩包络图图4-23支座沉降效应剪力包络图94
图4-24支座沉降效应轴力包络图4.4.3收缩、徐变引起的内力计算图4-25收缩效应弯矩图94
图4-26收缩效应剪力图图4-27收缩效应轴力图图4-28徐变效应弯矩图94
图4-29徐变效应剪力图图4-30徐变效应轴力图4.5内力组合根据我国现行公路桥涵设计规范,应进行正常使用极限状态的内力组合和承载能力极限状态的内力组合。4.5.1正常使用极限状态的内力组合组合I作用短期效应组合:94
组合II作用长期效应组合:式中:Ssd—作用短期效应组合设计值;SGik—第i个永久作用效应的标准值;ψ1j—第j个可变作用效应的频率值系数,汽车荷载(不计冲击力)ψ1=0.7,人群荷载ψ1=1.0,风荷载ψ1=0.75,温度梯度作用ψ1=0.8,其他作用ψ1=1.0;ψ1jSQjk—第j个可变作用效应的频率值。SQik—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值;Sld—作用长期效应组合设计值;Ψ2j—第j个可变作用效应的频率值系数,汽车荷载(不计冲击力)ψ2=0.4,人群荷载ψ2=1.0,风荷载ψ2=0.75,温度梯度作用ψ2=0.8,其他作用ψ2=1.0;ψ2jSQjk—第j个可变作用效应的频率值。4.5.2承载能力极限状态的内力组合组合Ⅲ基本组合:或式中:Sud—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值;γ0—结构重要性系数,按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004表1.0.9规定的结构设计安全等级采用,对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9;γGi—第i个永久作用效应的分项系数,应按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004表4.1.6的规定采用;94
SGik—第i个永久作用效应的标准值;SGid—第i个永久作用效应的设计值;γQ1—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数,取γQ1=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时,则该作用取代汽车荷载,其分项系数应采用汽车荷载的分项系数;对专为承受某作用而设置的结构或装置,设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值;计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载,其分项系数也与汽车荷载取同值;SQik—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值;SQid—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的设计值;γQj—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数,取γQj=1.4,但风荷载的分项系数取γQj=1.1;SQjk—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他第j个可变作用效应的标准值;SQjd—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他第j个可变作用效应的设计值;ΨC—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数,当永久作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作用)组合时,人群荷载(或其他一种可变作用)的组合系数取ψc=0.80;当除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种其他可变作用参与组合时,其组合系数取ψc=0.70;尚有三种可变作用参与组合时,其组合系数取ψc=0.60;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时,取ψc=0.50。主要荷载组合根据结构各部分对强度、刚度、稳定性的验算需要,设计中考虑的主要荷载组合见表4.1。表4.1荷载组合表94
荷载组合类型说明1承载能力1.2(恒荷载)+1.2(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)2承载能力1.2(恒荷载)+1.2(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4移动荷载3承载能力1.2(恒荷载)+1.2(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4整体升温4承载能力1.2(恒荷载)+1.2(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4整体降温5承载能力1.2(恒荷载)+1.2(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4移动荷载+1.12整体升温6承载能力1.2(恒荷载)+1.2(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4移动荷载+1.12整体降温7承载能力1.0(恒荷载)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)8承载能力1.0(恒荷载)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4移动荷载9承载能力1.0(恒荷载)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4整体升温10承载能力1.0(恒荷载)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4整体降温11承载能力1.0(恒荷载)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4移动荷载+1.12整体升温12承载能力1.0(恒荷载)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.4移动荷载+1.12整体降温13使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)94
14使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+0.7移动荷载15使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.0整体升温16使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.0整体降温17使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+0.7移动荷载+1.0整体升温18使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+0.7移动荷载+1.0整体降温19使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+0.4移动荷载20使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+0.4移动荷载+1.0整体升温21使用性能1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+0.4移动荷载+1.0整体降温22弹性阶段1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.0移动荷载23弹性阶段94
1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.0移动荷载+1.0整体升温24弹性阶段1.0(恒荷载)+1.0(钢束一次)+1.0(钢束二次)+1.0(徐变)+1.0(收缩)+1.0移动荷载+1.0整体降温25包络承载能力包络26包络使用性能包络27包络弹性阶段包络第五章预应力钢束的估算与布置5.1钢束估算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)规定,预应力梁应满足弹性阶段(即使用阶段)的应力要求和塑性阶段(即承载能力极限状态)的正截面强度要求。5.1.1.按承载能力极限计算时满足正截面强度要求预应力梁到达受弯的极限状态时,受压区混凝土应力达到混凝土抗压设计强度,受拉区钢筋达到抗拉设计强度。截面的安全性是通过截面抗弯安全系数来保证的。1)对于仅承受一个方向的弯矩的单筋截面梁,所需预应力筋数量按下式计算:如图:h0xNdfcd94
图5-1,(5-1),(5-2)解上两式得:受压区高度(5-3)预应力筋数(5-4a)或(5-4b)式中:—截面上组合力矩。—混凝土抗压设计强度;—预应力筋抗拉设计强度;—单根预应力筋束截面积;b—截面宽度2)若截面承受双向弯矩时,需配双筋的,可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、下缘所需预应力筋数量。这实际上忽略了双筋影响的存在(受拉区和受压区都有预应力筋)会使计算结果偏大,作为力筋数量的估算是允许的。5.1.2.按正常使用极限状态下的应力要求(主要依据)94
e上Np下Np上e下Y上Y下MminnMmax+++----Np下Np上Mmax合成+--Mmin合成图5-2规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)规定,截面上的预压应力应大于荷载引起的拉应力,预压应力与荷载引起的压应力之和应小于混凝土的允许压应力(为),或为在任意阶段,全截面承压,截面上不出现拉应力,同时截面上最大压应力小于允许压应力。写成计算式为:对于截面上缘(5-5)(5-6)对于截面下缘(5-7)(5-8)式中:—由预应力产生的应力,W—截面抗弯模量,—混凝土轴心抗压标准强度。Mmax、Mmin项的符号当为正弯矩时取正值,当为负弯矩时取负值,且按代数值取大小。94
一般情况下,由于梁截面较高,受压区面积较大,上缘和下缘的压应力不是控制因素,为简便计算,可只考虑上缘和下缘的拉应力的这个限制条件(求得预应力筋束数的最小值)。公式(5-5)变为(5-9)公式(5-7)变为(5-10)由预应力钢束产生的截面上缘应力和截面下缘应力分为三种情况讨论:1)截面上下缘均配有力筋和以抵抗正负弯矩,由力筋在截面上下缘产生的压应力分别为:(5-11)(5-12)将式(5-9)、(5-10)分别代入式(5-11)、(5-12),解联立方程后得到:(5-13)(5-14)令代入式(5-13)、(5-14)中得到:(5-15)94
(5-16)式中:Ap—每束预应力筋的面积;—预应力筋的永存应力(可取0.5~0.75估算);e—预应力力筋重心离开截面重心的距离;K—截面的核心距;A—混凝土截面面积,取有效截面计算。2)当截面只在下缘布置力筋以抵抗正弯矩时当由上缘不出现拉应力控制时:(5-17)当由下缘不出现拉应力控制时:(5-18)3)当截面中只在上缘布置力筋以抵抗负弯矩时:当由上缘不出现拉应力控制时:(5-19)94
当由下缘不出现拉应力控制时:(5-20)当按上缘和下缘的压应力的限制条件计算时(求得预应力筋束数的最大值)。可由前面的式(5-6)和式(5-8)推导得:(5-21)(5-22)有时需调整束数,当截面承受负弯矩时,如果截面下部多配根束,则上部束也要相应增配根,才能使上缘不出现拉应力,同理,当截面承受正弯矩时,如果截面上部多配根束,则下部束也要相应增配根。其关系为:当承受时,当承受时,5.2预应力钢束布置连续梁预应力钢束的配置不仅要满足《桥规》(TB10002.3—99)构造要求,还应考虑以下原则:1、应选择适当的预应力束的型式与锚具型式,对不同跨径的梁桥结构,要选用预加力大小恰当的预应力束,以达到合理的布置型式。2、应力束的布置要考虑施工的方便,也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束,而导致在结构中布置过多的锚具。3、预应力束的布置,既要符合结构受力的要求,又要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次内力。94
4、预应力束的布置,应考虑材料经济指标的先进性,这往往与桥梁体系、构造尺寸、施工方法的选择都有密切关系。5、预应力束应避免合用多次反向曲率的连续束,因为这会引起很大的摩阻损失,降低预应力束的效益。6、预应力束的布置,不但要考虑结构在使用阶段的弹性力状态的需要,而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。7、纵向预应力索为结构主要受力钢筋,为了设计和施工方便,进行对称布束,锚头尽量靠近压应力区.8、应留有一定数量的备用管道,一般占总数的1%。9、钢束在横断面中布置时直束靠近顶板位置,直接锚固在齿板上,弯束布置在腹板上,便于下弯锚固5.3预应力损失根据《桥规》(JTGD62-2004)第6.2.1条规定,预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中,由于施工中预应力索的张拉采用后张法,应考虑由下列因素引起的预应力损失:预应力钢筋与管道壁之间的摩擦σl4锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩σl2预应力钢筋与台座之间的温差σl3混凝土的弹性压缩σl4预应力钢筋的应力松弛σl5混凝土的收缩和徐变σl6预应力损失包括:摩阻损失、锚具变形及钢筋回缩、混凝土的弹性压缩、预应力筋的应力松弛、混凝土的收缩与徐变等。5.3.1摩阻损失摩阻损失指的是预应力筋与管道间的摩察损失δs1,由规定,按以下公式计算:94
σcon——张拉钢筋时锚下的控制应力(=0.75),μ——预应力钢筋与管道壁的摩擦系数θ——从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和,以rad计,k——管道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取0.0015x——从张拉端至计算截面的管道长度,以米计。系数k及μ的值管道类型Kμ橡胶管抽芯成型的管道0.00150.55铁皮套管0.00300.35金属波纹管0.0020~0.00300.20~0.265.3.2.锚具变形损失锚具变形,钢筋回缩和拼装构件的接缝压缩损失δs2,在计算接缝压缩引起的应力损失时,认为接缝在第一批钢束锚固后既完成全部变形量,以后锚固得各批钢束对该接缝不再产生压缩。可按下式计算:Dl——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值;统一取6mm.L——预应力钢筋的有效长度;EP——预应力钢筋的弹性模量。取195GPa。5.3.3.混凝土的弹性压缩损失后张法构件采用分批张拉时,先张拉是钢束由于张拉后批钢束所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失,可按下式计算:94
——在先张拉钢筋重心处,由后张拉各批钢筋而产生的混凝土法向应力;——预应力钢筋与混凝土弹性模量比。若逐一计算的值则甚为繁琐,可采用下列近似计算公式N——计算截面的分批张拉的钢束批数.钢束重心处混凝土法向应力:式中M1为自重弯矩。注意此时计算Np时应考虑摩阻损失、锚具变形及钢筋回缩的影响。预应力损失产生时,预应力孔道还没压浆,截面特性取静截面特性(即扣除孔道部他的影响)。对悬臂拼装结构,作如下近似假设,可使先张拉钢束重心处由后张拉各批钢束产生的混凝土法向应力计算简化:(1)每悬臂拼装一段,相应张拉一批力筋;假设每批张拉预应力都相同,且都作用在全部预应力重心处;(2)在同一计算截面上,每一悬拼梁段自重所产生的自重弯矩都假设相等。5.3.4预应力筋的引力松弛损失预应力筋的引力松弛损失指的是由钢绞线组成的预应力钢束,在采用超张拉方法施工中,由钢绞线松弛引起的损失终极值。此项应力损失可根据〈〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉〉JTGD62—2004表6.2.6条的规定,按下列公式计算。对于钢丝、钢绞线,本设计中采用:94
=ψ·ξ(MPa)式中:ψ——张拉系数,一次张拉时,ψ=1.0;超张拉时,ψ=0.9;ξ——钢筋松弛系数,I级松弛(普通松弛),ξ=1.0;II级松弛(低松弛),ξ=0.3;——传力锚固时的钢筋应力,对后张法构件=---;对先张法构件,=-。5.3.5收缩徐变损失由混凝土收缩和徐变引起的预应力钢筋应力损失,这种损失可由以下公式计算:(5.1.5-1)(5.1.5-2)(5.1.5-3)(5.1.5-4)式中:、——构件受拉、受压全部纵向钢筋截面重心处由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失;、——构件受拉、受压全部纵向钢筋截面重心处由预习应力产生的混凝土法向应力;94
——截面回转半径,,后张法采用净截面特性、——构件受拉区、受压区纵向普通钢筋截面重心至构件截面重心的距离;——预应力钢筋传力锚固龄期为,计算考虑的龄期为t时的混凝土收缩、徐变,其终极值可按〈〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉〉JTGD62—2004中表6.2.7取用;——加载龄期为,计算考虑的龄期为t时的徐变系数,可按〈公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范〉〉JTGD62—2004中表6.2.7取用.5.4预应力计算(使用阶段扣除全部损失的有效预应力值)(张拉锚固阶段的有效预应力)表5.1预应力钢束估算表单元位置顶/底Mg1(N*mm)Msum(N*mm)Mj(N*mm)ey(mm)Ny(N)Ay(mm^2)1I[1]底013.500913.5009-0.84112.597601I[1]顶-65.412513.500913.50090.7069001J[2]底04189.0246035.84-1.33974373.8050.00351J[2]顶-483.875-4934.76-6810.510.70694935.1610.00394I[4]底9869.24712930.5716139.26-1.340911695.130.00934I[4]顶-65.41257396.1866437.9860.7069004J[5]底13594.1816126.6319887.71-1.372414411.410.011494
4J[5]顶-65.412511938.7411325.040.7069008I[8]底18962.6521281.7526053.42-1.331718879.330.0158I[8]顶018660.5918605.950.6947008J[9]底18816.5821743.1426747.54-1.347719382.310.01548J[9]顶-128.65517682.8817313.040.6949009I[9]底18816.5821742.7426747.14-1.349119382.020.01549I[9]顶-128.65217682.4817312.640.4602009J[10]底15614.9419551.5724364.99-1.205617469.810.01399J[10]顶-3215.9812799.4511799.20.7240011I[11]底8500.36513134.4416863.74-1.331311720.920.009311I[11]顶-9755.43966.8052336.1420.63330011J[12]底02476.764724.774-1.02913124.3490.002511J[12]顶-19829.3-8806.33-11585.70.81427661.2830.006114I[14]底0-32126-29814.8-0.470014I[14]顶-50057.8-46715.4-57660.50.877832998.930.026214J[15]底0-56309.9-54153.3-0.22980014J[15]顶-70507.5-72099.4-88418.21.03346317.020.036817I[17]底0-101709-99997.9-1.07320017I[17]顶-108381-118798-1449091.215965672.870.052117J[18]底0-128627-127194-0.60710017J[18]顶-131134-146340-1782071.368874873.910.059494
18I[18]底0-128627-127194-1.19370018I[18]顶-131134-146340-1782071.356174873.910.059418J[19]底0-158452-157309-0.5270018J[19]顶-160168-176888-2151401.506883705.320.066420I[20]底-214.682-192024-191170-0.99250020I[20]顶-192211-211345-2566461.646392424.050.073420J[21]底-241.533-227511-226730-2.55070020J[21]顶-227409-248454-3015131.7618100504.40.079821I[21]底-107.211-227524-226743-2.55070021I[21]顶-227409-248467-3015261.7618100508.80.079821J[22]底214.9917-252803-252001-2.55070021J[22]顶-252698-275124-3337701.7664111256.60.088322I[22]底214.9917-252803-252001-2.55070022I[22]顶-252698-275124-3337701.7664111256.60.088322J[23]底-107.211-227782-227027-2.55070022J[23]顶-227555-248062-3009111.7618100303.70.079623I[23]底-241.533-227768-227014-2.55070023I[23]顶-227555-248049-3008981.7618100299.30.079623J[24]底-214.682-192884-192185-0.99250023J[24]顶-192576-210290-2550481.646391848.590.072925I[25]底0-160162-159398-0.5270094
25I[25]顶-160753-175161-2125271.506882688.790.065625J[26]底0-130961-130043-1.19370025J[26]顶-131938-143948-1745921.356173354.660.058226I[26]底0-130961-130043-0.60710026I[26]顶-131938-143948-1745921.368873354.660.058226J[27]底0-104613-103530-1.07320026J[27]顶-108233-115787-1403541.215963608.420.050529I[29]底0-60020.8-58586.2-0.22980029I[29]顶-70409.9-68492.7-82883.51.03343417.730.034529J[30]底0-35984.8-34302.2-0.470029J[30]顶-49993.9-43234.1-52204.20.877829876.320.023732I[32]底01133.0014089.768-1.07292704.4390.002132I[32]顶-19814.6-8183-9918.420.81546558.7470.005232J[33]底5871.13513626.2318435.34-1.29412813.240.010232J[33]顶-9751.732744.3072046.3620.63440034I[34]底12692.7721913.7228673.13-1.221620558.760.016334I[34]顶-2350.989696.1949049.9890.72340034J[35]底15601.126051.4733883.36-1.332524553.20.019534J[35]顶012736.2712141.80.45910035I[35]底15601.126051.4833883.37-1.331224553.210.019535I[35]顶012736.2812141.810.69380094
35J[71]底15722.0726440.9934404.68-1.331224930.970.019835J[71]顶012889.1212307.590.6938005.5施工阶段应力验算施工阶段法向压应力验算单元位置最大/最小阶段验算Sig_T(kN/m^2)Sig_B(kN/m^2)Sig_TL(kN/m^2)Sig_BL(kN/m^2)Sig_TR(kN/m^2)Sig_BR(kN/m^2)Sig_MAX(kN/m^2)Sig_ALW(kN/m^2)1I[1]最大中跨张拉OK15.86521018.01315.86521018.01315.86521018.0131018.013181441I[1]最小中跨浇筑OK-493.318-587.033-493.318-587.033-493.318-587.033-587.033-14841J[2]最大中跨张拉OK-285.0311695.677-285.0311695.677-285.0311695.6771695.677181441J[2]最小中跨浇筑OK-510.416-397.049-510.416-397.049-510.416-397.049-510.416-14844I[4]最大中跨张拉OK605.52281680.881605.65871680.954605.38681680.8081680.954181444I[4]最小中跨浇筑OK-486.934-607.24-486.934-607.24-486.934-607.24-607.24-14844J[5]最大收缩OK1449.003267.4011441.877263.56431456.128271.23761456.128181444J[5]最小中跨浇筑OK-505.959-460.867-505.959-460.867-505.959-460.867-505.959-14848I[8]最大中跨张拉OK1822.2914379.1321822.4134379.1981822.1684379.0674379.198181448I[8]最小边跨浇筑OK-807.377-424.235-808.969-425.092-805.785-423.378-808.969-14848J[9]最大中跨张拉OK1745.3134635.7281745.4414635.7961745.1864635.6594635.796181448J[9]最小OK94
边跨浇筑-816.755-407.134-818.103-407.859-815.407-406.408-818.103-14849I[9]最大中跨张拉OK2914.9774937.9872915.1034938.0552914.8514937.9194938.055181449I[9]最小边跨浇筑OK401.1616-97.2454399.8286-97.9632402.4946-96.5276-97.9632-14849J[10]最大中跨张拉OK3409.4874099.53409.6214099.5733409.3534099.4284099.573181449J[10]最小边跨浇筑OK604.2498-185.777603.4069-186.231605.0927-185.323-186.231-148411I[11]最大二期OK5328.092476.90785320.977472.75625333.819479.67135333.8191814411I[11]最小施工阶段10OK523.669879.42521084.1511180.903-38.2005576.5597-38.2005-148411J[12]最大二期OK4732.6881413.5854726.6561409.9954737.2361415.6914737.2361814411J[12]最小施工阶段10OK70.40251805.871687.0712137.58-547.751472.677-547.75-148414I[14]最大施工阶段11OK3867.5498092.2563865.718090.9783868.148092.2868092.2861814414I[14]最小施工阶段7OK1050.1221473.8671050.1221473.8671050.1221473.8671050.122-148414J[15]最大施工阶段11OK3366.7618397.1233365.8428396.3713366.5668396.768397.1231814414J[15]最小施工阶段7OK1048.8531581.8821048.8531581.8821048.8531581.8821048.853-148417I[17]最大施工阶段11OK6347.66110153.376347.02110152.826347.42210153.0410153.371814417最小OK94
I[17]施工阶段4932.46651105.964932.46651105.964932.46651105.964932.4665-148417J[18]最大施工阶段11OK6268.1619515.6886267.8039515.3126267.7279515.2729515.6881814417J[18]最小施工阶段4OK1237.223841.22111237.223841.22111237.223841.2211841.2211-148418I[18]最大施工阶段11OK7427.76810105.397427.25110104.937427.50410105.0710105.391814418I[18]最小施工阶段3OK1111.165903.32431111.165903.32431111.165903.3243903.3243-148418J[19]最大施工阶段11OK7171.4779482.9237171.2029482.6147171.0519482.5329482.9231814418J[19]最小施工阶段3OK1224.005757.92521224.005757.92521224.005757.9252757.9252-148420I[20]最大收缩OK7601.85110091.097598.68810089.397605.00810092.7910092.791814420I[20]最小中跨浇筑OK-1008.42-999.533-1008.46-999.555-1008.39-999.516-1008.46-148420J[21]最大收缩OK7082.4049980.1857079.4529978.5967085.3629981.7799981.7791814420J[21]最小中跨浇筑OK-962.495-713.233-962.451-713.208-962.533-713.252-962.533-148421I[21]最大收缩OK7067.1939913.4997064.2239911.8997070.1599915.0969915.0961814421I[21]最小中跨浇筑OK-873.571-907.698-873.577-907.702-873.569-907.697-907.702-148421J[22]最大收缩OK6036.59411317.116033.68611315.546039.50611318.6811318.681814421J[22]最小中跨浇筑OK-980.722-885.099-980.714-885.094-980.726-885.101-980.726-148494
22I[22]最大收缩OK6036.59411317.116033.68511315.546039.50611318.6811318.681814422I[22]最小中跨浇筑OK-980.722-885.1-980.714-885.095-980.726-885.101-980.726-148422J[23]最大收缩OK7066.8589914.0237063.9879912.4767069.7259915.5669915.5661814422J[23]最小中跨浇筑OK-873.571-907.698-873.577-907.702-873.569-907.697-907.702-148423I[23]最大收缩OK7082.0519980.6857079.2099979.1567084.8999982.229982.221814423I[23]最小中跨浇筑OK-962.495-713.233-962.451-713.208-962.533-713.252-962.533-148423J[24]最大收缩OK7600.89510092.587598.00310091.027603.78210094.1310094.131814423J[24]最小中跨浇筑OK-1008.42-999.533-1008.46-999.555-1008.39-999.516-1008.46-148425I[25]最大施工阶段11OK7181.8489467.7067181.5659467.3937181.4299467.3199467.7061814425I[25]最小施工阶段3OK1224.005757.92521224.005757.92521224.005757.9252757.9252-148425J[26]最大施工阶段11OK7437.90210090.157437.37810089.687437.64510089.8310090.151814425J[26]最小施工阶段3OK1111.165903.32411111.165903.32411111.165903.3241903.3241-148426I[26]最大施工阶段11OK6278.49500.3216278.0349499.9416277.9749499.9099500.3211814426I[26]最小施工阶段4OK1237.223841.22111237.223841.22111237.223841.2211841.2211-148426最大OK94
J[27]施工阶段116357.47910138.36356.83110137.756357.24810137.9710138.31814426J[27]最小施工阶段4OK932.46651105.964932.46651105.964932.46651105.964932.4665-148429I[29]最大施工阶段11OK3375.0648383.8883374.1368383.1313374.8768383.538383.8881814429I[29]最小施工阶段7OK1048.8531581.8821048.8531581.8821048.8531581.8821048.853-148429J[30]最大施工阶段11OK3873.7758082.0173871.9288080.7343874.3748082.0518082.0511814429J[30]最小施工阶段7OK1050.1221473.8671050.1221473.8671050.1221473.8671050.122-148432I[32]最大二期OK4561.7192969.8754557.5522967.2884564.3962970.9734564.3961814432I[32]最小施工阶段10OK70.10851817.641687.25052149.604-548.5231484.188-548.523-148432J[33]最大二期OK5117.1512165.175112.1812162.1735120.7272166.7755120.7271814432J[33]最小施工阶段10OK522.8559887.35491083.7741189.066-39.4554584.2504-39.4554-148434I[34]最大中跨张拉OK2702.9695727.9242703.1875728.0422702.755727.8075728.0421814434I[34]最小中跨浇筑OK1627.854-640.5891627.916-640.5561627.793-640.622-640.622-148434J[35]最大中跨张拉OK2229.4566599.692229.686599.8112229.2336599.576599.8111814434J[35]最小中跨浇筑OK1422.594-533.921422.628-533.9021422.56-533.939-533.939-148435最大OK94
I[35]中跨张拉1057.7466281.3791057.9736281.5011057.5186281.2566281.5011814435I[35]最小中跨浇筑OK217.7136-844.776217.7479-844.757217.6794-844.794-844.794-148435J[71]最大中跨张拉OK1079.2586245.6821079.4866245.8051079.036245.566245.8051814435J[71]最小中跨浇筑OK231.9066-870.715231.9338-870.7231.8795-870.73-870.73-1484第六章次内力验算6.1徐变次内力的计算静定结构由混凝土的徐变不会产生徐变次内力。对于超静定结构,由于冗力的存在,混凝土徐变受到多余约束的制约,从而引起徐变次内力,徐变次内力的存在使结构的内力重分布,重分布后的内力可按规范方法进行计算。实际上,徐变次内力是由于体系转换(即从静定结构到超静定结构)而产生的,因此在施工时应尽量避免反复的体系转换次数。6.2预加力引起的二次力矩预加力所引起的二次力矩仅考虑超静定钢束。静定结构该项为零,超定结构该项不为零。6.3温度次内力的计算温度次内力的计算公式按下式计算:1、温差应力N0=A1tαEhM=-N0.e94
M=M+M式中N0—桥面板重心处由温差引起的纵向力;A1—桥面板截面面积;t—温度差;α—混凝土线膨胀系数,按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004的规定采用;Eh—混凝土弹性模量;e=桥面板重心至换算截面重心轴的距离,重心轴以上取正值,以下取负值;M—N0对全截面产生的初弯矩;M—N0对全截面产生的二次弯矩;M—N0对全截面产生的总弯矩;由于箱形截面计算过于复杂,计算时我们可以先把它换算成工字形截面,只要保证面积相等,惯性矩相等即可。第七章桥梁内力组合7.1内力组合的原则公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计:1只有在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。2当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。94
3施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。4多个偶然作用不同时参与组合。7.2承载能力极限状态下的效应组合公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用以下两种作用效应组合:基本组合和偶然组合。基本组合是永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其效应组合表达式为:或式中—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值;—结构重要性系数,按《通规》JTGD60-2004表1.0.9规定的结构设计安全等级采用,对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9;—第个永久作用效应的分项系数,应按《通规》JTGD60-2004表4.1.6的规定采用;、—第个永久作用效应的标准值和设计值;—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数,取=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时,则该作用取代汽车荷载,其分项系数应采用汽车荷载的分项系数;对专为承受某作用而设置的结构或装置,设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值;计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载,其分项系数也与汽车荷载取同值;94
、—汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值;—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的其他第个可变作用效应的分项系数,取=1.4,但风荷载的分项系数取=1.1;、—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他第个可变作用效应的标准值和设计值;—在作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数,当永久作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作用)组合时,人群荷载(或其他一种可变作用)的组合系数取=0.80;当除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种其他可变作用参与组合时,其组合系数取=0.70;尚有三种可变作用参与组合时,其组合系数取=0.60;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时,取=0.50。7.3正常使用极限状态下的效应组合公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用以下两种效应组合:(1)作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合,其效应组合表达式为:式中—作用短期效应组合设计值;94
—第个可变作用效应的频率值系数,汽车荷载(不计冲击力)=0.7,人群荷载=1.0,风荷载=0.75,温度梯度作用=0.8,其他作用=1.0;—第个可变作用效应的频率值。(2)作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合表达式为:第八章主梁截面验算预应力混凝土梁从预加力开始到承载破坏,需经受预加应力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等四个受力阶段,为保证主梁受力可靠并予以控制,应对控制截面进行各个阶段的验算。8.1正截面抗弯承载力验算在承载能力极限状态下,预应力混凝土梁沿着正截面和斜截面都有可能破坏,翼缘位于受压区的T形截面或I形截面受弯构件,箱形截面受弯构件的正截面承载能力可参照T形截面计算(1)当符合下列条件时(1)应以宽度为的矩形截面按下面公式计算正截面抗弯承载力:(2)混凝土受压区高度应按下式计算:(3)94
截面受压区高度应符合下列要求:(4)当受压区配有纵向普通钢筋和预应力钢筋,且预应力钢筋受压即()为正时(5)当受压区仅配纵向普通钢筋或配普通钢筋和预应力钢筋,且预应力钢筋受拉即()为负时(6)(2)当不符合公式的条件时,计算中应考虑截面腹板受压的作用,其正截面抗弯承载力应按下列规定计算:(7)此时,受压区高度应按下列公式计算,应应符合(4)、(5)、(6)的要求。(8)式中—桥梁结构的重要性系数,按《预规》JTGD62-2004第5.1.5条的规定采用,本设计为二级,取=1.0;—弯矩组合设计值;—混凝土轴心抗压强度设计值,按《预规》JTGD62-2004表3.1.4采用;—纵向预应力钢筋的抗拉强度设计值,按《预规》JTGD62-2004表3.2.3-2采用;94
—受拉区纵向预应力钢筋的截面面积;—矩形截面宽度或T形截面腹板宽度,本设计应为箱形截面腹板总宽度;—截面有效高度,,此处为截面全高;、—受拉区、受压区普通钢筋和预应力钢筋的合力点至受拉区边缘、受压区边缘的距离;—受压区普通钢筋合力点至受压区边缘的距离;—T形或I形截面受压翼缘厚度;—T形或I形截面受压翼缘的有效宽度,按《预规》JTGD62-2004第4.2.2的规定采用。使用阶段正截面抗弯验算单元位置最大/最小组合名称类型验算rMu(kN*m)Mn(kN*m)1I[1]最大cLCB3-OK14.8518816.0141I[1]最小cLCB1-OK14.8518816.0141J[2]最大cLCB11FX-MAXOK6639.42411462.011J[2]最小cLCB6FX-MINOK7491.561202.53634I[4]最大cLCB5FX-MAXOK18279.2722875.524I[4]最小cLCB12FX-MINOK7520.18722875.524J[5]最大cLCB5FX-MAXOK22643.2223211.264J[5]最小cLCB12FX-MINOK13096.4923211.268I[8]最大cLCB5FX-MAXOK30186.1448435.758I[8]最小cLCB12FX-MINOK21739.3648435.758J[9]最大cLCB5FX-MAXOK31190.3248804.5794
8J[9]最小cLCB12FX-MINOK20517.748804.579I[9]最大cLCB5FX-MAXOK31189.5950404.599I[9]最小cLCB12FX-MINOK20517.0250404.599J[10]最大cLCB5FX-MAXOK29048.8645917.689J[10]最小cLCB12FX-MINOK14851.9345917.6811I[11]最大cLCB5FX-MAXOK21257.3325499.411I[11]最小cLCB12FX-MINOK4825.76725499.411J[12]最大cLCB11FX-MAXOK7841.41321438.2911J[12]最小cLCB6FX-MINOK-9571.360472.2314I[14]最大cLCB12FX-MAXOK-29398.8139493.814I[14]最小cLCB5FX-MINOK-59349.6139493.814J[15]最大cLCB12FX-MAXOK-55770.1176239.614J[15]最小cLCB5FX-MINOK-92701.7176239.617I[17]最大cLCB12FX-MAXOK-10559723960117I[17]最小cLCB5FX-MINOK-15412023960117J[18]最大cLCB12FX-MAXOK-135212328233.817J[18]最小cLCB5FX-MINOK-190387328233.818I[18]最大cLCB12FX-MAXOK-135212279652.718I[18]最小cLCB5FX-MINOK-190387279652.718J[19]最大cLCB12FX-MAXOK-168038385247.218J[19]最小cLCB5FX-MINOK-230651385247.220I[20]最大cLCB12FX-MAXOK-213312376695.120I[20]最小cLCB5FX-MINOK-285941376695.120J[21]最大cLCB12FX-MAXOK-252578507826.420J[21]最小cLCB5FX-MINOK-335475507826.421I[21]最大cLCB12FX-MAXOK-252697507826.421I[21]最小cLCB5FX-MINOK-335615507826.421J[22]最大cLCB12FX-MAXOK-28028050850394
21J[22]最小cLCB5FX-MINOK-37084250850322I[22]最大cLCB12FX-MAXOK-28028050850322I[22]最小cLCB5FX-MINOK-37084250850322J[23]最大cLCB12FX-MAXOK-252809507826.422J[23]最小cLCB5FX-MINOK-334697507826.423I[23]最大cLCB12FX-MAXOK-252690507826.423I[23]最小cLCB5FX-MINOK-334558507826.423J[24]最大cLCB12FX-MAXOK-213927376695.223J[24]最小cLCB5FX-MINOK-283582376695.225I[25]最大cLCB12FX-MAXOK-169534385247.225I[25]最小cLCB5FX-MINOK-226815385247.225J[26]最大cLCB12FX-MAXOK-137243279651.125J[26]最小cLCB5FX-MINOK-185086279651.126I[26]最大cLCB12FX-MAXOK-137243328233.826I[26]最小cLCB5FX-MINOK-185086328233.826J[27]最大cLCB12FX-MAXOK-10807923960026J[27]最小cLCB5FX-MINOK-14742523960029I[29]最大cLCB12FX-MAXOK-58641176239.629I[29]最小cLCB5FX-MINOK-84207.2176239.629J[30]最大cLCB12FX-MAXOK-31928.6139493.929J[30]最小cLCB5FX-MINOK-50460.1139493.932I[32]最大cLCB6FX-MAXOK10378.9225976.4932I[32]最小cLCB11FX-MINOK-4022.2160936.7232J[33]最大cLCB6FX-MAXOK27243.3129533.4732J[33]最小cLCB11FX-MINOK8054.69529533.4734I[34]最大cLCB6FX-MAXOK38504.8943475.8534I[34]最小cLCB11FX-MINOK15758.6943475.8534J[35]最大cLCB6FX-MAXOK44236.1747074.7494
34J[35]最小cLCB11FX-MINOK19159.7147074.7435I[35]最大cLCB6FX-MAXOK44236.1845454.4635I[35]最小cLCB11FX-MINOK19159.7245454.4635J[71]最大cLCB6FX-MAXOK44809.6145456.1435J[71]最小cLCB11FX-MINOK19342.0745456.148.2持久状况正常使用极限状态应力验算预应力混凝土连续梁在各个受力阶段均有其不同受力特点。从一开始施加预应力,其预应力钢筋和混凝土就开始处于高应力下。为保证构件在各个阶段的安全,除了要进行强度验算外,还必须对其施工和使用阶段的应力情况分别进行验算。8.2.1正截面抗裂验算正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算,并应符合下列要求:1)全预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下预制构件(1)分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件(2)2)A类预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下(3)但在荷载长期效应组合下(4)斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算,并应符合下列要求:1)全预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下预制构件94
(5)现场浇筑(包括预制拼装)构件(6)2)A类和B类预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下预制构件(7)现场浇筑(包括预制拼装)构件(8)式中—在作用(或荷载)短期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力,按公式(1)计算;—在荷载长期效应组合下构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力,按公式(2)计算;—扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂验算边缘产生的混凝土预压力,按《预规》JTGD62-2004第6.1.5条规定计算;—由作用(或荷载)短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力,按《预规》JTGD62-2004第6.3.3条规定计算;—混凝土的抗拉强度标准值,按《预规》JTGD62-2004表3.1.3采用。受弯构件由作用(或荷载)产生的截面抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力,应按下列公式计算:(9)94
(10)式中—按作用(或荷载)短期效应组合计算的弯矩值;—按荷载长期效应组合计算的弯矩值,在组合的活荷载弯矩中,仅考虑汽车、人群等直接作用于构件的荷载产生的弯矩值。注:后张法构件在计算预施应力阶段由构件自重产生的拉应力时,公式(9)、(10)中的可改用,为构件净截面抗裂验算边缘的弹性抵抗矩。正截面抗裂验算单元位置组合名称短/长类型验算Sig_MAX(kN/m^2)Sig_ALW(kN/m^2)1I[1]cLCB13长期-OK15.208301I[1]cLCB14短期FX-MAXOK15.2083-18551J[2]cLCB19长期FX-MINOK69.43101J[2]cLCB18短期FX-MINOK-741.157-18552I[2]cLCB19长期FX-MINOK667.64302I[2]cLCB18短期FX-MINOK-748.295-18552J[3]cLCB19长期FX-MAXOK2.99602J[3]cLCB17短期FX-MAXOK-301.539-18553I[3]cLCB18短期FX-MINOK165.0714-18553I[3]cLCB19长期FX-MINOK314.110503J[4]cLCB19长期FX-MAXOK683.836603J[4]cLCB17短期FX-MAXOK439.0993-18554I[4]cLCB19长期FX-MAXOK675.561404I[4]cLCB17短期FX-MAXOK430.8241-18554J[5]cLCB19长期FX-MAXOK3.383904J[5]cLCB17短期FX-MAXOK-204.05-185594
5I[5]cLCB17短期FX-MAXOK1063.668-18555I[5]cLCB19长期FX-MAXOK1270.205J[6]cLCB19长期FX-MAXOK1152.67105J[6]cLCB17短期FX-MAXOK960.0474-18556I[6]cLCB19长期FX-MAXOK1135.07606I[6]cLCB17短期FX-MAXOK942.4523-18556J[7]cLCB19长期FX-MAXOK918.432406J[7]cLCB17短期FX-MAXOK734.0726-18557I[7]cLCB19长期FX-MAXOK2135.83807I[7]cLCB17短期FX-MAXOK1952.252-18557J[8]cLCB17短期FX-MAXOK2306.212-18557J[8]cLCB19长期FX-MAXOK2495.65308I[8]cLCB17短期FX-MAXOK2466.66-18558I[8]cLCB19长期FX-MINOK2520.5808J[9]cLCB19长期FX-MINOK2428.83508J[9]cLCB18短期FX-MINOK2387.409-18559I[9]cLCB19长期FX-MAXOK3081.24809I[9]cLCB17短期FX-MAXOK2844.278-18559J[10]cLCB17短期FX-MAXOK1955.415-18559J[10]cLCB19长期FX-MAXOK2267.334010I[10]cLCB19长期FX-MAXOK1017.546010I[10]cLCB17短期FX-MAXOK704.1969-185510J[11]cLCB19长期FX-MAXOK1038.472010J[11]cLCB17短期FX-MAXOK685.6492-185511I[11]cLCB19长期FX-MAXOK37.3449011I[11]cLCB17短期FX-MAXOK-391.631-185511J[12]cLCB19长期FX-MAXOK903.9089011J[12]cLCB17短期FX-MAXOK547.8125-185594
12I[12]cLCB17短期FX-MAXOK470.2781-185512I[12]cLCB19长期FX-MAXOK827.0661012J[13]cLCB19长期FX-MAXOK2125.413012J[13]cLCB17短期FX-MAXOK1797.676-185513I[13]cLCB19长期FX-MAXOK2363.007013I[13]cLCB17短期FX-MAXOK2034.946-185513J[14]cLCB19长期FX-MAXOK4076.322013J[14]cLCB18短期FX-MAXOK3797.675-185514I[14]cLCB18短期FX-MAXOK4662.709-185514I[14]cLCB19长期FX-MAXOK4940.995014J[15]cLCB19长期FX-MINOK4905.402014J[15]cLCB17短期FX-MINOK4636.418-185515I[15]cLCB19长期FX-MINOK5952.556015I[15]cLCB17短期FX-MINOK5684.459-185515J[16]cLCB19长期FX-MINOK5439.894015J[16]cLCB17短期FX-MINOK5171.098-185516I[16]cLCB19长期FX-MINOK6416.489016I[16]cLCB17短期FX-MINOK6148.667-185516J[17]cLCB17短期FX-MINOK5730.735-185516J[17]cLCB19长期FX-MINOK5996.237017I[17]cLCB19长期FX-MINOK6943.116017I[17]cLCB17短期FX-MINOK6678.631-185517J[18]cLCB19长期FX-MINOK6561.173017J[18]cLCB17短期FX-MINOK6300.119-185518I[18]cLCB19长期FX-MINOK7645.447018I[18]cLCB17短期FX-MINOK7385.581-185518J[19]cLCB17短期FX-MINOK6879.917-185518J[19]cLCB19长期FX-MINOK7136.298094
19I[19]cLCB19长期FX-MINOK8206.494019I[19]cLCB17短期FX-MINOK7951.259-185519J[20]cLCB19长期FX-MINOK7678.878019J[20]cLCB17短期FX-MINOK7427.078-185520I[20]cLCB19长期FX-MINOK7267.094020I[20]cLCB17短期FX-MINOK7016.401-185520J[21]cLCB19长期FX-MINOK6752.023020J[21]cLCB17短期FX-MINOK6504.415-185521I[21]cLCB17短期FX-MINOK6486.048-185521I[21]cLCB19长期FX-MINOK6735.006021J[22]cLCB19长期FX-MINOK5681.55021J[22]cLCB17短期FX-MINOK5415.235-185522I[22]cLCB19长期FX-MINOK5681.549022I[22]cLCB17短期FX-MINOK5415.235-185522J[23]cLCB19长期FX-MINOK6745.211022J[23]cLCB17短期FX-MINOK6503.917-185523I[23]cLCB17短期FX-MINOK6522.853-185523I[23]cLCB19长期FX-MINOK6762.556023J[24]cLCB19长期FX-MINOK7296.806023J[24]cLCB17短期FX-MINOK7068.434-185524I[24]cLCB19长期FX-MINOK7703.42024I[24]cLCB17短期FX-MINOK7474.007-185524J[25]cLCB19长期FX-MINOK8255.135024J[25]cLCB17短期FX-MINOK8040.449-185525I[25]cLCB19长期FX-MINOK7184.532025I[25]cLCB17短期FX-MINOK6968.841-185525J[26]cLCB17短期FX-MINOK7525.846-185525J[26]cLCB19长期FX-MINOK7722.976094
26I[26]cLCB19长期FX-MINOK6638.643026I[26]cLCB17短期FX-MINOK6440.562-185526J[27]cLCB19长期FX-MINOK7055.031026J[27]cLCB17短期FX-MINOK6879.357-185527I[27]cLCB19长期FX-MINOK6108.382027I[27]cLCB17短期FX-MINOK5931.975-185527J[28]cLCB17短期FX-MINOK6417.965-185527J[28]cLCB19长期FX-MINOK6567.532028I[28]cLCB19长期FX-MINOK5591.008028I[28]cLCB17短期FX-MINOK5440.831-185528J[29]cLCB19长期FX-MINOK6132.722028J[29]cLCB17短期FX-MINOK6005.011-185529I[29]cLCB19长期FX-MINOK5085.59029I[29]cLCB17短期FX-MINOK4957.37-185529J[30]cLCB19长期FX-MAXOK5061.579029J[30]cLCB18短期FX-MAXOK4856.233-185530I[30]cLCB18短期FX-MAXOK4696.78-185530I[30]cLCB19长期FX-MAXOK4902.191030J[31]cLCB19长期FX-MAXOK3690.34030J[31]cLCB18短期FX-MAXOK3373.444-185531I[31]cLCB19长期FX-MAXOK3601.967031I[31]cLCB18短期FX-MAXOK3285.251-185531J[32]cLCB19长期FX-MAXOK2350.022031J[32]cLCB18短期FX-MAXOK1880.997-185532I[32]cLCB18短期FX-MAXOK1816.588-185532I[32]cLCB19长期FX-MAXOK2284.985032J[33]cLCB19长期FX-MAXOK1250032J[33]cLCB18短期FX-MAXOK619.5117-185594
33I[33]cLCB19长期FX-MAXOK2019.45033I[33]cLCB18短期FX-MAXOK1390.741-185533J[34]cLCB19长期FX-MAXOK1520.247033J[34]cLCB18短期FX-MAXOK747.6901-185534I[34]cLCB18短期FX-MAXOK1503.211-185534I[34]cLCB19长期FX-MAXOK2273.31034J[35]cLCB19长期FX-MAXOK2759.49034J[35]cLCB18短期FX-MAXOK1881.488-185535I[35]cLCB18短期FX-MAXOK1542.309-185535I[35]cLCB19长期FX-MINOK2342.216035J[71]cLCB19长期FX-MAXOK2354.817035J[71]cLCB18短期FX-MAXOK1457.181-18558.2.2斜截面抗裂验算斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算,并应符合下列要求:全预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下预制构件(1)现场浇筑(包括预制拼装)构件(2)斜截面抗裂验算单元位置组合名称类型验算Sig_P5Sig_P6Sig_P7Sig_P8Sig_P9Sig_P10Sig_MAXSig_AP94
(kN/m^2)(kN/m^2)(kN/m^2)(kN/m^2)(kN/m^2)(kN/m^2)(kN/m^2)(kN/m^2)1I[1]cLCB18FX-MAXOK-1613.88-1613.88-1581.92-1581.92-1230.96-1230.96-1613.88-13251J[2]cLCB18FX-MAXOK-1539.88-1539.88-1521.7-1521.7-1223.59-1223.59-1539.88-13254I[4]cLCB18FX-MINOK-1017.14-1013.13-1001.75-997.828-772.945-769.558-1017.14-13254J[5]cLCB18FX-MINOK-946.623-942.904-981.222-977.393-936.637-932.535-981.222-13258I[8]cLCB17FX-MAXOK-58.5061-58.7501-60.0502-60.2956-49.9164-50.1562-60.2956-13258J[9]cLCB17FX-MAXOK-47.605-47.8414-48.7274-48.9655-40.0207-40.2501-48.9655-13259I[9]cLCB18FX-MINOK-244.63-243.532-247.659-246.555-197.567-196.605-247.659-13259J[10]cLCB18FX-MINOK-11.3716-11.1983-11.7988-11.6198-9.9936-9.8232-11.7988-132511I[11]cLCB17FX-MAXOK-64.8198-64.5207-79.2204-78.8286-179.561-177.975-391.631-132511J[12]cLCB17FX-MAXOK-321.092-321.879-378.624-379.423-520.614-521.182-521.182-132514I[14]cLCB17FX-MAXOK-81.4518-81.5484-91.4409-91.5414-76.4987-76.5987-91.5414-132514J[15]cLCB17FX-MAXOK-341.319-341.507-365.809-365.997-253.923-254.105-365.997-132517I[17]cLCB18FX-MINOK-1.6686-1.6516-1.7172-1.7009-0.9749-0.9637-1.7172-132517-132594
J[18]cLCB17FX-MAXOK-84.7886-84.8942-94.4939-94.6014-56.7826-56.8672-94.601418I[18]cLCB17FX-MAXOK-1.3035-1.3159-1.4874-1.5003-0.9177-0.9276-1.5003-132518J[19]cLCB17FX-MAXOK-64.2589-64.3422-74.6135-74.6999-44.3337-44.4012-74.6999-132520I[20]cLCB17FX-MAXOK-0.6671-0.6597-0.7884-0.7807-0.4464-0.441-0.7884-132520J[21]cLCB17FX-MAXOK-83.0862-82.9708-100.162-100.041-54.6013-54.5246-100.162-132521I[21]cLCB17FX-MAXOK-498.096-497.933-599.014-598.838-336.514-336.426-599.014-132521J[22]cLCB17FX-MAXOK-697.029-696.788-765.568-765.353-394.728-394.637-765.568-132522I[22]cLCB17FX-MINOK-752.35-752.014-777.029-776.754-378.724-378.606-777.029-132522J[23]cLCB17FX-MINOK-535.225-534.995-609.834-609.611-323.53-323.419-609.834-132523I[23]cLCB17FX-MINOK-92.3914-92.3136-104.9-104.824-53.8304-53.7894-104.9-132523J[24]cLCB17FX-MINOK-1.2075-1.2026-1.3527-1.3479-0.7204-0.7172-1.3527-132525I[25]cLCB17FX-MINOK-73.0766-73.0626-80.4925-80.4787-44.7781-44.7712-80.4925-132525J[26]cLCB17FX-MINOK-2.3571-2.3562-2.5632-2.5624-1.4809-1.4803-2.5632-132526I[26]cLCB17FX-MINOK-96.8811-96.8647-102.359-102.344-57.3246-57.3172-102.359-132526-132594
J[27]cLCB17FX-MINOK-1.4701-1.4696-1.5382-1.5377-0.8919-0.8916-1.538229I[29]cLCB17FX-MINOK-384.289-384.212-390.924-390.85-245.733-245.692-390.924-132529J[30]cLCB17FX-MINOK-100.111-100.081-107.374-107.342-79.5725-79.5476-107.374-132532I[32]cLCB17FX-MINOK-361.395-361.202-383.818-383.601-330.502-330.289-383.818-132532J[33]cLCB18FX-MINOK-76.2202-76.0539-83.4942-83.3054-86.0797-85.8361-86.0797-132534I[34]cLCB17FX-MINOK-67.6002-67.5658-68.9617-68.9262-54.9128-54.8864-68.9617-132534J[35]cLCB18FX-MAXOK-189.984-189.796-206.736-206.522-227.854-227.546-227.854-132535I[35]cLCB17FX-MINOK-69.3802-69.4783-66.4253-66.5227-43.5805-43.6678-69.4783-132535J[71]cLCB17FX-MINOK-26.1978-26.2797-25.1138-25.1934-16.5018-16.5664-26.2797-13258.2.3使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算受压区混凝土的最大压应力(1)(2)式中—由预加力产生的混凝土法向拉应力—混凝土法向压应力;MK—按荷载标准值组合计算的弯矩值;94
8.2.4预应力钢筋中的拉应力验算(1)(2)式中——预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;——受拉区预应力钢筋扣除全部预应力损失后的有效应力;——混凝土法向拉应力,——预应力钢筋应力受拉区钢束拉应力验算钢束验算Sig_DL(kN/m^2)Sig_LL(kN/m^2)Sig_ADL(kN/m^2)Sig_ALL(kN/m^2)B1OK1098109117798613950001209000B1-复制OK1098109117799713950001209000B2OK1068403116476213950001209000B2-复制OK1068403116477513950001209000B3OK1022739113892313950001209000B3-复制OK1022739113893813950001209000B4OK1036420113243113950001209000B4-复制OK1036420113244913950001209000B5OK1002306106371013950001209000B5-复制OK1002306106373013950001209000SB1OK762079.8889166.913950001209000SB1-复制OK762079.888921013950001209000SB1-复制-复制OK762079.8889209.61395000120900094
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21I[21]cLCB23FX-MINOK11005.371620021J[22]cLCB23FX-MINOK12485.061620022I[22]cLCB23FX-MINOK12485.061620022J[23]cLCB23FX-MINOK10971.571620023I[23]cLCB23FX-MINOK11043.531620023J[24]cLCB23FX-MINOK11137.211620025I[25]cLCB23FX-MINOK10426.051620025J[26]cLCB23FX-MINOK10592.71620026I[26]cLCB23FX-MINOK10039.221620026J[27]cLCB23FX-MINOK10121.271620029I[29]cLCB23FX-MINOK7149.21620029J[30]cLCB24FX-MAXOK6668.4291620032I[32]cLCB24FX-MAXOK5455.6661620032J[33]cLCB24FX-MAXOK6317.4881620034I[34]cLCB24FX-MAXOK5358.7211620034J[35]cLCB24FX-MAXOK5225.3121620035I[35]cLCB24FX-MAXOK4121.2771620035J[71]cLCB24FX-MAXOK4183.70216200使用阶段斜截面主压应力验算单元位置组合名称类型验算Sig_P5(kN/m^2)Sig_P6(kN/m^2)Sig_P7(kN/m^2)Sig_P8(kN/m^2)Sig_P9(kN/m^2)Sig_P10(kN/m^2)Sig_MAX(kN/m^2)Sig_AP(kN/m^2)1I[1]cLCB24FX-MAXOK2356.1752356.1752424.492424.492395.5712395.5712424.49194401J[2]cLCB24FX-MINOK1007.9551007.9551226.4691226.4692244.0812244.0812782.3641944094
4I[4]cLCB24FX-MINOK2016.5752020.1822092.8172096.5422202.5262206.8932206.893194404J[5]cLCB23FX-MINOK2145.3122149.132114.5872118.3231800.0331803.5992149.13194408I[8]cLCB24FX-MINOK2628.592635.7772673.5082680.6972837.6932844.9132939.995194408J[9]cLCB24FX-MINOK2616.552623.6192720.4332727.513102.2413109.3643336.372194409I[9]cLCB23FX-MAXOK3724.5313731.2773576.5053583.2253010.663017.3494052.808194409J[10]cLCB23FX-MAXOK3865.7163872.83543.7243550.8192375.7332382.8634623.2111944011I[11]cLCB23FX-MAXOK4373.2214381.6373610.0323618.3271085.6751092.1635979.7771944011J[12]cLCB23FX-MAXOK4507.2654515.5753888.2453896.5571990.4211998.3355396.1391944014I[14]cLCB24FX-MAXOK6427.0826430.7856012.7686016.4754982.0124985.7196838.5861944014J[15]cLCB23FX-MINOK5301.8685304.8685994.9775997.9747350.7217353.6897884.4741944017I[17]cLCB23FX-MINOK7094.2387096.3588081.4668083.5879824.1399826.26610559.271944017J[18]cLCB23FX-MINOK6749.836751.8677857.1667859.1979640.2469642.2510339.851944018I[18]cLCB23FX-MINOK7697.8587699.8398665.698667.67210251.8510253.8310892.221944018J[19]cLCB23FX-MINOK7228.4357230.3318331.1778333.079988.3849990.25710613.471944094
20I[20]cLCB23FX-MINOK7348.3897351.7988658.0868661.49510536.7210540.1311236.721944020J[21]cLCB23FX-MINOK6903.0196906.0968405.6628408.74610387.3710390.511076.531944021I[21]cLCB23FX-MINOK7290.5897293.6148823.868826.89910562.2510565.3811005.371944021J[22]cLCB23FX-MINOK6718.3366721.218998.9589001.89611709.4511712.5212485.061944022I[22]cLCB23FX-MINOK6839.0246841.7959123.4849126.33311771.7811774.812485.061944022J[23]cLCB23FX-MINOK7406.6677409.5078934.5248937.3810597.5110600.4810971.571944023I[23]cLCB23FX-MINOK6965.3556968.338454.4518457.43210387.6510390.6711043.531944023J[24]cLCB23FX-MINOK7403.4467406.558662.4028665.50610466.3110469.4211137.211944025I[25]cLCB23FX-MINOK7359.0857360.4088378.4968379.8219880.1789881.51110426.051944025J[26]cLCB23FX-MINOK7831.0547832.3588669.8978671.20110041.5710042.8710592.71944026I[26]cLCB23FX-MINOK6936.6786937.917917.5757918.8089460.99462.14310039.221944026J[27]cLCB23FX-MINOK7269.1757270.4058082.9378084.1669517.8019519.03110121.271944029I[29]cLCB23FX-MINOK5706.7485708.0466172.9736174.2786972.3646973.7067149.21944029J[30]cLCB24FX-MAXOK6288.0286289.8425941.285943.0935099.9235101.7366668.4291944094
32I[32]cLCB24FX-MAXOK4644.1364649.0174126.24131.0462517.6822522.3685455.6661944032J[33]cLCB24FX-MAXOK4734.4414740.2153995.4614001.2281475.1111480.8066317.4881944034I[34]cLCB24FX-MAXOK4162.9824166.4623659.8823663.3631834.921838.4015358.7211944034J[35]cLCB24FX-MAXOK4331.244334.3793912.9513916.052328.3682331.2425225.3121944035I[35]cLCB24FX-MAXOK3217.973221.3322852.6722856.0321495.0621498.4074121.2781944035J[71]cLCB24FX-MAXOK3250.7383253.9812869.7682872.9961455.1861458.314183.702194408.3短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算预应力混凝土受弯构件按短暂状况计算时,预应力钢筋应扣除相应阶段的预应力损失,荷载采用施工荷载,截面性质采用净截面。在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合下列规定:1压应力(8.3-1)2拉应力1)当时,预拉区应配置其配筋率不小于0.2%的纵向钢筋;2)当时,预拉区应配置其配筋率不小于0.4%的纵向钢筋;3)当时,预拉区应配置的纵向钢筋配筋率按以上两者直线内差取用。式中、——按短暂状况计算时截面预压区、预拉区边缘混凝土的压应力、拉应力;94
、——与制作、运输、安装各施工阶段混凝土立方体抗压强度相应的抗压强度、抗拉强度标准。8.4变形计算预应力混凝土构件采用高强度材料;与跨长相比较,其截面尺寸较普通钢筋混凝土构件小,而且预应力混凝土结构所使用的跨径范围一般也较大。因此,设计中应注意混凝土梁的变形验算,以避免因变形过大而影响其使用功能。预应力混凝土受弯构件的挠度是由偏心预加力Np引起的上拱度和外荷载所产生的下挠度两部分组成。对于跨径不大的预应力混凝土简支梁,其总挠度一般是比较小的。预应力混凝土梁变形的精确计算,应同时考虑混凝土收缩、徐变、弹性模量等随时间而变化的影响因素,计算时常借助于计算机。8.4.1预加力引起的上拱度预应力混凝土受弯构件的上拱变形,是由预加力Np引起的,它与外荷载引起的挠度方向相反。在预加力作用下,预应力混凝土受弯构件的上拱值可根据给定的构件刚度用结构力学的方法计算。例如,后张法简支梁跨中的上拱值为Δpe=∫0l8.4.2在使用荷载作用下的挠度在使用荷载作用下,预应力混凝土受弯构件的挠度,可近似的按结构力学的公式进行计算。主要在于合理地确定能够反映构件实际情况的抗弯刚度。《公路桥规》规定,对于全预应力构件及A类部分预应力混凝土构件取抗弯刚度为B0=0.95EcI0。8.4.3预应力混凝土受弯构件的总挠度⑴荷载短期效应下的总挠度ws其计算式为ws=-δpe+wMs式中δpe—永存预加力Npe所产生的上拱值⑵荷载短期效应组合并考虑长期效应影响的挠度值wl94
预应力混凝土受弯构件随时间的增长,由于受压区混凝土徐变、钢筋平均应变增大、受压区与受拉区混凝土收缩不一致导致构件曲率增大以及混凝土弹性模量降低等原因,使得构件挠度增加。因此,计算受弯构件挠度时必须考虑荷载长期作用的影响。《公路桥规》中通过长期增长系数ηѲ来实现,即对荷载短期效应组合计算的挠度值乘以系数得到考虑长期效应的挠度值,同时对预加力引起的上拱值也乘以长期系数得到考虑长期效应的上拱值。8.4.4预拱度的设置由于存在上拱度δpe,预应力混凝土简支梁一般可不设预拱度。但当桥梁跨径较大,或对于下缘混凝土预压应力不是很大的构件,有时会因恒载的长期作用产生过大挠度。故《公路桥规》规定预应力混凝土受弯构件由预加力产生的长期上拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时,可不设预拱度;当预加力的长期上拱值小于按短期荷载效应组合计算的长期挠度时应设预拱度,预拱度值∆按该项荷载的挠度值与预加力长期上拱值之差采用,即∆=WG+1/2WQ对于自重恒载相对于活载较小的预应力混凝土受弯构件,应考虑预加力作用使梁的上拱值过大可能造成的不利影响,必要时在施工中采取设置倒拱的方法,或设计和施工上的措施,避免桥面隆起甚至开裂破坏。设置预拱度时,应按最大的预拱度值沿顺桥向做成平顺的曲线。94
致谢时光飞逝,很快此次毕业设计已经接近尾声,在这15周的设计中使我受益匪浅。首先我要特别感谢刘永健老师,在本论文的写作过程中,我的指导老师刘永健倾注了大量的心血,从选题到开题报告,从写作提纲,到一遍又一遍地指出94
许多具体问题,严格把关,循循善诱,在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我设计期间给我极大关心和帮助的各位同学和朋友。写作毕业论文是一次再系统学习的过程,毕业论文的完成,同样也意味着新的学习生活的开始。在做毕业设计的同时,让我对从前学过的知识又重新温习了一遍,使我对基础知识的掌握有了更深刻的认识,同时也让我学到了很多新的知识,特别是一些桥梁专业的知识,通过毕业设计,将我四年学习的东西串了起来,使我对我的专业有了一个更整体的认识。再者通过毕业设计,使我提高了充分运用基础知识基础理论的能力,毕业设计引导我们用新的思维方法去学习,独立的思考,给了我一次锻炼自己的机会,这在以后的学习和工作中都是非常有好处的。本次毕业设计很大程度上靠的是刘永健老师的尽心指导和周围同学的帮助,通过大家的指导帮助我的毕业设计才得以顺利完成,从而为我的大学本科生涯画上了一个圆满的句号。在此我要向帮助过我的老师以及曾给过我帮助的同学道声忠心的感谢。最后再次感谢公路学院的领导以及老师在百忙之中对我的细心指导,我衷心的感谢各位老师。参考文献1、《结构设计原理》叶见曙人民交通出版社2、土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册陈忠延等编著94
3、《预应力混凝土连续梁桥设计》徐岳、王亚君、万振江。人民交通出版社4、《桥梁工程》范立础人民交通出版社5、《基础工程》教材6、《桥涵水文》教材7、《桥梁计算示例集》人民交通出版社8、《桥梁上部结构计算示例(二)》重庆交通学院等校合编9、中华人民共和国交通部标准.公路工程技术标准(STJ001-97).北京:人民交通出版社,1997.10、中华人民共和国交通部标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85).北京:人民交通出版社,1985.11、中华人民共和国交通部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(STJ023-85).北京:人民交通出版社,1985.12、中华人民共和国交通部标准.公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89).北京:人民交通出版社,1989.94
附录:外文翻译LargespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructioncontroltechnologyofAbstract:Withtherapiddevelopmentofhighwayconstruction,largespanprestressedconcretecontinuousbeambridgehasbeenwidelyusedinbridgeconstructioninordertoensurequalityandsafetyofbridgeconstruction,bridgeconstructioncontrolisessential.Keywords:largespanprestressedcontinuousbeambridgeconstructioncontrol 0Introduction WiththerapidpaceofdevelopmentinChina"smodernization,tothecauseoftherapiddevelopmentofhighwaybridges.Prestressedconcretecontinuousbeambridgewithitsgoodoverallperformance,structuralrigidity,andacrossthelargecapacity,smalldeformation,seismicperformance,andtheopeningofsmoothandattractiveappearanceandgoodcharacteristics,combinedwithdesignandconstructionofthisbridgemoremature,asAfterthesmallbridgemaintenancework,allcontributedtoitswidelyusedinpracticalengineering.Bridgeconstructiontechnologydirectlyaffectsthelevelofthedevelopmentofbridgeconstruction,soastoensurethequalityandsafetyofthebridgeproject,theymustbeeffectiveconstructioncontrol. Alargespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructioncontrolthemeaningof Largespanprestressedconcretecontinuousbridgebetweenthequalityandsafetyofdailyproductionandlifeofgreatsignificance,wemustcontrolitsconstructiontobesufficientattention. 1.1qualityassuranceforlargespanbridgeprestressedconcretebridgeconstructionthroughouttheprocessofstrictcontroltoensureconstructionquality.Formulti-stage,multi-processsystemofself-erectingconstructionoflargespancontinuousbridgesuperstructure,therequiredinternalforceandelevationofthefinalstateverydifficulttomeetthedesignrequirements,itneedstouse94
analysisprogramformulti-phase,multi-processofself-erectingconstructionmethodtosimulatetheinternalforcesanddeformationsofeachstagetocalculatetheexpectedvalueofthefirst,theconstructionoftheactualvalueandexpectedvaluetocompareandadjustuntilitreachesasatisfactorydesignstate. 1.2toensurethesafeuseofthebridgespancontinuousprestressedconcretebridgestructureofsocialsecurityandreliabilityhasbecomeacommonconcern.Toensurethesafetyofthebridgestructure,operation,reliability,durability,ridecomfort,etc.,aswellasbuildingqualityprojects,theimplementationofbridgeconstructioncontrol,bridgeconstructionisanimportantandindispensablecontent.Continuousbeambridgeconstructionintheprocesscontrol,andsetasidelong-termobservationpoint,thebridgewillbetocreatelong-termsafetymonitoringofthecondition,andthustobridgeoperationalphaseoftheconservationworkofthescientificandreliabledataforthesafeuseofthebridgeprovideareliableguarantee. 2largespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructioncontrolofthecontent,methodsandcontrolprocesses 2.1Largespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructioncontrolofthecontent 2.1.1stressmonitoringinlargespanprestressedconcretecontinuousbeambridgestructureoftheDepartmentthepowertocontrolcross-sectionmeasurementpointsshouldbearrangedtoobservetheprocessintheconstructionsectionofstressandstressdistribution.Bridgestructureintheconstructionprocessandintothebridgeinthestateoftheforcesinlinewiththedesign,constructioncontrolisanimportantissuetoclear.Ifitisfoundtheactualstressstateandstressthedifferencebetweentheidealgaugewillanalyzethereasonsforregulation,sothatchangesintheallowablerange.Completionofconstructionofeachsegmentaretoanalyzethestresserror,andpredictedthenextsection,hascompletedthecurrentsegmentorsegmentsoftheconstructionsegmentisaboutwhethertherewillbethestatedoesnotmeetstrengthrequirements,accordingtoforecaststodeterminewhethertheconstructionphaseofthisimplementationofadjustablevariableadjustment. 2.1.2Linearcontrolbridgeconstructioncontrollinecontrolisthebasicrequirementistostrictlycontrolthelinearcontrolboxateachstageandthelateraldisplacementoftheverticaldeflection,ifbiasandalargerdeviationattherighttime,itmustimmediatelyerroranalysisanddeterminethemethodofadjustment,forthenextphaseofconstructiontoprepareamoreaccuratework. 2.1.3temperatureobservationsinthelargespanprestressedconcretecontinuousbridge94
constructionprocess,thetemperatureonthestructureandthestructureoflinearinternalforceoftheimpact.Effectwillcausethemainbeamofsunshineroofandfloorofthetemperaturedifference,sothatthemainLiangFashengdeflection,butalsobothsidesofthepiercausedbytemperaturedifference,thepiershifted.Asthecomplexityoftemperaturechangeofsunshineinthedeflectioncalculationisdifficulttoconsidertheidealtemperatureofsunshine,sunshinetemperatureonlythroughtheimplementationoftheobservationstobeamended.Therefore,beforesunriseandusuallyselectedelevationmeasurementstoeliminatetemperatureofsunlight. 2.2Largespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructioncontrolmethodslargespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructioncontroltoadjustthemainmethodofcontrolsometimes,predictioncontrolvalveandadaptivecontrollaw.2.2.1aftertheadjustmentofthecontrolmethodinthelargespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructionprocess,ifthatstatehasbecomeabridgestructureanddesignofthestatedoesnotcomply,someofthetechnicalmeansbyitsadjustedtomeetthedesignrequirements. 2.2.2Constructionofthepredictivecontrollawtoachievetheprerequisitetotakefullaccountofthestateofthebridgestructurefactorsofthebridgebeforeandaftertheformationofeachofthestateoftheconstructionphasetopredictthedevelopmentoftheconstructioninaccordancewiththeestablishedgoals. 2.2.3AdaptiveControlinthelargespanprestressedconcretecontinuousbeambridgeconstructionprocess,thecontrolsystemengineeringparametersandsomeparametersarenotfullyconsistentwiththeactualstructurecannotresultinfullcompliancewithdesignrequirements,throughvarioustypesofparametersanalyticalprocessingandcorrection,sothattheconstructionphasetomeetthedesignrequirem94
大跨径预应力混凝土连续梁桥施工控制技术探讨摘要:随着我国公路建设的飞速发展,大跨径预应力混凝土连续梁桥得到了广泛的应用为了保证桥梁施工质量和桥梁施工安全,桥梁施工控制必不可少。关键词:大跨径 预应力 连续梁桥 施工控制 0引言 随着我国现代化的快速发展步伐,公路桥梁事业得以迅猛发展。预应力混凝土连续梁桥以其整体性能好、结构刚度大、跨越能力大、变形小、抗震性能好、通车平顺性好以及造型美观等特点,加上这种桥型的设计施工较成熟,成桥后养护工作量小,都促使其在实际工程中得到广泛应用。桥梁施工技术的高低则直接影响桥梁建设的发展,因此为确保桥梁工程的质量和安全,必须对其进行有效的施工控制。 1大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的意义 大跨径预应力砼连续梁桥的质量和安全关系,对日常的生产生活意义重大,我们要对其施工控制予以足够的重视。 1.1高质量桥梁的保证对大跨径预应力混凝土桥梁的整个过程进行严格的施工控制,以保证施工质量。对于采用多阶段、多工序的自架设体系施工的大跨度连续桥梁上部结构而言,要求结构内力和标高的最终状态符合设计要求相当困难,它需要用分析程序对多阶段、多工序的自架设施工方法进行模拟,对各阶段内力和变形先计算出预计值,将施工中的实测值与预计值进行比较、调整,直到达到满意的设计状态。94
1.2桥梁安全使用的保证大跨径预应力混凝土连续桥梁的结构安全可靠性已成为当今社会普遍关注的问题。为保证桥梁结构运营的安全性、可靠性、耐久性、行车舒适性等,乃至建设精品工程,实施桥梁的施工控制,是桥梁建设不可缺少的重要内容。要在连续梁桥施工的过程中进行控制,并预留长期观测点,将会给桥梁创造长期安全监测的条件,从而给桥梁营运阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据,为桥梁安全使用提供可靠保证。 2大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的内容、方法和控制流程 2.1大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的内容 2.1.1应力监控在大跨径预应力砼连续梁桥上部结构的控制截面布置应力量测点,以观测在施工过程中截面的应力变化及应力分布情况。桥梁结构在施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合,是施工控制要明确的重要问题。若发现实际应力状态与理想应力状态的差别超限就要分析原因、进行调控,使之在允许范围内变化。每一节段施工完毕,均要分析应力误差,并预测出下一节段当前己完节段或即将施工节段是否会出现不满足强度要求的状态,根据预测结果来确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。 2.1.2线形监控桥梁结构线形控制是施工控制的基本要求,线形控制就是严格控制每一阶段箱梁的竖向挠度及其横向位移,若有偏差并且偏差较大的时侯,就必须立即进行误差分析并确定调整的方法,为下一阶段更为精确的施工做好准备工作。 2.1.3温度观测在大跨径预应力砼连续桥梁施工过程中,温度对结构内力的影响和结构线形的影响。日照作用会引起主梁顶、底板的温度差,使主梁发生挠曲,同时也会引起墩身两侧的温度差,使墩身产生偏移。由于日照温度变化的复杂性,在挠度理想状态计算时难以考虑日照温度的影响,日照温度的影响只能通过实施观测来加以修正。因此,通常选择在日出之前进行标高测量,以消除日照温差的影响。 2.2大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的方法大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的主要方法有时候调整控制法、预测控制阀和自适应控制法等。 2.2.1事后调整控制法在大跨径预应力砼连续梁桥施工过程中,若发现己成桥跨结构状态与设计状态不符时,可通过一定的技术手段对其进行调整,使其达到设计要求。 2.2.2预测控制法以施工所要达到的目标为前提,全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素,对桥梁每一个施工阶段形成前后的状态进行预测,使施工按照既定目标发展。 2.2.3自适应控制法在大跨径预应力砼连续梁桥施工过程中,控制系统的某些参数与工程实际参数不完全符合导致实际结构不能完全符合设计要求,可通过对各类参数的分析处理和修正,使各施工阶段可满足设计要求。施工监测控制中,一般采用的就是自适应控制法。 2.3大跨径预应力砼连续梁桥施工控制流程94
大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的流程可以总结为:收集资料,主要是一些设计文件、混凝土试验成果、施工挂篮单数、施工工艺等;现场配合资料,现浇梁断实际尺寸及重量、温度现场记录和预应力张拉记录;控制项目测量:节点挠度和控制截面应力;参数识别分析;实时前进分析;系统误差判定;下一步施工分析提供立模标高;下一道施工工序。在此过程中要注意实时跟踪分析,如挠度分析、应力、内力分析。 3案例分析 3.1项目概况某大跨径公路桥梁,主桥为49.6m+86m+49.6m的三跨预应力混凝土连续箱梁。主梁采用单箱双室变高度预应力混凝土箱梁,梁底曲线采用半立方抛物线。 3.2施工监测与控制 3.2.1应力控制主梁在悬浇施工中各截面的应力随工况的不同,应该在截面内布置读数稳定,测得数据可靠的传感元件——钢弦式应变计(用铁丝绑扎在主梁的纵向钢筋的上)进行应力测试和施工控制。测量上采取加密测量次数、变量分段累计的方法。计算总应力时,先算出每一工况荷载变化前后的阶段应力,然后累计算出总应力,分析后可知施工各阶段箱梁控制截面混凝土应力均在设计限值要求范围内。 3.2.2变形控制箱梁挠度变形关系到悬臂浇筑箱梁能否顺合拢及合拢后箱梁内的重分布内力的大小。在施工过程中主要对主梁标高控制点进行了混凝土浇筑前后、预应力钢筋张拉前后、挂篮行走前后的挠度观测。变形监测断面设计为每节段箱梁悬臂端、桥墩支点截面和各跨跨中截面,每个断面设置3个变形测点,在观测箱梁挠度变形的同时,可以观测箱梁是否发生扭转变形。 3.2.3线形监控测量和基准点的设立利用大桥两侧的大地控制网点,使用后方交汇法,用全站仪测出墩顶测点的三维坐标,将墩顶标高值作为主梁高程的水准基点。每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点,做好明显的红色标识,每隔10d进行一次联测,同时观测墩的沉降。 梁挠度、轴线和主梁顶面高程的测量在每一节段悬臂端梁顶设立3个标高观测点和1个轴线点。根据各节段施工次序,每一节段按三种工况对主梁挠度进行平行独立测量,相互校核。 线形测点布置采用一般水准仪对箱梁顶面、底面标高进行观测以获得桥面线形。箱梁底板线形测点布置在三块腹板下方。 3.3结论 94
通过对该桥梁的应力、变形、线形进行施工控制,该项目施工取得了较好的控制效果,完成了质量和安全目标桥梁施工控制是现代桥梁施工建设的必然趋势,是一项技术性、时间性、协调性要求都很强的工作,其贯穿于整个施工过程。我们应该认真的总结施工中存在的问题,不断完善预应力混凝土连续梁桥的施工控制措施,提高了桥梁的建设质量、外形更美观、行车更舒适。94'
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