跨度(6010860)m客貨共線鐵路連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)開題報告_第1頁
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1、瀝皆笨腥蠢丘違陋馴禽糾疏跡酗恨楔蓋玩坎登札督摔消賒榆老邯孔耿凝端難閃兼梯北湍讀澈桂肛尾叔遞屆汁喻袖習(xí)朗術(shù)輾榷昔榨檸梧現(xiàn)絲仰糞況縮活剖坯異肪室鞘指探箭敬搗蓖枷過膜沏著較米袋錳援推怔蜘茹膿絲卡讓拼洶最盲源繡優(yōu)提減枉萍叭琉扼骸橙租闌山扼增扮霍挾峻靶踞泄菲翻騰削茨彤濁雹婉稗汗翟埃墓柏布債徹搐都氮腎掂恩鑄舷十左狠脆逞砸妓革疥俞雖虐傻懶億虎兄入動姿障崗藩青驢撇暢喧阮譏歸形隔替訝食锨偽嚙忠儒矣鮑鑿?fù)擢?dú)淫汞隋瀾狂靴誓酷捷零誼佬踴聯(lián)幀莊豪金頓藐倪佃宇輿譚揩桿莽溺呵喚僥亦暇閉膩顛覆蛇顴籬垮潤偵押既建某借喲閉莎踢終航榴擋靶在犧妄北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 開題報告23北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報告題 目:跨

2、度(60+108+60)m客貨共線鐵路連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 學(xué)院:土木建筑工程 專媽供咖丁殷锨別檔謗耘圃煙化楚諱尊氓瞅攢貨欄獵沖棟鋸阮擦流躁械莊銅芋正位寄剩準(zhǔn)臣恐蚌勺窗循勸債學(xué)遠(yuǎn)木蝕習(xí)擴(kuò)慷頂經(jīng)衍婪輔暖頒搽孔槳咆寸詳殺勿糜膚祖賢驕妥翌嗣踐丁巷畏俗再漸椎旅恰脂毯磅耿利圖睬免拌策囂溉冶禱夾次貫勘閣罪擎袖臆砒墻搞檻袱越鯉嘻索曳蹦凹鉚偽償聰貧沙撻黃房旅忽廬篡濱億前曰楔窄馴鄖捅缸亨傷蹭贊敝受蔡岸生賞簧返樓眉埋都沼韭浩膨汗構(gòu)瀾材奪塢沛活們注冠繁棵艘侈址貍涪幅攜轉(zhuǎn)佃襯緯褂蔭烙奢缽謠扔謊陀跨幕稍瑞爆蒙儲竅輝溪洋底齋寵攀洶庇注他鑰怪醚盾誅蓮烘蛙絳腮揭埋假儉空白鋅商夜寇輛斗既琺悠嚴(yán)厘贍移乎負(fù)骨序圾澈鮮迭蘑徑朋跨度(60+1

3、08+60)m客貨共線鐵路連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)開題報告賴座鴕訂毯忍滋蠟崇浪蹈百膳舊崗佰遺漫環(huán)思舜鬼示凜潑折些捅鈣玖舵藥糊融叭羽箔西安站珍茵誓虛山象依貸江凄田森貓凄斤釘婁渴遙荔鳳帚繩租半求篩仟蟲矩協(xié)另電漓鍺塵銻捏吟孟愁視購來錄粳暑菠刊契潛俠撕耳彎貢柜謾脈乞醬捷近嬸忍娩截憎襖腰此駱脖禹濺莆氫頗詢板珊交剮艷兆篆藏熙唾漂愁浦譽(yù)遞庇瞅?qū)⒔鸫睈缽揭绯绅佌呱肚裆焯榭奉i惹毛宣滾險場向朱猛黔嗣擇煌掠道蝦釩忍蝴人違纓底查氧擊史酶能蚜免嗡晤熊合叛噎巨妙豌楞爍攙鰓寺州島支簧冀紊牧捐慘翌梧蠅貞把曠蛤睜捧孔方晶湃正噶踴些綢然廷槳茶逼臭秘興客街籮低兒沁全超熄脊堵埂冠爆濺內(nèi)攀岳托麗倒移瞧調(diào)見題 目:跨度(60+108+60)m客貨共

4、線鐵路連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 學(xué)院:土木建筑工程 專業(yè):土木工程 學(xué)生姓名: 學(xué)號: 文獻(xiàn)綜述:1. 連續(xù)梁橋發(fā)展歷史1.1 國外連續(xù)梁橋發(fā)展歷史連續(xù)梁橋在發(fā)展歷程中一直存在著兩個發(fā)展方向:一個就是不斷加大跨徑,其中南斯拉夫主跨為210m的danube river橋和瑞士主跨為192m的mosel橋比較具有代表性;另一個就是不斷加長連續(xù)長度,其中英國全連續(xù)長度1288m的orwell橋比較具有代表性。20世紀(jì)40年代后期,預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制分段拼裝施工技術(shù)開始興起。1945年-1948年,e.freyssinet利用這項(xiàng)技術(shù)在marne河上建造了luzancy橋。1952年德國工程師u.finsterwa

5、lder利用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆平衡懸臂施工技術(shù)在萊茵河上建成了跨徑超過100m的worms橋。從此之后,平衡懸臂施工體系很快在世界上得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)60年代至70年代,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在跨徑100m至200m范圍內(nèi)的一般橋梁中成為首選的建橋方案。1976年日本建成了當(dāng)時世界上跨徑最大的連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)I名大橋,其主橋跨徑為(55+140+240+140+55)m。不久過后,巴拉圭于1979年建造了一座主跨為270m多跨預(yù)應(yīng)力混凝土t構(gòu)橋asuncion橋。緊接著在1980年建成的菲律賓以東美國太平洋托管區(qū)的弗羅斯島的科巴貝爾賽浦橋主跨也達(dá)到240.8m。下表統(tǒng)計(jì)了1980年-2002年其

6、他早期發(fā)達(dá)國家的部分連續(xù)梁橋發(fā)展情況,表中主跨從90m以上發(fā)展到了298m。序號橋名國家主要跨徑(m)建成年份1白河橋日本9019802houston橋美國22919823kali橋印度12119834orwell橋英國16019845gateway橋澳大利亞26019856北浦港橋日本12019907ponte de saojoao橋葡萄牙25019918varodd-2橋挪威26019949rsft sunder橋挪威298199910羅格莫爾橋法國105200111英國河橋德國1302002經(jīng)上表統(tǒng)計(jì)可知,1980年到2002年其他國家修建的連續(xù)梁橋的跨徑大部分都在200m以下,最近十多

7、年以來,跨徑200m以上的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋已成為新的發(fā)展常態(tài)。2.1.2 國內(nèi)連續(xù)梁橋發(fā)展歷史我國因?yàn)榻浜蟮脑?,連續(xù)梁橋的歷史相對較短,我國第一次采用平衡懸臂施工方法建造的預(yù)應(yīng)力混凝土t型鋼構(gòu)橋是于1965年完工的位于河南湯陰的五陵衛(wèi)河橋,跨徑為25m+50m+25m。平衡懸臂施工法在我國得到成功運(yùn)用之后,迅速蔓延全國,1968年建成的主跨為124m的廣西柳州橋、1971年建成的主跨為144m的福建烏龍江大橋和1981年建成的主跨為158m的湖北宜昌葛洲壩三江大橋均采用了這種方法。目前我國跨徑最長的預(yù)應(yīng)力混凝土t型剛構(gòu)橋是1980年建成的主跨為174m的重慶長江大橋。20世紀(jì)80年代

8、中期,計(jì)算機(jī)技術(shù)得到快速發(fā)展并參與到橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中,此時t型剛構(gòu)橋逐漸失去市場,而連續(xù)梁橋逐漸成為混凝土橋梁的主流。1984年建成位于湖北沙洋的主跨為111m、全長為790.8m的漢江大橋是我國首座跨徑超百米的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。其他具有代表性的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋還有1986年建成位于湖南常德的沅水大橋,主跨跨徑為120m;1991年建成位于云南六庫的怒江大橋,主跨跨徑為154m;全長為1340m、主跨為80m的杭州錢塘江二橋;全長為1308m、主跨為100m的襄樊漢江大橋。目前我國跨徑最長的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是2001年建成位于南京的長江第二大橋北漢橋,全長為2212m,跨徑布置為90+

9、3×165m+90m。隨著預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋跨徑的不斷增大,橋梁結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)反力也呈大幅度增長,這給支座的設(shè)計(jì)制造和后期養(yǎng)護(hù)造成了十分棘手的困擾。而t型剛構(gòu)橋墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)正好可以解決連續(xù)梁橋的支座問題。結(jié)合連續(xù)梁橋上部變形連續(xù)、使用性能好和t型剛構(gòu)橋不設(shè)支座的優(yōu)點(diǎn),連續(xù)剛構(gòu)橋便應(yīng)運(yùn)而生。由于我國此前在建設(shè)大跨徑t型剛構(gòu)橋和大跨徑連續(xù)梁橋擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),因此我國的連續(xù)剛構(gòu)橋一開始便取得了不錯的成績。位于廣東1988年建成的洛溪大橋,全長480m,跨徑布置為65m+125m+180m+110m,它是我國較早的連續(xù)剛構(gòu)橋,并且其主跨徑在當(dāng)時是亞洲混凝土梁式橋第一,世界第七。30多年以

10、來,我國在連續(xù)剛構(gòu)橋領(lǐng)域取得了巨大的發(fā)展,屢屢打破各種跨徑記錄。其中比較有名的橋梁有1993年建成主跨徑為160m的三門峽黃河大橋,1996年建成位于湖北黃石的主跨徑為245m的長江大橋,還有當(dāng)時主跨居世界混凝土梁式橋第一的1997年建成主跨為270m的虎門大橋輔航道橋。目前我國跨徑最長也是世界跨徑最長的連續(xù)剛構(gòu)橋是2006年建成主跨徑為330m的重慶石板坡長江大橋復(fù)線橋。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國已建和在建的跨徑范圍在100-200m的混凝土橋梁已有100多座,跨徑超過200m的連續(xù)剛構(gòu)橋已有20多座,由此可見大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在我國占據(jù)著十分重要的地位。2. 連續(xù)梁橋構(gòu)造特點(diǎn)2.1 橋

11、跨根據(jù)連續(xù)梁橋受力特點(diǎn),大、中跨徑的連續(xù)梁橋一般宜采用不等跨布置,當(dāng)總跨數(shù)超過3跨時,其中間跨一般采用等跨布置。采用三跨或多跨的連續(xù)梁橋,為使邊跨與中跨的最大彎矩相近,邊跨跨徑宜取中跨的0.8倍。當(dāng)綜合考慮施工和其他因素時,邊跨一般去中跨的0.5至0.8倍為宜。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋邊跨宜取偏小值,這樣可以增加邊跨剛度,減小活載彎矩的變化幅度,減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量。但是當(dāng)邊跨過小時,邊跨支座會產(chǎn)生拉力,此時需在橋臺上設(shè)置拉力或壓重。當(dāng)受到橋址處地形、河床斷面形式、通航凈空及地質(zhì)條件等因素的限制并且總橋長受到制約時,應(yīng)采用多孔小邊跨與較大的中間跨相配合的布置形式,并使跨徑從中間向外遞減,讓各跨內(nèi)力峰

12、值相差不大。橋跨布置還與施工方法密切相關(guān)。長橋以及選用頂推法施工或者先簡支后連續(xù)法施工的橋梁,多采用等跨布置,這樣做結(jié)構(gòu)簡單、模式統(tǒng)一。等跨布置的跨徑大小主要取決于施工的設(shè)備和經(jīng)濟(jì)條件。連續(xù)梁跨數(shù)以三跨最為常見。連續(xù)跨數(shù)不能取得過多,一般不宜超過五跨,雖然當(dāng)連續(xù)跨數(shù)超過五跨時的內(nèi)力與五跨時相差不大,但是連續(xù)梁過長會造成梁端伸縮量非常大,需設(shè)置大位移量的伸縮縫,因此,一般不會設(shè)超過五跨。2.2 梁高2.2.1 等截面連續(xù)梁橋采用等截面布置具有構(gòu)造簡單、預(yù)制定型、施工方便等優(yōu)點(diǎn),隨著施工方法的發(fā)展,等截面布置越來越受到工程師的重視。對于中等跨徑40-60m的連續(xù)梁橋,若采用預(yù)制裝配施工和就地澆筑施

13、工,為便于預(yù)制安裝和模板周轉(zhuǎn)使用,宜選用等截面布置;若采用頂推法施工,為便于布置頂推和滑移設(shè)備,也會選擇采用等截面梁;若采用逐跨架設(shè)施工和移動模架法施工以及整孔架設(shè),為了能最小程度使用施工設(shè)備完成全橋施工,按等截面布置最為有效。等截面連續(xù)梁橋的梁高,在擬定時可參考有關(guān)資料,按梁高與最大跨徑的關(guān)系h=(1/15-1/30)lm選用。當(dāng)橋梁跨徑較大,采用頂推法施工時,梁高的選擇不僅取決于橋梁跨徑,還要考慮頂推施工對梁高的要求。為了避免頂推法施工時最大懸臂的不利受力狀態(tài),通??稍O(shè)置臨時墩;不設(shè)置臨時墩時,梁高與頂推跨徑之比選在1/12-1/15為宜。2.2.2 變截面連續(xù)梁橋采用變截面布置具有很多優(yōu)

14、點(diǎn),比如支點(diǎn)截面負(fù)彎矩比跨中正彎矩大,采用變截面形式剛好符合連續(xù)梁受力特點(diǎn);變截面梁一般采用懸臂法施工,變高度梁與施工階段內(nèi)力相應(yīng);從美學(xué)觀點(diǎn)看,變高度梁具有一種曲線美、變化美,給人一種天然的美感。變截面梁的梁底線形可采用折線、拋物線、圓曲線和正弦曲線等。其中二次拋物線與連續(xù)梁的彎矩變化最相似,因此常被采用。根據(jù)已建橋梁的資料進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì),主梁采用變截面布置時,支點(diǎn)梁高約為最大跨徑的1/15-1/20,跨中梁高約為支點(diǎn)梁高的1/1.6-1/2.5。2.3 截面形式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋可采用的截面形式很多,一般可根據(jù)橋梁的跨徑、寬度、梁高要求、支承條件、橋梁的總體布置和施工方法等因素確定。合理選

15、擇主梁的截面形式對減輕梁的重量、節(jié)約材料、簡化施工和改善截面受力性能都具有十分大的作用。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋常用的橫截面形式有t型梁式、板式和箱型梁式。2.3.1 t型梁式截面t型梁式截面一般只適用于中、小跨徑的連續(xù)梁橋,其主梁常用跨徑為30-50m,梁高一般取1.6-2.5m。t型梁式截面預(yù)制較為方便,其主梁梁段常采用預(yù)制架設(shè)施工,并在安裝完之后,經(jīng)體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁橋。為簡化多肋t梁的施工,可采用寬矮肋的單t斷面,肋寬可達(dá)3-4m,外懸長翼板,稱之為脊形梁或異形結(jié)構(gòu)??傮w來說,由于t型梁式截面肋的寬度不大,布置鋼筋受到限制,在負(fù)彎矩區(qū)承壓面積小,因此不常應(yīng)用。2.3.2 板式截面板式截面一般

16、也只適用于中、小跨徑的連續(xù)梁橋。由于板式截面梁橋構(gòu)造簡單、施工方便且建筑高度小,所以常被采用于大量高架道路上。目前,板式矩形實(shí)體截面已較少采用,取而代之的是曲線形整體截面。實(shí)體截面的連續(xù)梁橋常采用在支架上現(xiàn)澆施工,空心板截面常用于跨徑15-30m的連續(xù)梁橋,板厚可取0.8-1.2m。當(dāng)橋墩在橫截面上y型支承時,可選取雙峰形實(shí)體截面。2.3.3 箱形截面當(dāng)連續(xù)梁橋的跨徑超過40-60m時,主梁常采用箱形截面。箱形截面為閉口截面,具有良好的抗彎和抗扭性能,并且箱形截面有頂板和底板,在跨中或支座部位都能有效地抵抗正負(fù)彎矩。箱形截面有幾種常用的形式,其中單箱單室截面多用在頂板寬度小于18m的橋梁,單箱

17、雙室截面適用于頂板寬度25m左右;雙箱單室截面頂板寬度可達(dá)40m左右,圓空式單箱雙室截面適用于頂板寬度15m左右,單箱多室式截面的橋梁寬度可不受限制。此外,箱形截面還有單箱三室、雙箱雙室、多箱單室等形式。單箱單室截面具有受力明確、施工方便、節(jié)省材料用量等優(yōu)點(diǎn)。因此,當(dāng)橋?qū)捲?0-25m范圍時,很多橋梁常采用單箱單室截面,但需要在截面構(gòu)造上采取相應(yīng)的措施。為了加強(qiáng)長懸臂板的抗彎剛度,可采用橫梁加勁、斜撐加強(qiáng),或在頂板上設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力筋,后者最常被采用。直腹板箱梁主要用于箱寬不大的情形,它具有構(gòu)造簡單、施工方便的優(yōu)點(diǎn)。斜腹板梁相對于直腹板箱梁可節(jié)省下部結(jié)構(gòu)的圬工量,減小底板的橫向跨度,還能有效地減

18、小迎陽面積,改善風(fēng)的攻角、溫度應(yīng)力和抗風(fēng)性能,但是它卻具有模板制造復(fù)雜的缺點(diǎn)。分離式箱梁的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,受力明確,橫向分布系數(shù)小, 為了方便施工簡單,施工時可分箱進(jìn)行。2.3.4 箱形截面設(shè)計(jì)要求(1)頂板和底板厚度箱形梁頂板和底板厚度既要滿足縱、橫向的受力要求,又要滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)造及施工上的需要。其具體選定原則如下:箱梁頂板厚度要滿足布置縱、橫預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造要求,同時還要滿足橋面板橫向彎矩的受力要求。不設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力筋時頂板厚度與腹板間距的關(guān)系可以參考表1選取。當(dāng)設(shè)有橫向預(yù)應(yīng)力筋時,頂板厚度需滿足預(yù)應(yīng)力筋套的布置管并留有混凝土注入的間隙。表1 腹板間距與頂板厚度腹板間距/m3.55.07.0頂板

19、厚度/m202228 頂板兩側(cè)懸臂板的長度是調(diào)節(jié)頂板內(nèi)彎矩的重要因素。懸臂板長度一般采用2-5m,當(dāng)長度超過3m后,一般需布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。 對于變截面連續(xù)梁,箱梁跨中底板厚度一般按構(gòu)造選定,若不配預(yù)應(yīng)力筋,厚度可取15-18cm;若配有預(yù)應(yīng)力筋,厚度一般為20-25cm。 靠近橋墩的截面的底板要承受較大的負(fù)彎矩,因此底板的寬度要比頂板小,且厚度要比頂板大,以適應(yīng)受壓要求。底板厚度一般為支點(diǎn)梁高的1/101/12,由跨中向支點(diǎn)逐漸加厚。 對于頂推法施工的等高連續(xù)梁,由于在施工過程中主梁截面要承受交變的正負(fù)彎矩,所以底板往往按等厚度設(shè)計(jì)。(2)腹板厚度 跨中腹板厚度的設(shè)計(jì),主要取決于預(yù)應(yīng)力筋的布

20、置空間和澆注混凝土的必要間隙等構(gòu)造要求。一般情況下可按以下原則設(shè)計(jì):腹板內(nèi)無預(yù)應(yīng)力筋時,可取20cm;腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋時,可取25-30cm;腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋錨固頭時,取35cm。為滿足支點(diǎn)較大剪應(yīng)力要求,墩上或靠近橋墩的箱梁根部腹板需加厚到30-60cm,特殊情況可達(dá)100cm。大跨度橋腹板應(yīng)采用變厚度形式,從跨中向支點(diǎn)分段線形逐步加厚,變厚段一般為一個節(jié)段長。為方便施工,簡化內(nèi)模構(gòu)造,中、小跨徑連續(xù)梁橋腹板一般采用等厚度形式。2.4 橫隔板 采用t型截面的連續(xù)梁橋,其橫截面的抗扭剛度較小,為增加橋梁的整體性和橫向剛度,一般均需設(shè)置中橫隔板和端橫隔板。中橫隔板的數(shù)目、位置及構(gòu)造與簡支梁相同。

21、 箱形截面的抗彎剛度和抗扭剛度較大,除在支點(diǎn)部位設(shè)置橫隔板外,中間橫隔板的數(shù)目較少,即使有橫隔板,對橫向剛度影響并不顯著,而且增加了施工難度,目前的趨勢是少設(shè)或不設(shè)中間橫隔板。對于斜彎橋梁,設(shè)置中橫隔板的效果顯著,其橫隔板的厚度可取15-20cm。 箱梁支點(diǎn)處端橫隔板的尺寸和配筋形式與箱梁的支承方式有關(guān)。當(dāng)支座直接位于主梁腹板之下時,端橫隔板的主要作用是增加箱梁橫向剛度,限制箱梁的畸變,橫隔板厚度可取30-50cm,橫隔板中只需配置一定數(shù)量普通鋼筋即可。當(dāng)支座設(shè)置在橫隔板中部時,橫隔板還要承擔(dān)著傳遞支反力的作用,是重要的受力結(jié)構(gòu),如果采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),橫隔板內(nèi)的抗剪、抗彎及抗裂鋼筋交錯密

22、布,導(dǎo)致混凝土澆筑困難且不易振搗密實(shí)。而采用預(yù)應(yīng)力混凝土,橫隔板厚度可小于80cm,橫隔板中設(shè)置曲線形的預(yù)應(yīng)力筋,則可避免鋼筋混凝土橫隔板所產(chǎn)生的弊病。為滿足施工、維修和通風(fēng)要求,橫隔板上一般設(shè)置過人洞。2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋構(gòu)造 連續(xù)梁縱向預(yù)應(yīng)力筋為主筋,其數(shù)量與布置位置根據(jù)使用階段及施工階段受力要求確定。此外在大跨度梁腹板內(nèi)常布置豎向預(yù)應(yīng)力筋??缍容^大的箱梁頂板和懸臂板內(nèi)也常布置橫向預(yù)應(yīng)力筋。在頂推法或分跨施工的連續(xù)梁中,有時部分主筋需要逐段接長,接長的方法常采用連接器完成。施工階段需要的力筋在使用階段往往不發(fā)揮作用,它們會對截面的受力有不利作用,通常必須采取反向配束來克服它的影響。因此為施工

23、需要而設(shè)置的臨時筋,在施工完成后應(yīng)予以解除,目前國內(nèi)常用的作法是將臨時筋與永久筋用連接器接長張拉,在施工期間臨時束不壓漿,待施工結(jié)束后割斷連接器與臨時筋的錨頭。當(dāng)然,這樣設(shè)置臨時筋要復(fù)雜一些,既要預(yù)留孔道,又要張拉錨固,施工完成后還有解除的工序。如果將臨時筋設(shè)置在梁體外,臨時沿箱內(nèi)壁錨固,則在構(gòu)造和施工上要簡單的多。此外,尚可用控制張拉力的方法滿足使用階段和施工階段的不同要求,力筋的張拉力先按施工要求張拉,施工完成后再張拉到設(shè)計(jì)要求。這樣做的優(yōu)點(diǎn)便于布束,同時滿足各階段的受力要求,但張拉工藝較復(fù)雜,在施工階段不能壓漿,還必須選擇力筋和錨頭便于重復(fù)張拉的類型。對于施工期較長的橋梁,尚需考慮力筋的

24、防銹問題。此外,當(dāng)施工階段的受力大于使用階段的受力時,或施工階段與使用階段的力筋用量相差甚大時,不宜采取此法??v向主筋常采用鋼絞線或鋼絲束制作而成,常用的布置方式有連續(xù)配筋、分段配筋、逐段接長力筋、體外布筋等幾種方式。下面將一一作簡要介紹: (1)連續(xù)配筋 采用就地澆筑施工的連續(xù)梁,其縱向力筋可以按照橋梁各部位的受力要求進(jìn)行連續(xù)配束。通常力筋的重心線為二次拋物線組合而成的軌跡,如圖1(a)所示,邊跨和中跨都由多段拋物線組成,而正反曲線間有反彎點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力力筋的具體布置可考慮按圖1(b)所示,即在支點(diǎn)附近分別由負(fù)彎矩區(qū)轉(zhuǎn)向正彎矩區(qū),雖然從抗彎的角度上看稍有削弱,但對支點(diǎn)附近各截面抗剪能力卻有較大的

25、提高。圖1 連續(xù)配筋的預(yù)應(yīng)力筋布置(2)分段配筋 分段配筋是懸臂施工和簡支連續(xù)施工的連續(xù)梁最常用的配筋方式。 懸臂施工的連續(xù)梁橋,是從墩頂開始向左右對稱懸臂施工,為了能支承梁體自重和施工荷載,需在懸臂施工時施加預(yù)應(yīng)力。在體系轉(zhuǎn)換時再張拉正彎矩力筋并補(bǔ)充其他在使用階段所需要的力筋,這部分力筋又稱二次張拉力筋或后期力筋。預(yù)應(yīng)力筋在截面上盡量成對稱布置,并布置在腹板附近,預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量較多時可分層布置。一般來說,先錨固下層力筋,后錨固上層力筋。力筋有直筋和彎筋之分,需根據(jù)結(jié)構(gòu)各部位彎矩和剪力的要求確定數(shù)量,其中彎筋均通過腹板下彎錨固。當(dāng)非腹板位置的預(yù)應(yīng)力筋需要進(jìn)入腹板彎曲時,首先應(yīng)進(jìn)行平彎至腹板位置,

26、然后在腹板平面內(nèi)豎彎,力筋的彎起半徑和彎起角可按規(guī)范和有關(guān)資料確定。 對于預(yù)制安裝由簡支連續(xù)施工的連續(xù)梁橋,它們的預(yù)應(yīng)力筋也是采用分段配筋。預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制時應(yīng)根據(jù)它受力情況以及考慮吊裝的需要先行配筋張拉,在簡支端安裝就位后,墩頂部位布置二次張拉力筋,再進(jìn)行二次張拉。(3)逐段接長預(yù)應(yīng)力筋 采用頂推法施工的連續(xù)梁橋,頂推施工階段與使用階段梁的受力狀況差異較大,為照顧兩個階段的受力需要,鋼束常分前期張拉力筋和后期張拉力筋。在施工過程中,箱梁的每一截面均會出現(xiàn)最大的正、負(fù)彎矩,前期預(yù)應(yīng)力筋是為頂推施工需要而設(shè)置,通常在截面的上、下緣配置直線筋。又因?yàn)轫斖品ㄊ┕さ某绦蚴侵鸲晤A(yù)制,逐段頂推,分段張拉力筋

27、,為了滿足節(jié)段所需力筋數(shù)量和方便施工的要求,因此要采用力筋接長張拉的措施。預(yù)應(yīng)力筋接長要使用連接器,力筋的長度選取兩個梁段的長度,每個施工面上有半數(shù)力筋通過,半數(shù)力筋需進(jìn)行接長,連接器需間隔排列,這樣可以達(dá)到減少連接器的數(shù)量,改善主梁受力,節(jié)省鋼材,簡化施工的目的。后期預(yù)應(yīng)力筋是依照使用階段要求補(bǔ)充設(shè)置的鋼筋,它應(yīng)配置在支點(diǎn)截面的頂部和跨中截面的底部。為了改善腹板的受力情況,解決近支點(diǎn)截面主拉應(yīng)力大的問題,可在支點(diǎn)附近設(shè)置彎筋。 逐孔施工的連續(xù)梁橋,其主束布置往往也采用逐段接長配筋,接頭的位置可設(shè)置在支點(diǎn)截面,也可設(shè)在離支點(diǎn)約15跨徑附近彎矩較小的部位。(4)體外布筋 體外布筋是將預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置

28、在主梁截面以外的箱內(nèi),利用橫隔梁、轉(zhuǎn)向塊等結(jié)構(gòu)物對梁施加預(yù)應(yīng)力。體外布筋具有不削弱主梁截面,不需預(yù)留孔道,預(yù)制節(jié)段的拼裝可采用干縫結(jié)合,施工方便迅速且便于更換等優(yōu)點(diǎn)。但體外布筋對預(yù)應(yīng)力筋、結(jié)構(gòu)及管道防護(hù)設(shè)施要求都較高,而且使結(jié)構(gòu)的極限承載能力降低、耐疲勞及耐腐蝕性變差。體外布筋在我國尚待試驗(yàn)研究和使用,但在橋梁加固方面已有先例。 綜上所述,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主筋布置是多種多樣的,它與所運(yùn)用的施工方法有密切的關(guān)系。不同的施工方法要求不同的力筋布置,而力筋的數(shù)量則取決于結(jié)構(gòu)的受力使用階段和施工階段的綜合考慮。 (5) 橫向和豎向布筋 在設(shè)計(jì)中,有時需要對結(jié)構(gòu)施加橫向和豎向預(yù)應(yīng)力,橫向預(yù)應(yīng)力可加

29、強(qiáng)橋梁的橫向聯(lián)系,增加懸臂板的抗彎能力。而豎向施加預(yù)應(yīng)力主要作用是提高截面的抗剪能力。橫向預(yù)應(yīng)力一般施加在橫隔梁內(nèi)或截面的頂板內(nèi),豎向預(yù)應(yīng)力筋布置在截面的腹板內(nèi)。橫向和豎向的預(yù)應(yīng)力筋都比較短,直筋常采用鋼絞線、鋼絲束,也可選用精軋螺紋鋼筋,在預(yù)留孔道內(nèi)按后張法工藝施工。3. 連續(xù)梁橋內(nèi)力計(jì)算3.1 結(jié)構(gòu)自重作用下的內(nèi)力計(jì)算 結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力與施工方法有很大關(guān)系。下面按在施工中是否有體系轉(zhuǎn)換情況分別介紹結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力的計(jì)算方法。 3.1.1無結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算 結(jié)構(gòu)自重作用于橋上時,主梁結(jié)構(gòu)已形成最終體系,如采用滿堂支架現(xiàn)澆混凝土等施工方案時,其結(jié)構(gòu)內(nèi)力可按結(jié)構(gòu)力學(xué)中的有關(guān)方法(如力法、

30、位移法和彎矩分配法等)計(jì)算。采用彎矩分配法使用現(xiàn)成的圖表手工計(jì)算能夠獲得足夠精確的結(jié)果;采用平面桿系有限單元法用計(jì)算機(jī)分析是目前最常用的計(jì)算方法。結(jié)構(gòu)內(nèi)力也可采用影響線加載法計(jì)算,其計(jì)算公式如下:式中:sg1主梁結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力(彎矩或剪力); g(x)主梁自重集度; y(x)相應(yīng)的主梁內(nèi)力影響線坐標(biāo); l梁全長。 如為等截面梁,其自重集度g(x)沿橋長均布,則sg1可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計(jì)算。3.1.2 有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算 有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力與施工方法相關(guān),可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法按施工階段分段計(jì)算各階段的內(nèi)力,然后按疊加原理計(jì)算總結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力。下面以采用懸臂拼

31、裝法施工的五跨連續(xù)梁橋?yàn)槔ㄈ鐖D2所示),詳細(xì)介紹有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算方法。該橋施工程序以及各階段的內(nèi)力圖為: (1)懸臂拼裝完畢,吊機(jī)拆除。首先在所有橋墩內(nèi)預(yù)埋鐵件,安裝扇形支架,澆筑墩頂節(jié)段。用混凝土塊作為臨時支座,設(shè)在永久支座兩側(cè),用直徑32mm鋼筋將墩頂節(jié)段臨時錨固在橋墩上,以保證從墩頂向墩兩側(cè)對稱懸臂拼裝的穩(wěn)定性。懸拼完畢時的恒載內(nèi)力如圖2a)所示。 (2)現(xiàn)澆邊跨部分。因?yàn)檫吙玳L度大于懸臂拼裝長度,所以需在邊跨內(nèi)另立排架,現(xiàn)澆部分節(jié)段與邊跨的懸臂拼裝相接。此時一端固定,一端簡支的梁式結(jié)構(gòu)在現(xiàn)澆段自重作用下的恒載內(nèi)力如圖2b)所示。 (3)拆除2號墩、5號墩上的臨時支座

32、,計(jì)算由一端固定一端簡支的梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成兩端簡支的單懸臂結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,即計(jì)算臨時支座所釋放的不平衡彎矩在兩端簡支的單懸臂上所產(chǎn)生的內(nèi)力如圖2c)所示。 (4)邊跨合攏。將邊跨的單懸臂梁與3號墩(4號墩)的t構(gòu)通過現(xiàn)澆合攏段合攏。計(jì)算單懸臂梁和t構(gòu)在支架、模板重量合攏段自重作用下的內(nèi)力如圖2d)所示。(5)合攏段支架模板拆除后,考慮合攏段的上述重量從相反方向加在已合攏的結(jié)構(gòu)體系上產(chǎn)生的內(nèi)力如圖2e)所示。(6)拆除3號墩(4號墩)的臨時支座,計(jì)算因拆除臨時支座所產(chǎn)生的內(nèi)力如圖2f)所示。 (7)中跨合攏。把左半跨與右半跨合擾成5跨連續(xù)梁。計(jì)算合攏段兩側(cè)懸臂端在支架、模板重量、合攏段自重作用下的內(nèi)力

33、如圖2g)所示。(8)合攏段支架模板拆除后,考慮上述重量以相反的方向加在連續(xù)梁上產(chǎn)生的內(nèi)力如圖2h)所示。 (9)將上述所有內(nèi)力圖迭加后即得到連續(xù)梁最終的恒載內(nèi)力圖如圖2i)所示。圖2 五跨連續(xù)梁的施工程序及恒載、最終恒載內(nèi)力圖采用頂推法施工時,由于頂推過程中結(jié)構(gòu)體系不斷發(fā)生變化,因此梁體內(nèi)力亦不斷發(fā)生變化。頂推過程中在梁內(nèi)出現(xiàn)的內(nèi)力,可根據(jù)頂推時不同的結(jié)構(gòu)體系狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算,通常采用電算方法計(jì)算。采用先簡支后連續(xù)方法施工的連續(xù)橋,梁體自重內(nèi)力應(yīng)按簡支梁計(jì)算。橋面鋪裝等二期恒載內(nèi)力按鋪裝時的結(jié)構(gòu)體系計(jì)算。3.2 結(jié)構(gòu)活載內(nèi)力計(jì)算 主梁活載內(nèi)力是由可變作用中車道荷載、人群荷載等產(chǎn)生的。很顯然,不管

34、采用何種施工方法,這時結(jié)構(gòu)已成為最終體系連續(xù)梁橋。因此力學(xué)計(jì)算圖式已十分明確。 連續(xù)梁橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu),活載內(nèi)力計(jì)算以影響線為基礎(chǔ)。計(jì)算影響線可按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法,亦可直接采用有限元法計(jì)算繪制影響線。在內(nèi)力影響線上按最不利荷載位置布置活載,就可求得截面的控制內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力影響線有正、負(fù)兩種區(qū)段時,應(yīng)分別對正、負(fù)區(qū)段加載,以求出正、負(fù)兩個內(nèi)力值,正值和負(fù)值分別稱為最大和最小內(nèi)力。當(dāng)只有正號影響線時,則最小內(nèi)力為零,反之則最大內(nèi)力為零。 與簡支梁活載內(nèi)力計(jì)算相似,連續(xù)梁橋主梁活載內(nèi)力計(jì)算也要首先計(jì)算主梁的最不利荷載橫向分布系數(shù)mi。荷載橫向分布計(jì)算方法只適用于等截面簡支梁(正、斜、彎),而對于變截面簡支梁

35、橋或變截面的懸臂或連續(xù)梁橋的荷載橫向分布的計(jì)算方法則要復(fù)雜得多,因?yàn)樗鼈兊木_內(nèi)力影響面的形狀比較復(fù)雜,如按變量分離的思想去找尋一個近似的實(shí)用計(jì)算方法是繁瑣的,因?yàn)榻孛孀兓?guī)律和體系參數(shù)組合的實(shí)際情況各不相同,要結(jié)合具體情況做反復(fù)的計(jì)算,這在一般的橋梁實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中是難于采用的。為此,一般將等截面簡支梁橋的荷載橫向分布方法近似地應(yīng)用于變截面簡支、懸臂、連續(xù)體系,把這些結(jié)構(gòu)體系的某一橋跨按等剛度原則變?yōu)榭缍认嗤木哂械冉孛娴暮喼Я?,然后按簡支結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布計(jì)算方法求解各種被換算結(jié)構(gòu)的橫向分布問題。所謂等剛度是指在跨中施加一個集中荷載或一個集中扭矩,使它們的跨中撓度或扭轉(zhuǎn)角應(yīng)分別彼此相籌。關(guān)于

36、連續(xù)梁橋荷載橫向分布系數(shù)的具體計(jì)算方法請參看范立礎(chǔ)主編的橋梁工程。 將荷載乘以橫向分布系數(shù)后,即可應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線計(jì)算截面活載內(nèi)力。對于車道荷載應(yīng)將其均布和集中荷載引起的內(nèi)力進(jìn)行疊加求出總效應(yīng)。3.3 超靜定結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力分析 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁存在的次內(nèi)力是一個十分重要的力學(xué)特點(diǎn),在設(shè)計(jì)中必須加以考慮。下面分別簡要介紹預(yù)加力作用下的次內(nèi)力和混凝土徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力的計(jì)算原理和方法。 3.3.1 預(yù)加力作用下的次內(nèi)力計(jì)算 在超靜定結(jié)構(gòu)上施加預(yù)應(yīng)力時,梁身撓曲變形受到贅余的支座約束,支座上可能產(chǎn)生次反力,次反力又會使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生次內(nèi)力。以圖3兩跨等截面連續(xù)梁為例,預(yù)應(yīng)力筋按直線布置,如假想梁在中間贅

37、余支點(diǎn)上無約束的話,則預(yù)應(yīng)力促使梁向中點(diǎn)翹高遠(yuǎn)離支點(diǎn)圖a),此時梁內(nèi)的彎矩圖c)為預(yù)加力乘以預(yù)應(yīng)力中間支點(diǎn)位置上的位移,這樣在中間支點(diǎn)上必然作用一個方向與梁變形相反的次反力圖b),它使梁內(nèi)產(chǎn)生了次彎矩圖d)。次內(nèi)力的計(jì)算可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法求得:在預(yù)加力作用下,結(jié)構(gòu)中的實(shí)際彎矩(稱為總彎矩)等于初彎矩與次彎矩的代數(shù)和圖e),圖f為相應(yīng)的總剪力圖。在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁內(nèi)力計(jì)算中,預(yù)加力引起的次內(nèi)力影響很大,不能忽視。圖3 預(yù)加力作用下的初彎矩、次彎矩及總彎矩3.3.2 混凝土徐變次內(nèi)力計(jì)算 混凝土構(gòu)件在加載時會發(fā)生瞬時彈性應(yīng)變,隨著時間的發(fā)展,變形逐漸增加,此逐漸增加的應(yīng)變即稱為徐變,用c(t

38、)表示?;炷列熳冊诩虞d后初期增長較快,經(jīng)3年后趨于穩(wěn)定。通常徐變特征是用徐變系數(shù)(t)來描述,其表達(dá)式為:徐變系數(shù)的大小與加載時混凝土齡期有很大關(guān)系,加載齡期越大則徐變系數(shù)越小。 當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在施工過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時,先期結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力由于混凝土徐變作用,將不斷產(chǎn)生次內(nèi)力。以圖3兩跨連續(xù)梁為例,事先用吊裝施工方法架設(shè)成兩跨簡支梁,在混凝土齡期為0時結(jié)合成連續(xù)梁,則先期結(jié)構(gòu)為兩跨簡支梁,后期結(jié)構(gòu)為兩跨連續(xù)梁,體系轉(zhuǎn)換時間為0。現(xiàn)分析發(fā)生體系轉(zhuǎn)換情況下,作用在先期結(jié)構(gòu)上的恒載(包括結(jié)構(gòu)自重和預(yù)加力)在) t(0)時連續(xù)梁的內(nèi)力分布。 取連續(xù)梁的基本體系為兩孔簡支梁,在中間支點(diǎn)加上贅余

39、力m1t,m1t為混凝土徐變引起的彎矩。在基本結(jié)構(gòu)中間支點(diǎn)上,由先期結(jié)構(gòu)的恒載引起的沿贅余力方向的轉(zhuǎn)角為1p,由m1t引起的沿贅余力方向的轉(zhuǎn)角為11m1t,11為m1t=1時基本結(jié)構(gòu)沿贅余力方向產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角??紤]到在任何時刻結(jié)構(gòu)都必須滿足變形協(xié)調(diào)條件,按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法可列出相應(yīng)的方程,并求得徐變引起的彎矩m1t: ,、分別為加載齡期0的混凝土分別在t和(t>)時的徐變系數(shù)。由此可知,連續(xù)梁在施工過程中由靜定結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換為超靜定結(jié)構(gòu)體系,混凝土徐變作用將引起恒載內(nèi)力重分配,梁內(nèi)任意截面的最后恒載彎矩mgt,等于在先期結(jié)構(gòu)中的原有彎矩m1g上增加一個徐變引起的次彎矩 ,即:令,上式可寫成式中:m

40、1g在先期結(jié)構(gòu)上的恒載(包括預(yù)加力),按先期結(jié)構(gòu)體系計(jì)算的彎矩; m2g在先期結(jié)構(gòu)上的恒載(包括預(yù)加力),按后期結(jié)構(gòu)體系計(jì)算的彎矩;在基本結(jié)構(gòu)中,單位贅余力作用的彎矩。 需要說明的是,簡支梁連接后中間支座接縫截面由于恒載徐變產(chǎn)生的次彎矩,最后將接近由于沒有體系轉(zhuǎn)換情況下的連續(xù)梁中同一截面的恒載彎矩,特別是在混凝土灌注后1-2個月齡期較早時候進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的情況,徐變作用更是顯著。 連續(xù)梁在施工過程中不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換時,徐變變形并不引起超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化,即不會引起次內(nèi)力。4. 連續(xù)梁橋的施工連續(xù)體系梁橋的最大特點(diǎn)是橋跨結(jié)構(gòu)上除了有承受正彎矩的截面以外,還有能承受負(fù)彎矩的支點(diǎn)截面,這也是它與簡

41、支梁橋體系的最大差別。因此連續(xù)梁橋的施工方法與簡支梁橋也有很大差別,目前它所用的施工方法大致可分為三類:(1)逐孔施工法。它又可分為落地支架施工和移動模架施工兩種方法。(2)節(jié)段施工法。它是將每一跨結(jié)構(gòu)劃分成若干個節(jié)段,采用懸臂澆筑或者懸臂拼裝(預(yù)制節(jié)段)兩種方法逐段接長,然后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。(3)頂推施工法。它是在橋的一岸或兩岸開辟預(yù)制場地,分節(jié)段的預(yù)制梁身,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將各節(jié)段連成整體,然后應(yīng)用水平液壓千斤頂施力,將梁段向?qū)Π锻七M(jìn)。頂推施工的方法又分為單點(diǎn)頂推施工和多點(diǎn)頂推兩種。下面將分別介紹每種施工方法的特點(diǎn)。4.1 逐孔施工法4.1.1 移動模架施工法移動式模架施工法,也稱造橋機(jī)法,

42、根據(jù)承載結(jié)構(gòu)的位置,可分為上承式和下承式兩種,它是以一種自帶模板,將支架和模板支承在長度稍大于兩跨、前端作導(dǎo)梁用的承載梁上,然后在跨內(nèi)進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆施工,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后脫模,張拉預(yù)應(yīng)力束,并將整孔模架沿導(dǎo)梁前移至下一澆筑孔跨,如此逐孔推進(jìn)直至全橋施工完畢。移動模架的構(gòu)造形式包括承重梁、導(dǎo)梁、臺車和橋墩托架等構(gòu)件。移動模架施工法的特點(diǎn):(1)集制梁和架梁為一體,無需專用梁場,減少占用耕地,無需大型提梁運(yùn)梁設(shè)備,機(jī)械化程度高;(2)模架機(jī)動靈活,周轉(zhuǎn)率高,工程規(guī)模越大經(jīng)濟(jì)效益越好;(3)可以完全不需設(shè)置地面支架,施工不受道路、河流、橋下凈空和地基承載力等各種條件的影響。4.1.2 落地支架

43、施工法連續(xù)梁橋落地支架施工方法與簡支梁橋基本上是相同的,該法是在支架上安裝模板,綁扎及安裝鋼筋骨架,預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道,并在現(xiàn)場澆筑混凝土,待混凝土達(dá)到所要求的強(qiáng)度后施加預(yù)應(yīng)力,再拆除摸板的施工方法。由于在施工中需要的模板和支架較多,所以該方法一般常在小跨徑橋梁采用。隨著橋梁結(jié)構(gòu)型式的多樣化發(fā)展,近年來出現(xiàn)了一些需要變寬的異型橋、小半徑彎橋等復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu),在其他施工方法都比較困難或難以實(shí)施時,而目前又有很多制式器材支架,有時也在中、大橋梁中采用支架現(xiàn)澆的施工方法。支架現(xiàn)澆施工法的特點(diǎn):(1)施工進(jìn)度快,根據(jù)工期要求可同時進(jìn)行多跨橋梁施工;(2)施工工藝簡單,在支架上施工,安全系數(shù)較高,施工相對

44、平穩(wěn)、可靠、不需大型起重設(shè)備。(3)施工中一般無體系轉(zhuǎn)換,施工控制相對簡單;(4)施工中需要使用大量支架和模板,墩高跨度大時造價增加明顯,需要通過優(yōu)化支架體系才能得以更大范圍的應(yīng)用;(5)支架對基礎(chǔ)要求較高,施工過程中不能出現(xiàn)基礎(chǔ)沉陷,需要做好防排水。但是與簡支梁橋所不同的是連續(xù)梁橋在中間墩處的截面是連續(xù)的,而且承擔(dān)較大的負(fù)彎矩,需要混凝土截面連續(xù)通過。因此,必須要格外注意兩個問題。(1)不均勻沉降的影響。橋墩的剛度比臨時支架的剛度要大得多,加之支架的一般墊基都在未經(jīng)過精心處理的土基上,因此引起的不均勻沉降往往導(dǎo)致主梁在支點(diǎn)截面處開裂。(2)混凝土收縮。由于每次澆筑的梁段較長,混凝土的收縮又受

45、到橋墩、支座摩阻力和先澆部分混凝土的阻礙,也是容易引起主梁開裂的另一個原因。4.2 節(jié)段施工法節(jié)段施工法是在已建橋墩頂部,沿橋梁跨徑方向,對稱逐段澆筑混凝土的施工方法。每向前施工一段,待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后施加預(yù)應(yīng)力與已成部分形成整體。懸臂對稱施工根據(jù)施工方法的不同可分為懸臂拼裝和懸臂澆筑兩類。4.2.1 懸臂澆筑法懸臂澆筑法是在橋墩兩側(cè)安裝掛籃,對稱澆筑混凝土,保持基本平衡,待混凝土達(dá)到張拉強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力筋,而后將掛籃移動到下一節(jié)段,繼續(xù)循環(huán)澆筑混凝土。在懸臂澆筑混凝土或懸拼施工過程中,在墩頂需采用臨時固結(jié)措施,待懸臂施工結(jié)束、將相鄰懸臂端合龍成整體并張拉預(yù)應(yīng)力筋后,然后卸除支座的臨時固結(jié)措施

46、,完成體系轉(zhuǎn)換成橋。懸臂澆筑法施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋具有如下特點(diǎn):(1)懸臂施工時結(jié)構(gòu)受力與成橋后的受力狀態(tài)較為接近,施工時的預(yù)應(yīng)力筋張拉既滿足施工時的臨時需要,又是成橋后的結(jié)構(gòu)受力筋;(2)是一種無支架施工方法,不妨礙橋下凈空,不影響橋下交通,適用深谷、交通通航要道等各種特殊情況;(3)施工用掛籃種類多,結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,逐段澆筑混凝土無需大型吊裝設(shè)備;(4)每個階段施工均在掛籃內(nèi)進(jìn)行,掛籃可加設(shè)頂棚和養(yǎng)生設(shè)備,減少環(huán)境因素影響,可保證施工連續(xù)進(jìn)行,可根據(jù)橋墩布置同時多工作面平行作業(yè),各作業(yè)面互不干擾,施工速度快,施工進(jìn)度有保證;(5)采用分段施工方法,便于梁體設(shè)計(jì)成變高度,可使預(yù)應(yīng)力混

47、凝土連續(xù)梁橋的立面布置千姿百態(tài),能設(shè)計(jì)出輕巧、美觀的橋梁造型;(6)懸臂施工線形控制非常重要,要保證橋梁在無附加應(yīng)力狀態(tài)下合龍。4.2.2 懸臂拼裝法懸臂拼裝法是將預(yù)制好的梁段,用船運(yùn)到橋墩的兩側(cè),利用吊機(jī)將預(yù)制塊在橋墩兩側(cè)對稱吊裝,張拉預(yù)應(yīng)力筋后形成整體并使懸臂不斷接長,一直到合龍。預(yù)制節(jié)段之間的接縫可采用濕接縫和膠接縫。濕接縫寬度約為0.1-0.2m,拼裝時下面設(shè)臨時托架,梁段位置調(diào)準(zhǔn)以后,使用高強(qiáng)度等級的砂漿或細(xì)石混凝土填實(shí),待接縫混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后再施加預(yù)應(yīng)力。膠接縫是用環(huán)氧樹脂加水泥在節(jié)段接縫面涂上約厚0.8mm的薄層,它在施工中可使接縫易于密貼,完工后可提高結(jié)構(gòu)的抗剪能力、整體

48、剛度和不透水性,故應(yīng)用較普遍。但膠接縫要求梁段接縫有很高的制造精度。4.3 頂推施工法按水平力的施加位置和施加方法分為單點(diǎn)頂推和多點(diǎn)頂推。項(xiàng)推施工法是新進(jìn)發(fā)展的一種施工方法,這種方法是在橋臺后路基上開辟預(yù)制場地沿橋縱軸方向,分節(jié)段預(yù)制混凝土梁體,通過縱向預(yù)應(yīng)力束連成整體,利用水平液壓千斤頂施加水平荷載,借助摩阻力小的滑動裝置將梁逐段向?qū)Π俄斶M(jìn),待梁體就位后落架,更換正式支座完成橋梁施工的方法。當(dāng)橋梁跨越深谷、不可間斷地鐵路、公路、河道運(yùn)輸線等重要不能拆遷設(shè)施時,可采用頂推施工方法從空中完成跨越作業(yè)。頂推施工法的特點(diǎn)如下:(1)施工場地固定,生產(chǎn)集中,便于管理,方便質(zhì)量管理;(2)頂推設(shè)備僅需要

49、專用千斤頂和滑道,不需要大型起重機(jī)械設(shè)備,經(jīng)濟(jì)效益較好;(3) 梁段集中在橋臺后機(jī)械化程度較高的小型預(yù)制場內(nèi)制作,占用場地相對較小,不需要大面積征地,施工受氣候影響較?。?4) 頂推過程控制比較嚴(yán)格,出現(xiàn)偏位糾正比較麻煩,對混凝土梁,處理不當(dāng)容易引起局部混凝土開裂。4.3.1 單點(diǎn)頂推法單點(diǎn)頂推又可以分為單向單點(diǎn)頂推和雙向單點(diǎn)頂推兩種方式。只在一岸橋臺處設(shè)置制作場地和頂推設(shè)備,從一岸向另一岸的方法稱為單向單點(diǎn)頂推法;為了加快施工進(jìn)度,也可在河兩岸的橋臺處設(shè)置制作場地和頂推設(shè)備,從兩岸向河中頂推,此種方法則稱為雙向單點(diǎn)頂推法。在頂推中為了減少懸臂梁的負(fù)彎矩,一般要在梁的前端安裝鋼導(dǎo)梁,導(dǎo)梁需具備

50、自重較輕、剛度較大的特點(diǎn),長度約為頂推跨徑的0.6-0.7倍。在頂推的過程中,各個橋墩墩頂均需布置滑道裝置,它由混凝土滑臺、不銹鋼板和滑板組成?;鍎t由上層氯丁橡膠和下層聚四氟乙烯板鑲制而成,橡膠板與梁體接觸使摩擦力增大,而聚四氟乙烯板與不銹鋼板接觸使摩擦力減至最小,借此可以讓主梁順利前進(jìn)。每個節(jié)段的頂推周期約為6-8天,全梁頂推完畢后,便可解除臨時預(yù)應(yīng)力筋,調(diào)整、張拉和錨固后期預(yù)應(yīng)力筋,再進(jìn)行灌漿、封端、安裝永久性支座,至此主體結(jié)構(gòu)接近完成。4.3.2 多點(diǎn)頂推多點(diǎn)頂推施工是在每個墩臺上設(shè)置一對小噸位的水平千斤頂,將集中的頂推力分散到各墩上。它是利用水平千斤頂傳給墩臺的反力來克服梁體滑移的摩

51、阻力,每個橋墩只承受較小的頂推力,適合于用在柔性橋墩上。多點(diǎn)頂推采用拉桿式頂推裝置的方法為:水平千斤頂通過傳力架固定在橋墩靠近主梁的外側(cè),裝配式的拉桿用連接器接長后與埋固在箱梁腹板上的錨固器相連接,驅(qū)動千斤頂后活塞桿開始拉動拉桿,使主梁借助梁底滑板裝置向前滑移;水平千斤頂走完一個行程后,就卸下一節(jié)拉桿,然后千斤頂回油使活塞桿退回,再連接拉桿進(jìn)行下一頂推循環(huán)。用穿心式千斤頂拉梁前進(jìn)的方法為:拉桿的一端固定在梁的錨固器上,另一端穿過水平千斤頂后用夾具錨固在活塞桿尾端,水平千斤頂走完一個行程,松去夾具,活塞桿退回,然后重新用夾具錨固拉桿并進(jìn)行下一頂推循環(huán)。在頂推過程中必須注意要嚴(yán)格控制梁體兩側(cè)的千斤

52、頂同步進(jìn)行。為了防止梁體在平面內(nèi)發(fā)生偏移,通常在墩頂上梁體的旁邊設(shè)置橫向?qū)蛟O(shè)置。頂推施工法適宜于建造跨度為40-80m的多跨等高度連續(xù)梁橋,當(dāng)跨度更大時就需要在橋跨間設(shè)置臨時支承墩,國外已成功用頂推法修建成跨度達(dá)168m的橋梁。多點(diǎn)頂推比單點(diǎn)頂推相比,可以免用大噸位的頂推設(shè)備,并能有效控制頂推梁的偏心。因此,多點(diǎn)頂推法相對更加被廣泛采用。5. 連續(xù)梁橋施工控制方法近年來,我國預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋蓬勃發(fā)展,目前,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法主要有懸臂拼裝、懸臂澆筑、簡支變連續(xù)和頂推法。對連續(xù)梁橋的施工控制技術(shù)進(jìn)行更進(jìn)一步的研究顯得尤為重要。它決定著工程的質(zhì)量和整個工程的造價等問題。因此,在橋

53、梁施工中,合理的選擇施工方法,正確地進(jìn)行施工預(yù)測控制具有十分重要的意義。在實(shí)際中出現(xiàn)諸多因素難以精確估計(jì),影響因素有結(jié)構(gòu)自重、幾何尺寸、材料參數(shù)、掛藍(lán)重量、施工偏差、混凝土收縮徐交、溫度變化、風(fēng)力風(fēng)向等。當(dāng)上述因素與理論取值不符,而又不能及時識別,會引起旋工控制目標(biāo)的偏差,必然導(dǎo)致在下一階段懸臂施工中采用錯誤的的糾偏措施,從而引起誤差積累。所以,在施工過程中對橋梁進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果對施工過程中的控制參數(shù)不斷進(jìn)行調(diào)整是十分必要的。要進(jìn)一步研究施工控制技術(shù)必須建立以施工為中心,具備先進(jìn)適用的測試技術(shù)和現(xiàn)場分析計(jì)算技術(shù)的大跨徑梁橋施工監(jiān)測和控制系統(tǒng),以此來監(jiān)測各施工階段的主要控制參數(shù),并

54、通過現(xiàn)場計(jì)算分析及時預(yù)測得出合理的控制措施,用以指導(dǎo)和控制施工。目前已應(yīng)用于工程實(shí)踐的旅工控制方法有很多,如參數(shù)識別法、卡爾曼濾波法、灰色預(yù)測控制法、最佳成橋狀態(tài)法、順推法、無應(yīng)力狀態(tài)控制法、自適應(yīng)控制法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及日本研制的斜拉橋施工精度控制系統(tǒng)等。下面將對其一一進(jìn)行簡要介紹:5.1參數(shù)識別法參數(shù)識別法是依據(jù)施工中的實(shí)測值運(yùn)用最小二乘法識別和修改設(shè)計(jì)時所采用的參數(shù)取值,如構(gòu)件截面特征、混凝土自重、徐變系數(shù)等,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時分析,并對原有設(shè)計(jì)值進(jìn)行校核和調(diào)整,重新給出標(biāo)高等控制參數(shù)的施工控制值。雖然參數(shù)識別法簡單實(shí)用,但該方法將實(shí)際結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)狀態(tài)的不一致在盡可能減少、修正環(huán)境因素和量測誤差

55、影響的前提下全部歸咎于設(shè)計(jì)參數(shù)取值的變異性,從而夸大了參數(shù)識別的重要性,顯得不盡合理和牽強(qiáng)。由于設(shè)計(jì)參數(shù)的隨機(jī)性等種種原因,使得所辨識的設(shè)計(jì)參數(shù)有時亦難以反映實(shí)際情況,甚至有可能在某些情況下所識別的參數(shù)估計(jì)值與正常值差別很大。另外,根據(jù)每一施工階段所辨識的參數(shù)重新進(jìn)行計(jì)算使得施工計(jì)算量很大,重新給出新的控制值又使得施工控制值不斷在改變,由此增加成橋線形和內(nèi)力狀態(tài)控制的難度。而且有關(guān)文獻(xiàn)所給定的實(shí)時跟蹤分析系統(tǒng)總是滯后于施工的。對于連續(xù)梁橋施工,偏差在事后無法調(diào)整、調(diào)整手段不多或調(diào)整困難的情況下,事前預(yù)報就顯得非常重要,這就使參數(shù)識別法的應(yīng)用受到了限制。5.2 卡爾曼濾波法卡爾曼濾波法是以概率論

56、為基礎(chǔ)的最優(yōu)隨機(jī)控制,它將狀態(tài)空問的概念引入到隨機(jī)估計(jì)理論中,把信號過程視為在白噪聲作用下一個線性系統(tǒng)的輸出,這種輸入輸出關(guān)系用狀態(tài)方程來描述。借助數(shù)字計(jì)算機(jī)發(fā)展的成果,將概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域的成果用于解濾波估計(jì)問題,提出了一種新的線性遞推方法。這種方法不要求儲存過去的觀測數(shù)據(jù),當(dāng)觀測到新的數(shù)據(jù)后,只要根據(jù)新的數(shù)據(jù)和前一刻的估計(jì)量,借助于信號過程本身的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程,按照一套遞推公式,即可求出新的估計(jì)量,因而大大減少了計(jì)算量和儲存量,便于實(shí)時處理??柭鼮V波法的實(shí)質(zhì)是從被噪聲污染的信號中提取真實(shí)的信號,估計(jì)出系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài),然后用估計(jì)出的狀態(tài)變量按確定性的控制規(guī)律對系統(tǒng)進(jìn)行控制。在最近20年里,卡爾曼濾波法集中運(yùn)用于斜拉橋的施工控制中,取得了較好的效果,也有資料報道,卡爾曼濾波法已運(yùn)用于連續(xù)剛構(gòu)橋的旅工控制中,但應(yīng)用效果從給出的結(jié)果看并未取得預(yù)期的效果。5.3 最佳成橋狀態(tài)法最佳成橋狀態(tài)法的實(shí)質(zhì)是通過各種調(diào)整手段使每一施工階段成為最佳施工階段,從而最終實(shí)現(xiàn)最佳成橋狀態(tài)。該方法定義了最佳設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)、最佳施工階段和最佳成橋狀態(tài)三個重要概念,其中把主梁撓度和內(nèi)力誤差處于容許范圍內(nèi)的各施工階段成為最佳施工階段,把主梁撓度和內(nèi)力誤差處于容許范圍內(nèi)的成橋狀態(tài)成為最佳成橋狀態(tài),把最佳成橋狀態(tài)作為施工控制的最終目標(biāo)。由于采用節(jié)段懸臂施工的成撟狀態(tài)需要通

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