預應力混凝土橋梁畢業(yè)設計開題報告

文獻綜述一、 橋梁的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著經(jīng)濟的發(fā)展，公路橋梁也隨著飛速發(fā)展。橋梁是公路、城市道路或鐵路的重要組成部分，是國家工業(yè)和技術(shù)水平的綜合水平體現(xiàn)。所以說橋梁是一個國家的象征之一。經(jīng)過幾十年的努力，我國的橋梁工程無論在扶植規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進行列。各種功能齊全、造型美觀的立交橋、高架橋，橫跨長江、黃河等大江大河的特大跨度橋梁，如雨后春筍頻頻建成。橋梁是隨著經(jīng)濟發(fā)展帶來的交通需要和經(jīng)濟與科學技術(shù)的可能而發(fā)展的。二十世紀世界橋梁技術(shù)發(fā)展突飛大進，百花齊放，形成了完整的設計施工理論體系。我國橋梁技術(shù)緊跟世界橋梁技術(shù)發(fā)展的潮流，逐步形成了完備的設計理論、設計方式，施工技術(shù)和科研體系；建成了近百萬座橋梁工程，其中還包孕大量令世人矚目的具有世界第一的橋梁工程。分外是從上個世紀八十年代至今，伴隨著國家經(jīng)濟的跨躍式發(fā)展，我國路橋扶植正在以前所未有的高速度和高質(zhì)量向前發(fā)展。為適應社會生產(chǎn)力發(fā)展所提出的愈來愈高的要求，需要建造大量的承受更大荷載，跨越海灣、大江等跨徑和總廠更大的橋梁。這必然鞭策橋梁結(jié)構(gòu)向高強、輕型、大跨度的標的目的發(fā)展。為此，在建筑材料上，需研制和生產(chǎn)超大跨徑橋梁(3000?5000m)的新型建筑材料；在結(jié)構(gòu)理論上，要研究更符合實際狀態(tài)的力學分析方式與新的設計理論，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)潛在的承受力，充分利用建筑材料的強度，力求工程結(jié)構(gòu)的安全度更為科學和可靠；在大跨度橋梁的設計中，會愈來愈重視空氣動力學、振動、穩(wěn)定、疲勞、非4等研究成果的應用，并廣泛應用計算機輔助設計；在施工上，力求高度機械化、工廠化、自動化；在工程辦理上，則力爭高度科學化、自動化。二、 預應力混凝土連續(xù)梁橋連續(xù)梁是一種古老的結(jié)構(gòu)體系，它具有變形小、結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護簡單、抗震能力強等特點，成為最富有競爭力的主要橋型之一。我國的預應力混凝土連續(xù)梁橋起步晚，但是發(fā)展迅速，在中等跨徑范圍內(nèi)千姿百態(tài)。無論是在橋跨安裝、梁、墩截面形式，或是在體系上不斷改善橋型安裝，例如V形墩的連續(xù)梁體系，雙薄壁墩連續(xù)體系。預應力混凝土等截面連續(xù)梁橋在40—60m的范圍，可以說是占絕對優(yōu)勢。頂推法、移動模架法、逐孔架設法等施工方式等施工方式快速發(fā)展、廣泛應用也是關(guān)鍵因素。連續(xù)梁的橫截面形式在小跨徑的城市高架橋中，為求最小建筑高度，常選用板式或肋板式截面，而在中、大跨徑主要采用箱型截面。箱型截面的發(fā)展趨勢是盡可能的加長懸臂橋面板而選用單箱截面形式，以達到快速施工的目的。在這種單箱截面的結(jié)構(gòu)中，往往采用三向預應力工藝。我國大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁的施工方式主要采用懸臂澆筑法，梁體從墩上平衡向兩邊懸臂現(xiàn)澆伸出。為保持梁體在施工過程中的穩(wěn)定，梁體臨時錨固在墩上或在墩旁立臨時支架增設支撐點，然后現(xiàn)澆合攏段轉(zhuǎn)換成最后的結(jié)構(gòu)體系。如何控制施工過程中的變形和包管合攏段施工順利進行，體系轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵因素。我國已經(jīng)取得了成功的經(jīng)驗。此外，在預應力混凝土連續(xù)梁橋的設計理論和計算方面，進行了深入研究與分析，提供了自動化軌范較高的電算軌范。我國發(fā)展大跨徑的預應力混凝土連續(xù)梁發(fā)展趨勢是：1、 為了避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，混凝土庇護層難以包管，密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高，要發(fā)展大噸位的錨固張拉體系；2、 在一切適宜的橋址，設計和修建頓梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護調(diào)換不易的大噸位支座。3、 充分發(fā)揮三向預應力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，即可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又能充分利用懸臂施工的方式的特點加快施工進度。三、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋、剛構(gòu)式橋的優(yōu)缺點簡支梁橋：簡支梁是一種靜定結(jié)構(gòu)，體系溫度、混凝土收縮徐變、初始預應力、地基變形等均不會在梁體中產(chǎn)生附加內(nèi)力，設計計算便當，最易形成各種標準跨徑的裝配式結(jié)構(gòu)。簡支梁的受力簡單，梁中只有正彎矩，其設計主要受跨中正彎矩的控制；當跨徑增大時，跨中恒載和活載彎矩將急劇增加，當恒載彎矩所占比例較大時，結(jié)構(gòu)能承受恒載的能力很?。辉诳鐝胶秃爿d梁段相同的情況下，與有支點負彎矩的懸臂梁橋，連續(xù)梁橋和剛構(gòu)式橋比擬，簡支梁橋的跨中彎矩最大。從表征材料用量的彎矩圖面積大小而言，簡支梁橋要比懸臂梁橋、連續(xù)梁橋和剛構(gòu)式橋大的多。在鋼筋混凝土簡支梁橋中，經(jīng)濟合理的常用跨徑在20m以下，由于預應力能使混凝土梁全截面參與工作，減輕了結(jié)構(gòu)恒載，增加了抵抗活載的能力，從而加大了橋梁的跨越能力，我國常用的預應力混凝土簡支梁的標準跨徑在40m以下。懸臂梁橋：將簡支梁梁體加長，并超過支點就成為懸臂梁橋。與簡支梁比擬較，懸臂梁可以減小跨內(nèi)主梁高度和降低材料用量，是比力經(jīng)濟的。懸臂梁橋一般為靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受地基變形的影響，對基礎要求較低。與簡支梁比擬，墩上均只需設置一個支座，減小橋墩尺寸，節(jié)省了基礎工程量。此外，懸臂梁將結(jié)構(gòu)的伸縮縫移至跨內(nèi)，其變形曲線的轉(zhuǎn)折角比簡支梁變形曲線在支點上的轉(zhuǎn)折角要小，這對行車的舒適較有利。懸臂梁橋雖然在力學性能上優(yōu)于簡支梁橋，可適用于更大跨徑的橋梁方案，但由于懸臂梁的某些區(qū)段同時存在正、負彎矩，無論采用何種主梁截面形式，其構(gòu)造較為復雜；而且跨徑增大以后，梁體重量快速增加，不易采用裝配式施工，往往要在費用昂貴，速度緩慢的支架上現(xiàn)澆。鋼筋混凝土懸臂梁，還因支點負彎矩區(qū)段的存在，弗成避免的將在梁頂產(chǎn)生裂縫，雖有橋面防水法子，但仍會受到雨水侵蝕影響而降低使用年限。剛構(gòu)橋：剛構(gòu)橋是一種具有懸臂受力特點的墩梁固結(jié)梁式橋，由于懸臂部分承受負彎矩，剛構(gòu)式橋幾乎都是預應力混凝土結(jié)構(gòu)。帶剪力鉸剛構(gòu)橋目前已經(jīng)較少使用；帶掛梁剛構(gòu)橋是一種靜定結(jié)構(gòu)，它受力明確，不受各種表里因素的影響。帶掛梁剛構(gòu)橋在跨內(nèi)因有正、負彎矩分布，其總彎矩圖面積要比帶剪力鉸剛構(gòu)橋小，雖然增加了牛腿構(gòu)造，但免去了構(gòu)造復雜的剪力鉸。帶掛梁剛構(gòu)橋的主要缺點是橋面伸縮縫較多，對高速行車不利，其次，除了懸臂施工工序和機具設備外，還增加了掛梁預制、安裝工序及機具設備。目前國內(nèi)經(jīng)常采用的預應力混凝土帶掛梁剛構(gòu)橋的跨徑在60~150m之間。連續(xù)剛構(gòu)橋綜合了連續(xù)梁和上述兩種剛構(gòu)橋的受力特點，將主梁做成連續(xù)梁體，并與薄壁橋墩固結(jié)。目前，連續(xù)剛構(gòu)橋已經(jīng)成為預應力混凝土大跨徑梁式橋的主要橋型，最大跨徑已經(jīng)突破300m。四、連續(xù)梁橋在現(xiàn)代橋梁中的優(yōu)點連續(xù)梁橋是中等跨徑橋梁中常用的一種橋梁結(jié)構(gòu)，預應力混凝土連續(xù)梁橋是其主要結(jié)構(gòu)形式，它具有接縫少、剛度好、行車平順舒適等優(yōu)點，在30-120m跨度內(nèi)常是橋型方案比選的優(yōu)勝者。而橫張預應力混凝土技術(shù)在 T型梁、箱型梁、空心板橋三座常規(guī)跨徑簡支梁橋中的應用，取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。為拓寬橫張預應力技術(shù)的應用范圍，將其應用到更大跨度的連續(xù)梁橋中就顯得尤為必要了。主梁是連續(xù)支承在幾個橋墩上。在荷載感化時，主梁的分歧截面上有的有正彎矩，有的有負彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節(jié)省主梁材料用量。連續(xù)梁橋凡是是將3?5孔做成一聯(lián)，在一聯(lián)內(nèi)沒有橋面接縫，行車較為順適。連續(xù)梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設成簡支梁然后互相連接成為連續(xù)梁?；蛘邚亩张_上逐段懸伸加長最后連接成為連續(xù)梁。近一、二十年，在架設預應力混凝土連續(xù)梁時，成功地采用了頂推法施工，即在橋梁一端（或兩端）路