整体现浇曲线连续箱梁设计

整体现浇曲线连续箱梁设计
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标准类别:交通标准
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整体现浇曲线连续箱梁设计

整体现浇曲线连续箱梁是一种现代化桥梁结构形式,广泛应用于城市高架桥、跨河桥梁及立交桥等工程中。其设计结合了曲线美学与结构力学的优化,具有承载能力强、整体性好、抗震性能优越等特点,在现代桥梁建设中占据重要地位。

施工方法整体现浇曲线连续箱梁通常采用满堂支架法或挂篮悬臂浇筑法施工。满堂支架适用于地基条件较好且跨度较小的情况,而挂篮法则更适合大跨度桥梁。施工过程中需严格控制模板精度、混凝土配合比及预应力张拉工艺,以确保梁体线形平顺和受力均匀。

优势提升桥梁美观性,符合现代城市景观要求;结构安全可靠,维护成本低;能够满足复杂交通流量的需求;减少后期运营中的病害问题。

总之,整体现浇曲线连续箱梁以其独特的设计和优良的性能,在现代桥梁工程中发挥了重要作用,为城市交通发展提供了坚实保障。

目前铁路平交道口改立交工程的数量不断增加 上跨铁路时主跨布置为中等跨度曲线桥的情况很多 连续梁便成为上部结构的优选方案。特别是钢支架及 支架构件的标准化和装配化的提高,使整体式支架施 工得到了广泛的应用

长大线大房身立交桥(图1)跨越铁路部分主桥位

面而到支点截面最大横向拉应力略小于容许值。 当支座不平整量为1mm时,仍然是支座到梁端 范围应力水平较高,但24m0、32m0横向拉应力最大值 均不足2.9MPa符合规范要求。 若要使结构的拉应力水平不超过混凝土(C50)的极 限值fc支座不平整量限位值需取1mm这样会给施工 提出过于严格的要求。本文建议支座不平整量限值取2 mm同时结构设计中增加局部构造钢筋,严格将裂缝 控制在规范容许的范围内。具体措施见文献31

(1)本文分析计算的各模型力学性能均能满足《暂 规》要求单纯从受力角度来讲各梁型均为可行结构。 (2保持顶板宽度不变而增大腹板坡度箱梁底板 宽度和刚度将减少,但同步加大底板和腹板厚度将使 箱梁的刚度(包括抗弯、抗扭、抗畸变刚度)得到补偿 并有所加强。腹板坡度的增加可使施工脱模更方便 腹板厚度的增大能为结构提供较大的构造空间。 (3)加大支点距离d,有利于箱梁的架设和维护 从受力与变形来看能有效减少结构荷载应力和挠度 但将加大徐变上拱度和梁端上翘位移从经济考虑过 大取值将加大墩台工程量使工程投资加大。

铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2003(6)

于R=465m曲线上根据地形地势条件布置为32m +40m+32m三孔一联曲线预应力混凝土箱梁桥。桥 面全宽11.5m箱梁底板宽度为7.5m。上部结构为单

图1连续梁布置(单位cm)

(4)综上分析采用腹板坡度为15%、腹板厚度为 50cm、支点位置d=75cm的结构(表1中的m0方案) 虽然结构体积、吊装质量和直接投资相对于其他方案 略有增加但结构构造、受力、变形性能更为合理且方 便施工能达到和满足结构参数优化的目的和要求建 议采用该方案。 (5)京沪高速铁路箱梁结构刚度大,支座不平整 度对结构的受力有很大的影响,一个支座完全脱空状 态下,自重状态下结构端部将因横向应力过大严重开 裂建议对支座不平整量进行限位,依据分析建议取 为2mm,同时在结构设计方面加强局部构造配筋。 (6)需要注意的是,由于高速铁路对线路的平顺 度要求非常高本文箱梁的徐变上拱度大施工中采取 适当的技术措施严格控制后期徐变量确保其在容许 范围内。

郭在田.薄壁杆件的弯曲与扭转.北京:中国建筑工业出版社,1989 郭金琼.箱形梁设计理论.北京:人民交通出版社1989 《高速铁路简支梁优化设计》研究报告.中南大学土木建筑学院2002 京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定.铁道部1998 戴小冬盛兴旺.铁路预应力混凝土箱梁弯扭及支座不平整效应的 有限元分析.铁道建筑20013) 盛兴旺.秦沈客运专线混凝土简支箱梁支座不平整效应及其限位分 析.长沙铁道学院学报200X2)

1/16,中部高度为1.2m箱梁采用C50混凝土施加单 向预应力,纵向为p15mm钢绞线,每束12根,采用 OVM锚具

(1采用整体式支架现浇施工结构在施工过程中 次落架没有体系转换只需按传统的结构力学方法 直接计算连续梁结构的恒载、活载效应以及支座的沉 降及温度次内力而无须计算恒载徐变二次矩。 (2)曲线桥具有弯扭耦合的特性即在受荷载作用 后如果产生弯矩,就必然产生扭矩;反之,若产生扭 矩则必然同时伴随着弯矩的产生。因而曲线梁在自 重及活载作用下均有向外倾覆的趋势。 (3)在超静定曲线梁中,由于有弯扭耦合特性,次 内力在两支座间不再呈直线规律改变预应力筋所在 的中间支座的位置就会引起扭矩的变化,同时也会发 生弯矩的变化。因此线性转换原则不再适用。同时 预应力也不可能既不引起次弯矩和次剪力,又不引起 次扭矩所以就不存在真正的吻合索。这给曲线梁的 配筋带来了一定的困难

曲线连续梁桥结构受力复杂,其最大特点是具有 弯扭耦合的特性。箱梁结构不但产生纵向弯曲、扭转、 横向弯曲及翘曲而且同一支墩上曲线内外侧的2个 支反力及箱梁内外侧的受力也有明显差别。 在连续梁受力分析中采用国内先进的二三维桥 梁结构-ASBEST"软件系统,采用空间块单元的梁格 法进行分析较好地解决了这些复杂问题。使计算更 趋于科学确保结构的安全可靠。 该模型类似于梁格法模型,它也是将结构视作纵 梁和横梁组成的梁格体系,所不同的是此处的横梁不 再是支承于纵梁之上的连续梁,而是在与纵梁交叉处 称为节点和纵梁刚性相接,这更符合实际情况。在 该模型中无论是纵梁还是横梁都采用空间梁单元模 拟。梁格法的基本思路是将曲线梁模拟为由纵横梁组 成的梁格体系其中纵梁模拟桥的纵向弯曲和扭转刚 度横梁模拟横向的弯曲和扭转刚度。采用此种方法 能够很好地模拟纵横梁为主要受力体系的结构。 由于梁格法为高次超静定体系,仍然需要通过有限 元法来实现。程序在进行网格自动划分时,有两种方 法梁边缘控制法和腹板节点控制法。要求用户输入的 基本要素有3点:图2中水平线为梁走向线竖向为网 格控制线小圆点表示节点。首先在CAD中确定纵横

控制线然后通过程序导入软件自动进行梁格划分进 行空间有限元受力的计算很好地完成受力分析。

2梁格法计算模型示意

(1纵向弯矩如图3所示,由计算结果可以看 出箱梁腹板横载引起的负弯矩值出现在支点上反弯 点(即零弯矩处)基本对称于支点,设计上采用变高度 箱梁截面符合纵向弯矩的分布规律。曲线内外侧两 腹板的弯矩值相差不大最大不超过3%。因此纵向 预应力束可以对称布置便于设计和施工。

图3恒载弯矩图(单位kNm)

(2横向内力曲线连续梁不但因活载偏心产生 扭矩而且还因温度变化及支座沉降的二次矩产生扭 矩。支点附近由于支座的约束作用而产生较大的横向 弯矩。横向预应力筋根据单位宽度桥面板计算并布 置程序分析结果表明,横向仅需设置普通钢筋,可不 设置横向预应力筋。 (3支座反力通常对于直线预应力混凝土连续 梁桥一个墩顶两个支座的情况在恒载作用下,两个支 反力值相等。而在曲线连续梁中由于存在弯扭耦合的 特性曲线内外支座的反力值存在不等的现象。计算 结果显示2号墩两支点的恒载反力分别为:桥内侧 4992kN桥外侧5296kN外侧比内侧大6.2%相差 不大为此同一墩顶可以采用相同型号的支座。

预应力混凝土连续梁桥采用就地浇筑施工,需要 在连续梁的一联各跨均设支架,一联施工完成后整联 卸落支架。因此结构在施工中不存在体系转换,不产 生恒载徐变二次矩。本设计跨越铁路主桥中孔采用工 字钢搭设的梁式支架,其余部分采用装配式梁柱式支 架。另外本桥采用水平分层浇筑,保证了箱梁的整体 性实现了长104m预应力混凝土梁整体分层浇筑 次性张拉,节省了工期降低了钢绞线的用量。 该桥于2002年建成并投入运营使用效果良好。

db13(j) 185-2020 居住建筑节能设计标准(节能75%)(完整正版、清晰无水印)铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2003(6)

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