中南混凝土连续梁桥

中南混凝土连续梁桥
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中南混凝土连续梁桥

中南地区的混凝土连续梁桥是一种广泛应用于桥梁建设中的结构形式,它结合了悬臂施工和逐段拼装的特点,具有承载力强、跨越能力大、耐久性好等优点。这种类型的桥梁在设计时充分考虑了地形地貌特点以及地质条件等因素,能够较好地适应复杂环境的要求。

设计与构造

材料选择:主要采用高性能混凝土作为桥体的主要承重结构材料,这不仅提高了桥梁的承载能力和使用寿命,也增强了抗腐蚀性能。

施工方法:通常采用悬臂挂篮或托架等技术进行逐段浇筑、拼装采矿概论----第三章井田开拓的基本问题,确保每一部分都能精确对接,形成整体连续梁结构。

技术特点

高跨越能力:通过合理的梁体设计与计算,能够实现较大跨度的桥梁建设。

施工便捷性:相比传统现浇法或预制安装方法,具有更灵活、成本更低的优势,在中南地区多山地丘陵地带尤为适用。

耐久性和维护方便:混凝土连续梁桥不仅具备良好的力学性能,其结构相对简单,也便于日常的检查和维护。

在中南地区的桥梁建设中,这种类型的大跨径混凝土连续梁桥被广泛应用于高速公路、城市快速路以及重要的交通枢纽工程。它们不仅是现代交通网络的重要组成部分,也是推动区域经济发展、改善民众出行条件的关键基础设施之一。

综上所述,中南地区使用的混凝土连续梁桥技术成熟可靠,在适应复杂地理环境方面表现出色,是当前桥梁建设领域的一项重要成就。

3.5桁架连续梁桥重量轻、节省材料、刚度大、跨越能力强。构造及施工工艺复杂。以预应力混凝土作为受拉(或拉压)杆件,非预应力的钢筋混凝土作为受压杆件组成。一般先预制杆件,就地浇筑混凝土节点,再在受拉杆件中加预应力;或预制桁段,拼接后再加预应力。

第二节连续梁桥常用施工方法

1.满堂支架现浇2.简支变连续3.逐跨施工—现浇、拼装4.顶推施工5.悬臂施工—现浇、拼装

满堂支架现浇在支架上架立模板、绑扎钢筋、灌注混凝土的施工方法。适用于中、小跨度的连续梁桥。简便可靠,对机具和起重能力要求不高;施工中不出现体系转换,需要较多的支架。

体系转换:桥梁结构在最终形成之前,曾经历过以不同的结构体系(如简支、悬臂、连续等)承受当时作用在其上的恒载的各施工阶段。若施工中存在体系转换,则按最终体系计算得到的结构恒载内力和变形,就不同于按各阶段的体系计算得到的恒载内力和变形的叠加值。

3.逐跨施工将支架和模板在桥跨内进行现浇施工,待混凝土达到一定强度后脱模,并将整孔模架前移至下一浇筑桥孔,如此有节奏地逐孔推进直至全桥施工、完毕。适用于跨径20~50m的等跨和等高度连续梁桥施工。

4.顶推施工顶推法的施工原理是沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地,分节段浇筑或拼装混凝土梁身,并用纵向预应力筋连成整体,然后通过水平液压千斤顶施力,借助不锈钢板与四氟乙烯模压板特制的滑动装置,将梁逐段向对岸顶进,就位后落梁,更换正式支座,完成桥梁施工。顶推法主要应用于等截面连续梁。单向顶推、双向顶推、单点顶推、多点顶推。

5悬臂施工梁部施工从桥中间墩处开始、按对称方式逐步接长并悬出梁段至合龙的施工方法。施工支架和临时设备少,施工时不影响桥下通航、通车,也不受季节、河道水位的影响,并能在大跨度桥上采用。悬臂灌注法和悬臂拼装法。

第三节连续梁桥内力计算

1.恒载内力2.活载内力3.超静定次内力计算4.变形计算

1.恒载内力必须考虑施工过程中的体系转换,不同荷载作用在不同的体系上。1.1满堂支架现浇施工所有恒载直接作用在连续梁上。

1.2简支变连续施工一期载作用在简支梁上,二期恒载作用在连续梁上。

1.3逐跨施工主梁自重内力图应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成。

1.4顶推施工顶推过程中,梁体内力不断发生改变,梁段各截面在经过支点时要承受负弯矩,在经过跨中区段时产生正弯矩。施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致。配筋必须满足施工阶段内力包络图。

主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时

最大负弯矩—与导梁刚度及重量有关导梁刚接近前方支点刚通过前方支点

1.5悬臂施工分清荷载作用的结构体现约束条件的转换主梁自重内力图,应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成

2.活载内力2.1纵向—某些截面可能出现正负最不利 弯矩,必须用影响线加载。2.2横向箱梁—专门分析多梁式—横向分布系数计算,等刚度法

3.超静定次内力计算3.1产生原因—结构因各种原因产生变形,在多余约束处将产生约束力,从而引起结构附加内力(或称二次力)。3.2连续梁产生次内力的外界原因预应力;墩台基础沉降;温度变形;徐变与收缩。

4.变形计算必须考虑施工过程中的体系转换,不同的荷载作用在不同的体系上根据恒载及活载变形设置预拱度—大跨径时必须专门研究—大跨径桥梁施工控制预拱度设置:

第四节预应力次内力计算

1.基本概念2.用力法求解预应力次力矩3.线性变换与吻合束4.等效荷载法

1.基本概念预应力初弯矩: 预应力次弯矩:总预矩:

压力线:简支梁压力线与预应力筋位置重合连续梁压力线与预应力筋位置相差

2.用力法求解预应力次力矩

力法方程变位系数赘余力总预矩

3.1线性变换 保持束筋在超静定梁中的两端位置不变,保持束筋在跨内的形状不变,而只改变束筋在中间支点上的偏心距,则梁内的混凝土压力线不变,总预矩不变。

改变e在中支点所增加(或减少)的初预矩值,与预加力次力矩的变化值相等,而且两者图形都是线性分布,因此正好抵消。

3.2吻合索 调整预应力束筋在中间支点的位置,使预应力筋重心线线性转换至压力线位置上,预加力的总预矩不变,次力矩为零。 次力矩为零时的配束称吻合索。

多跨连续梁在任意荷载作用下

结论: 按外荷载弯矩图形状布置预应力束即为吻合束, 吻合束有任意多条。

把预应力束筋和混凝土视为相互独立的脱离体,预加力对混凝土的作用可以用等效荷载代替。

4.1在梁端部轴向力竖向力力矩

4.2在梁内部初预矩图为曲线时产生均布荷载初预矩图成折线时产生集中力

4.3初预矩与总预矩将等效荷载作用在基本结构上可得初预矩;将等效荷载直接作用在连续梁上可得总预矩;如果等效荷载直接作用在连续梁上支反力等于0,此时为吻合束;只有改变预应力束曲率半径或梁端高度才能改变总预矩。

第五节徐变、收缩次内力计算

1.徐变、收缩理论2.徐变、收缩量计算表达3.结构因混凝土徐变引起的变形计算4.结构因混凝土徐变引起的次内力计算5.结构因混凝土收缩引起的次内力计算

1.徐变、收缩理论收缩——与荷载无关徐变——与荷载有关收缩、徐变与材料、配合比、温度、湿度、截面形式、护条件、混凝土龄期有关

1.1混凝土变形过程收缩弹性变形回复弹性变形滞后弹性变形屈服应变(塑性变形)

结构在受压区的徐变和收缩会增大挠度;徐变会增大偏压柱的弯曲,由此增大初始偏心,降低其承载能力;预应力混凝土构件中,徐变和收缩会导致预应力的损失;徐变将导致截面上应力重分布(钢筋与混凝土间)。对于超静定结构,混凝土徐变将导致结构内力重分布,即引起结构的徐变次内力。混凝土收缩会使较厚构件的表面开裂。

当混凝土棱柱体在持续应力不大与0.5Ra时,徐变变形与初始弹性变形成线性比例关系徐变系数——徐变与弹性应变之比

2.徐变、收缩量计算表达

2.1实验拟合曲线法 建立一个公式,参数通过查表计算。 各国参数取法不相同,常用公式有:CEB—FIP1970年公式;联邦德国规范1979年公式;国际预应力协会(FIP)1978年公式—我国采用的公式;

2.2徐变系数数学模型1)基本曲线——Dinshinger公式

在加载初期徐变较大随时间增长逐渐趋于稳定

2)徐变系数与加载龄期的关系

老化理论:不同加载龄期的混凝土徐变曲线在任意时刻t(t>),徐变增长率都相同。

随着加载龄期的增大,徐变系数将不断减小,当加载龄期足够长时徐变系数为零。该理论较符合新混凝土的特性。

将Dinshinger公式应用于老化理论

先天理论:不同加载龄期的混凝土徐变增长规律都一样。

混凝土的徐变终极值不因加载龄期不同而异,而是一个常值。该理论较符合加载龄期长的混凝土的特性。

混合理论:对新混凝土采用老化理论,对加载龄期长的混凝土采用先天理论

3.结构因混凝土徐变引起的变形计算

3.1基本假定不考虑钢筋对混凝土徐变的约束作用混凝土弹性模量为常数线性徐变理论

3.2应力不变条件下的徐变变形计算应力应变公式变形计算公式

静定结构可以满足应力不变的条件一次落架结构可以直接按该式计算分段施工结构要考虑各节段应力是分多次在不同的龄期施加的

3.3应力变化条件下的徐变变形计算

1)应力应变公式时刻的应力增量在t时刻的应变

从0时刻到t时刻的总应变

2)时效系数利用中值定理计算应力增量引起的徐变

从0时刻到t时刻的总应变

交通工程标线施工3)松弛系数——通过实验计算时效系数松弛实验

松弛系数通过实验数据拟合

5)微分变形计算公式应力应变微分关系

4.结构因混凝土徐变引起的次内力计算

计算变形时次内力为未知数,必须通过变形协调条件计算计算有两种思路:微分平衡、积分平衡

4.1微分平衡法(Dinshinger法)

北京某住宅小区工程施工组织设计(doc 186页)1)微分平衡方程赘余力方向上

一次落架施工连续梁徐变次内力为零。

以梁段②的时间为基准t',则梁段①加载时间历程为t=t'+1

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