预应力连续梁桥

预应力连续梁桥（共12篇）

预应力连续梁桥 篇1

0 引言

近年来, 连续梁结构体系逐渐成为预应力混凝土桥梁的主流, 该结构的优点主要表现为:刚度大、变形小、行车平顺舒适、养护简单、伸缩缝少、抗震能力强等。箱形截面对于预应力混凝土连续梁桥来说, 是其主要的断面形式, 通常情况下采用变截面。目前, 预应力混凝土连续梁桥在单孔跨径在40m~150m范围内的桥梁中占据主导地位。无论是城市桥梁, 还是跨越宽阔河流的大桥, 预应力混凝土连续箱梁都发挥了它自身的优势, 因此, 该桥型得到广泛使用。

1 预应力混凝土连续梁桥施工的特点

预应力连续梁桥结构可以有效解决无法满足多种功能、跨度小、柱网密等问题, 表现出了良好的优势, 具有很好的工程实践性。预应力混凝土连续梁的施工具有十分突出的特点:一是便于施工:预应力混凝土连续梁桥悬臂施工时的受力状态与成桥后的受力相近, 便于实施悬臂施工。二是工程成本低:悬臂施工法采用无支架施工, 无需支架和大型吊装设备, 可以节约一到两成的工程造价。三是工程影响性小:对施工地交通影响相对较小, 悬臂模式施工中不需要中断交通, 特别适合交通量大的地区实施。四是施工进度快:预应力混凝土连续梁桥施工每墩至少有两个工作面平行作业, 而且几个墩可同时施工, 采用分段施工, 可以分节段调节梁底高程, 有效提高施工进度, 各作业面互不干扰, 推进工程进程。五是工程质量高:在对预应力混凝土连续梁桥进行施工的过程中, 通常采用流水作业, 进行重复性工作, 进而容易控制施工过程, 并且在一定程度上确保施工质量。

2 预应力混凝土连续梁桥的施工方法

2.1 悬臂施工法

在对预应力混凝土连续梁桥进行施工的过程中, 采用悬臂施工法, 该方法分为悬浇和悬拼两种。在建造预应力混凝土悬臂桥时, 其施工程序和特点与悬臂施工法相类似。在悬臂或拼浇过程中, 通过对上、下部结构进行临时固结, 待悬臂施工结束、相邻悬臂端连接成整体并张拉了承受正弯矩的下缘预应力筋后, 再将固结措施卸除, 在一定程度上使施工中的悬臂体系转换成连续体系。

2.2 整体现浇施工法

在施工过程中, 整体现浇施工一般通过整体浇注混凝土的方式来实现。具体过程为:首先架设支架, 将模板安装在支架上, 对钢筋骨架进行绑扎和安装, 同时预留相应的孔道, 在施工现场浇筑混凝土, 并施加预应力。在施工过程中, 由于使用模板支架的数量较多, 通常情况下, 主要用于中小跨径的桥或者在交通不便的地区使用。随着桥梁结构的不断发展, 一些异形桥、弯桥等混凝土结构频繁出现, 并且近年来, 大量应用临时钢构件和万能杆件系统, 与其他施工方法相比, 该施工方式简单便捷、费用较低。对于预应力混凝土连续梁桥来说, 通常情况下, 需要按照一定的程序现场完成混凝土的浇筑, 当混凝土达到设计要求规定的强度后, 将部分模板拆除, 展开相应的预应力筋的张拉、管道压浆工作。

2.3 移动式模架逐孔施工法

近年来, 为了确保现浇预应力混凝土桥梁施工的快速化、省力化, 进而在一定程度上发展起移动式模架逐孔施工法。其施工原理为:在长度稍大于两跨、前端作导梁用的承载粱上, 支承机械化的支架和模板, 在桥跨内进行混凝土浇筑施工, 当混凝土达到设计要求规定的强度后, 进行拆模, 沿导梁将整孔模架前移至下一浇筑桥孔, 如此循环进而完成全桥施工。在施工过程中, 需要注意:移动式模架逐孔施工法一方面可以用来建造连续粱桥, 另一方面可以修建多孔简支梁桥。

2.4 预制简支—连续施工法

预制简支—连续施工俗称先简支后连续施工法。具体施工程序为:预制简支梁, 进行分片预制安装, 在预制过程中, 根据预制简支梁的受力状态, 对预应力筋进行第一次张拉锚固, 安装完成后, 对位置进行调整, 浇筑墩顶接头处混凝土, 更换支座, 对预应力筋进行第二次张拉锚固, 进而在一定程度上完成一联预应力混凝土连续梁的施工。通过简支一连续施工方法进行施工时, 存在体系转换。通常情况下, 体系转换主要包括: (1) 从一端依次逐孔进行连续, 先将第一孔与第二孔之间形成两跨连续梁, 然后与第三孔形成三跨连续梁, 依此类推, 形成一联连续。 (2) 从两端起向中间依次逐孔进行连续。 (3) 从中间孔起向两端依次逐孔进行连续。

3 预应力混凝土连续梁的施工技术

预应力混凝土连续梁桥施工是一项系统工程, 必须超前进行谋划, 统筹协调, 科学施工, 确保工程质量。下面以长深线青临高速公路临沭东互通立交I号桥工程为例, 对预应力混凝土连续梁桥主要施工环节进行探讨。

3.1 承台施工

做好放线测量, 桩中心根据导线控制点进行测设, 然后对承台四周边桩进行放出, 同时外移50cm, 并且用油漆进行标记, 承台底至桩顶之间的高差同时需要测出。素砼垫层浇注:与设计标高相比, 开挖基坑要低10cm, 同时浇注10cm厚的素砼作为底模, 将混疑土顶面整平。安装模板:侧向支撑通常选用组合钢模板, 钢管、对拉螺杆、方木等。砼浇注:在浇注过程中, 从一端向另一端分层浇筑, 每层30cm, 同时需要将振动棒插入下层砼5~10cm, 避免碰撞钢筋和模板。

3.2 墩台身施工

模板工程:对于柱式墩模板来说, 通常采用整体式定型钢模, 采用大块组合钢模对薄壁墩、座板式桥台进行处理。在现场根据柱高选择模板拼装对圆柱进行施工, 由吊车将拼装成节吊起后进行安装, 通过风缆固定。使用组合钢模拼装薄壁墩、桥台模板, 使用拉杆拉钢管内拉进行加固, 模板接缝处夹胶条或海绵条止浆, 进而在一定程度上防止露浆。

浇筑墩台身混凝土:如果墩台高度过高, 通过采用倒模施工法进行分段施工。采用吊车配吊斗将墩台身混凝土入模。通过分层对砼进行浇筑, 每层厚度控制在30cm, 浇筑完下层砼, 且初凝后, 浇筑上层砼。浇筑混凝土的过程中, 自由倾落度控制在2m, 当倾落度超过2m, 通过采用串简进行缓冲。浇筑砼的过程中, 通过采用振动器振捣密实。

3.3 现浇梁施工

支架搭设:支架采用碗扣式支架, 底部落在10cm×10cm方木上, 方木与处理合格地基间空隙采用细砂或者石粉找平。碗扣支架顺桥向间距严格按120cm、横桥向间距严格按90cm控制, 对于横梁及箱梁边腹板处支架进行加密, 即横向间距不变, 纵向间距按60cm控制。横杆上下层的间距按不大于120cm控制, 且每根立杆至少要有2层横杆连接。为增强大架体系的稳定性, 顺桥向每4.5m设1道通长剪刀撑。

模板安装:为保证外观, 底模采用1.5厘米厚质地优良的覆模竹胶板, 模板分块拼装, 钉装在底部分布方木上, 施工中需保证纵横向接缝在一直 (曲) 线上, 用模板底加设木片来消除相邻模板的高差, 减小和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量, 模板钉装完成后用液体玻璃胶水填塞模板接缝, 防止混凝土浇筑中漏浆。

支架预压:为消除基础变形和支架的非弹性变形及支架的不均匀下沉, 保证结构线形和结构安全, 并为预拱度设置提供依据, 主体结构施工前需对支架进行预压, 预压期限原则上以支架变形稳固后即可结束。

钢筋绑扎:箱梁用所有钢筋及接头的施工严格按有关施工规范和图纸要求操作, 在加工前必须作清污、除锈和调直处理。钢筋骨架在钢筋棚内加工后现场安装成型。钢筋安装, 先底板和腹板, 然后将内模组合拼装固定, 最后施工顶板钢筋。

箱梁砼施工:混凝土采用自制拌和站拌和混凝土, 拌和中严格按设计配合比配制, 混凝土搅拌运输车运输, 泵车灌注, 插入式振捣器振捣, 并严格按规范振捣, 振捣时选用经验丰富的作业工人, 确保底板混凝土振捣密实。

若箱梁体不能一次浇筑完成, 而需分二次浇筑时, 第一次浇筑到梁的底板的承托顶部以上30cm。第一次和第二次浇筑的时间应间隔至少24h。在第二次浇筑前, 应检查脚手架有无收缩和下沉, 并打紧各楔块, 以保证最小的压缩和沉降。悬出的承托及悬出板的底面, 一般应在离外缘不大于15cm处设一1cm深V形滴水槽以阻止水流污染混凝土表面。

预应力张拉:张拉采用应力控制, 伸长值校核, 安装锚具前需对锚垫板清理干净, 后安装工作锚具、张拉千斤顶和工具锚, 安装中需保证工作锚、千斤顶、工具锚三对中, 为有利脱锚, 需在工具锚锚孔涂上脱锚剂。

封锚:在每联连续梁最后一段张拉、压浆完毕后, 要进行封端混凝土施工, 施工前将梁端水泥浆清洗干净并凿毛。

拆除模板和支架:支架的卸落应按程序进行。卸落量开始宜小, 逐次增大, 每次卸落均由跨中开始, 纵向应对称、均衡, 横向应同步平行, 遵循先翼底板的原则。碗扣式支架自上而下依次卸落。

4 结束语

影响预制箱梁施工质量的外在因素很多, 施工工艺对工程质量的影响很直接, 先进合理的施工工艺是保证箱梁质量的前提, 必须在施工过程中努力提高施工工艺, 并使其不断完善, 确保施工质量不断得到提高。

参考文献

[1]郭成.预应力混凝土连续梁桥的施工[J].黑龙江交通科技, 2009 (7) .

[2]王宏伟.预应力混凝土连续梁桥的施工控制技术与应用[J].经济技术协作信息, 2010 (22) .

[3]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范[M].人民交通出版社, 2000.

预应力连续梁桥 篇2

连续梁桥悬臂施工预应力孔道摩阻测试分析

对于大曲率预应力筋混凝土结构,英孔道摩阻损失都必须进行专门的孔道摩阻试验测试.预应力混凝土结构的孔道摩阻损失主要与预应力钢束与管道壁的.摩擦系数μ和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数k有关.以某城际快速轨道交通工程一座特大桥为工程背景,通过预应力孔遣摩阻测试,得出了与实际的摩阻参数,为后续的施工提供了依据.

作 者：夏雄 李娜 作者单位：东莞市交业工程质量检测中心,广东,东莞,523125刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(14)分类号：U4关键词：连续梁 悬臂施工 预应力 摩阻

预应力连续梁桥 篇3

关键词连续梁桥；施工控制；立模标高

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0123-01

预应力混凝土连续梁桥在我国的应用已经有40多年的历史了，在这段岁月里，一批具有国际水平的大跨度预应力连续梁桥相继建成，标志着我国国力的提高。但同时我们也要看到，由于对施工过程缺乏有效的控制，在实际工程中也发生了几起大的事故。事实证明：只有合理的施工控制，才能确保大桥施工期间及成桥后的受力和变形符合设计要求，达到理想效果认。加强施工控制研究和运用，使理论和图纸变为现实的桥梁，就是知行合一，是一项非常有实用价值的研究课题。

一座桥梁必需在施工中克服各种恶劣环境，综合考虑各种确定和不确定因素的影响，同时应该从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实的数值，对施工状态进行实时识别、调整和预测，从而使整个系统处于控制之中，只有这样，桥梁才能最终顺利竣工，我们对其进行研究的目的和意义正在于此。

1桥梁施工控制方法

根据桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，其采用的施工控制方法也不不尽相同。一般地，桥梁施工控制可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法等。

1）事后调整控制法：在施工过程中，若发现己成桥跨结构状态与设计状态不符时，可通过定的技术手段对其进行调整，使其达到设计要求。

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。

3）自适应控制法：在桥梁施工过程中，控制系统的某些参数与工程实际参数不完全符合导致了实际结构不能完全符合设计要求，此时，通过对各类参数的分析处理和修正，使桥跨结构各施工阶段可以满足设计要求，整个桥梁施工顺利进行。大跨径桥梁的施工监测控制中，一般采用的就是自适应控制法。

2桥梁施工控制的内容

2.1线形监控

2.1.1支架变形

预应力混凝土连续梁桥桥采用移动支架悬臂施工，因支架变形与搭设材料、方法、连接器等因素有关，支架的变形难以控制。为了较为准确地掌握支架变形，在浇注混凝土前对支架进行预加载试验。具体如下：①支架搭设：必须保证支架有足够的支撑能力，钢管连接器要保证连接牢靠；②布置测点：在支架上均匀布置测点，测点数不少于6个；③加载前测量：测试各测点的初始标高；④预加载：用沙袋均匀给支架加载，加载量为浇注梁段和模板重量之和；⑤加载后测量：待加载完毕8小时后开始测量，间隔半小时测量一次，直到数据稳定为止；⑥卸载后测量：卸载后4~6小时后开始测量测点标高，得出卸载后各测点高通过以上测试可得出支架的弹性变形和塑性变形量，为施工放样提供较为可靠的依据。

2.1.2箱梁高程控制

1）理论计算。计算内容应考虑温度、收缩徐变、施工荷载和体系转换。高程监控计算与设计中的结构计内容基本一致，但采用的参数不同，监控计算采用的材料容重、弹模、结构上下缘温差及收缩徐变参数都是按实际施工的数值。通过理论数值与实测数据的差异分析，修正计算中的各个参数，力求准确地预测下一节段箱梁的立模标高。

2）施工措施。高程控制中的施工环节同样很重要，若没有一个施工措施作保障，会给实际监控带来很大麻烦。为此，借鉴已建成的连续箱梁的成功经验，把施工措施写进细则中。①每个节段施工周期约为10天，要求尽量缩短浇筑混凝上时间；②根据理论计算和加载试验结果，精确确定各节段梁段混凝土浇筑时的支架变形；③搭设支架要保证牢固可靠，不准有松动；④要求混凝土材料、配合比及外加剂等材料全桥应尽量一致；⑤要求各T的悬臂施工进度尽量保持一致；

3）高程控制方法、精度和工作流程。①高程控制方法：箱梁立模标高的理论计算公式如下：

Hn'=h'+fy'+fn'

式中：

Hn'—第i节点在第n阶段高程（若第n施工阶段为i节点的安装阶段，

则Hn'为i节点的立模标高）；

H’一i节点的设计高程；

fy'一i节点的预拱度；

fn'一i节点从n施工阶段到成桥的累计挠度。

②高程控制精度：根据规范以及招标文件，高程控制精度为：箱梁施工完成后，裸梁顶面标高与对应目标标高高差≤2.8cm。各悬浇单T完成后，悬臂端的相对竖向挠度与理论值差值≤2.0cm。挠度变形观测应采用国家工程测量变形三等水准测量的精度等级要求和观测方法进行施测。按此要求进行能测量到变形量±1级的挠度值。③高程控制实际操作。连续梁桥悬臂浇筑每一个箱梁节段可分为三个阶段，即移动支架阶段、浇筑混凝土阶段、张拉预应力阶段。以上三个阶段作为挠度观测的周期。

第一阶段：张拉预应力之前，测现浇段；

第二阶段：张拉预应力之后，测现浇段；

第三阶段：支架移动后，测现浇段和已浇段；测已浇段主要是分析累计位移线形。

挠度观测，比较关键的是固定观测时间，以减少温度对观测结果的影响和施工对观测工作的干扰。本桥箱梁挠度观测严格控制在夜间n时以后至凌晨日出前这一时间段内进行，同时记录空气温度并且尽量使测量时间相对固定，这更有利于排除环境误差，进行数据分析。

2.2箱梁控制截面应力监控

2.2.1应力监控监测内容及目的

应力监控主要指上部箱梁结构的应力监测。应力监控监测的目的是保证大桥安全施工，并为今后运营阶段的长期健康监测提供基础资料。由于主应力难以测量（不但有大小而且有方向），因此，应力测试通常针对截面正应力测试而言。

2.2.2监控截面应力监控方法

l）应变传感器的埋设。传感器埋设时应注意以下几点：①对要使用的传感器进行标定，选择质量可靠、性能稳定的传感器预埋；②混凝土应变计应与主筋同一位置深度及走向，尽量放置于主筋下方以防震捣时损坏，埋设时选择好合适的初频；③温度传感器应与应变计置于同一位置深度，真实反映应变计埋设位置的混凝土即时温度；④不论何种传感器，引出导线都应编号并制作专门的硬套管与保护盒，以利于保护导线和拆模后能立即找到导线测量；⑤传感器的预埋与安装结合工程实际进度，无论预埋还是表面安装传感器都须有监控技术人员指导。混凝土浇注前与拆模后都须对传感器进行读测，做好原始记录；⑥混凝土拆模后将传感器导线引至便于测量又不会因施工而遭破坏的地方，注意防雨防潮。

2）应变（应力）数据采集。应变测试元件采用丹东市虫[龙传感器制造有限公司生产的JXH-2型埋入式应变传感器，其特点是数据较稳定，且价格适中，读数仪采用该公司生产的55-n型袖珍式钢弦频率接受仪，在每个梁段施工完成后对该传感器的数据进行采集分析。

3）应力测试流程。监控工作应统一领导，做好与施工的衔接和配合，最大限度的不影响正常施工。操作流程由监控单位实施，施工单位配合。对于应力测点的处理，首先按相关规范限值或设计要求，然后监控单位按实际情况计算实际理论值，最后对比实测值得出结构是否安全。

3结论与展望

连续梁桥是超静定结构，成桥后理想的几何线形和合理的内力状态不仅与设计有关，还依赖于科学合理的施工方法，依赖于施工过程中对高程、应力的正确控制。因此，施工完成后达到理想的成桥线形以及保证施工安全，是施工控制的主要目的。

未来大跨径桥梁施工控制的发展趋势是控制的科学化、自动化和智能化。首先是在监控中引入先进的量测仪器，依靠现代通信手段直接将量测结果输入计算机进行处理，实现对桥梁的动态、实时、远程控制。其次是要将现代控制理论、计算机仿真技术、专家系统等引入施工控制并开发配套的可视化软件。

参考文献

[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2001.

预应力连续梁桥 篇4

该桥位于武水地区, 横越大河, 两侧有植被。河中央有水区粘土层最深达到5 m左右, 粘土层上有少量砂, 粘土层下1层是砾岩, 承载能力足够。两侧无水区粘土层最深达到20 m左右。测时水位为145.20 m, 设计水位为167.77 m, 施工水位取为148.20 m, 要求满足五级通航的要求, 设计荷载为汽—20。根据当地的地质情况和借鉴最近国内外新建的桥梁, 该主桥确定为四跨连续梁, 跨径布置为44+70+70+44=228 m, 全桥孔径布置见图1。

连续梁桥[1,2]内力的分布较合理, 其刚度大, 对活载产生的动力影响较小, 混凝土收缩徐变引起的变形也是最小的, 连续梁超载时有可能发生内力重分布, 可提高桥梁梁部结构的承载力。

2 主梁设计概况

主桥采用预应力混凝土连续箱梁结构, 计算跨度为 (44+70+70+44) m, 全桥全宽16 m, 即双向4车道, 不设人行道, 两侧各设0.5 m宽的防撞墙 (4×3.75 m+2×0.5 m=16 m) , 采用单箱双室截面, 桥面由中心向两边设1.5%的排水坡度。顶板厚28 cm, 支座处底板厚60 cm, 跨中为30 cm, 厚度呈线性变化, 抛物线方程[2]为Y= (-1/665.125) x2+0.3 (以跨中梁底为坐标原点) 。箱梁悬臂长度取3.0 m, 跨中中腹板厚40 cm, 边腹板厚40 cm, 支点处中腹板厚为50 cm, 边腹板厚75 cm。腹板在距支点1/4跨度以3 m节段直线变化。承托采用1∶3的比例, 高度分别为30 cm×90 cm, 下部采用1∶1, 高度分别为40 cm×40 cm。主梁横截面详见图2。

桥面铺装选用10 cm厚的沥青混凝土作为铺装层, 桥面坡度为横向坡度取1.5%, 为结构找坡, 纵向坡度为零。梁体混凝土采用C50混凝土。

本桥的预应力钢筋均采用12-75, 标准强度为1 860 MPa的低松弛钢绞线, 张拉控制应力σk=0.75, 强度为1 395 MPa, 两端“双控”张拉, 张拉力为1 758 k N, 张拉时混凝土强度要达到80%的设计强度。普通钢筋采用Ⅱ级螺纹钢筋, 采用OVN15-9锚具, 含垫板及锚下螺旋筋。本桥总共类型索为32类, 其中有直索13根 (包括1根后期通长索) , 每个墩有四种相同类型的抗剪弯索, 下弯角度为6°, 其余上翼缘钢束下弯角度都是8°, 下翼缘钢束两中跨都属同一类型束, 两边跨属一类型束, 上弯角度都是8°, 下翼缘钢束都是锚固在齿板上。

3 结构计算

3.1 桥梁计算模型

本设计全桥桥面长278 m, 预应力连续梁段长为228 m, 计算梁段被分为86个单元, 6个支座。每个单元1 m~4 m, 共有87个节点。其中, 边跨不平衡段有3个单元, 长7.8 m, 采用满堂支架法施工, 边跨和中跨合龙段均为2 m。采用自编程序进行全桥的恒载、活载、施工及验算等内力计算, 计算模型见图3。

3.2 成桥内力分析

一次性成桥内力包括有恒载内力及活载内力, 恒载内力包括一期恒载和二期恒载, 一期恒载主要为结构自重, 二期恒载由桥面铺装、防撞墙、灯柱等产生。活载内力为汽车、挂车 (履带车) 等荷载效应产生的内力。设计时, 各种效应产生的内力应分别算出, 最后再分别与恒载内力进行不同的组合。具体分析结果见图4, 图5。

施工成桥内力主要为施工阶段产生, 本桥采用悬臂浇筑施工, 节段施工过程需要确定的恒载主要有施工内力, 是指施工过程中的临时施工荷载以及运输、安装过程中的动荷载, 如节段混凝土的自重、施工挂篮的重量、一些施工机具设备 (张拉设备) 的重量、模板、施工人员等等引起的施工荷载, 另外还有汽车活载产生的内力。具体分析结果见图6, 图7。

3.3 结构次内力分析

结构次内力包括温度力, 收缩徐变力等 (见图8, 图9) 。桥梁是置于大气环境的结构, 温度对桥梁要产生影响而产生内力。混凝土的徐变是在长期荷载作用下, 混凝土塑性变形随时间增长的现象。影响混凝土徐变因数有水泥用量、水灰比、周围环境的温度与湿度、构件的截面形状、加载时混凝土的龄期和应力的大小等。

3.4 施工阶段应力验算

为了确保施工阶段安全, 全桥预加应力后应进行施工阶段应力检算。此项应力包括了施工阶段的结构自重、永久荷载、收缩徐变和预加力效应。具体分析结果见图10, 图11。

在施工阶段, 箱梁最大拉应力为3.6 t/m2 (0.36 MPa) , 而混凝土能承受的拉应力为1.3 MPa~1.5 MPa, 则能够满足要求。在施工成桥后, 全桥没有出现拉应力, 压应力也不是很大, 最大为100 kg/cm2, 由应力图可看出, 能够满足要求。

3.5 营运阶段应力验算

荷载组合:恒载+汽车+沉降+温度, 随机选取其中的两组合工况应力验算结果如图12所示。

在运营阶段, 全桥在各个工况情况下没有出现拉应力, 最大压应力也没有超出最大规范要求, 由应力图可看出, 能够满足要求。

4 施工方法

本梁采用悬臂灌注法施工, 悬臂施工法[1,2,3]是从桥墩开始对称地、不断悬出接长的施工方法。本设计确定了悬臂施工的顺序, 共分24个施工阶段, 采用悬臂浇筑是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土, 待混凝土达到一定强度后, 张拉预应力筋, 移动机具, 模板继续施工。边跨合龙段采用搭支架施工, 共有3个单元, 长7.8 m;中边跨合龙段为2 m单元。悬臂现浇法施工时, 施工中所承受的外荷载应包括:现浇节段自重和挂篮重量两部分。施工中先在主墩两侧对应主梁腹板位置搭建4个临时支墩, 现浇0号块, 2个T构采用2对挂篮对称悬臂灌注, 为使主梁尽早脱离T构形式, 先合龙边跨并张拉边跨底板预应力钢束, 然后再合龙中跨, 待全联合龙完成后, 张拉中跨底板预应力钢束, 安装正式支座, 拆除临时支墩、支架等, 完成全联主梁施工。

5 结语

公路跨河大桥的主要特点是需要跨越河流, 需要考虑环境因素及航道的要求特点, 本文就公路大跨度跨河连续梁桥的设计相关计算问题进行了探讨和简要介绍, 希望能为高速公路大跨度跨河桥梁的设计提供一些借鉴。

摘要：以某公路跨河大桥为例, 介绍了桥梁的结构尺寸设计要点, 并对成桥结构的内力及次内力进行了分析, 同时对施工阶段和营运阶段的应力进行了验算, 证明了该跨河桥选用大跨度预应力连续梁桥的可行性。

关键词：预应力混凝土,连续梁桥,结构设计

参考文献

[1]范立础.预应力钢筋混凝土连续梁[M].北京:人民交通出版社, 1988.

[2]裘伯永, 盛兴旺, 乔建东, 等.桥梁工程[M].北京:中国铁道出版社, 2001.

[3]徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社, 2001.

预应力连续梁桥 篇5

关于连续梁桥结构悬臂施工阶段箱梁应力测试研究

近30年以来,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,在40～200m的范围内,与其它结构体系相比,被认为是最佳桥梁方案. 连续梁桥计算时必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变、温度变化引起的变形对结构内力的影响.因为混凝土收缩徐变产生的`结构次内力和变形及其它原因引起的结构内力变化和变形在混凝土桥梁设计中是不容忽视的.特别是随着当今建桥技术的进步和对工期的要求,多阶段施工过程中混凝土龄期往往很低,收缩徐变产生的次应力和变形越来越显重要.

作 者：张军 作者单位：石家庄市公路工程质量监督站刊 名：交通世界(建养机械)英文刊名：TRANSPO WORLD年，卷(期)：2009“”(2)分类号：U4关键词：

预应力连续梁桥 篇6

【关键词】挂篮悬臂施工；预应力混凝土；连续梁桥

1.引言

近年来，我国公路桥梁事业在不断地发展，很大部分要归功于各种现代施工技术的推广应用。与此同时，也对相关施工人员提出了更高的要求，各种新型施工技术的出现，必定需要更高的专业素质来驾驭。大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工最主要的施工设备是挂篮，在施工中，它不需要采用大型的运输机具，只需投入少量的支架，而且挂篮受峡谷、深水、宽阔河面之类的地形影响较小，可以重复多次的使用，节约资源，还能充分的利用好有限的空间。另外，使用该技术更有利于控制施工质量，施工工艺便于掌握，能够在施工中不断调整施工误差，使悬浇段施工质量、线型、标高精度等得到保证。

图1 挂篮悬臂施工技术

2.挂篮悬臂施工技术的方法及原理

在我国桥梁工程中，预应力混凝土连续梁桥己成为主要桥型之一，悬臂施工法用于建造预应力混凝土桥梁，它其最大的优点是施工不受季节、河道水位的影响，不影响桥下通航，不需大量的支架和临时设备。与其他的施工技术相比，挂篮悬臂施工技术具有其挂篮能够进行360度地自由运动的优势，能够大大地减少大型吊机械的使用，使得施工任务不那么复杂和繁重。同时，由于挂篮悬臂技术的结构质量较轻以及操作方法简易，再加上操作性能更好，从而使其备受各个大型的桥梁施工项目所青睐。挂篮悬浇施工方法适用于大跨度桥梁和特殊环境条件下的桥梁上部梁体结构现浇施工，挂篮悬臂施工一方面需要利用竖向预应力筋进行墩梁临时锚固，另一方面需要纵向预应力筋将梁段连接成为一个整体。桥梁采用挂篮悬臂施工技术的前提条件是，在施工过程中，桥墩与梁固结，同时桥墩需承受不对称弯矩。挂篮悬臂施工的步骤包括挂蓝安装、挂篮预压、箱梁的悬浇施工、挂篮的移动和挂篮的拆除。

3.大跨径预应力混凝土连续梁桥简介

大跨径预应力混凝土连续梁桥作为传统的桥梁结构体系之一，具有刚度大，变形小，抗震能力强，行车平顺舒适，地形适应强、施工技术成熟，伸缩缝少动力性能好、变形小、结构刚度大、受力性能好，其更突出的优点是使用上，能够充分的利用和混凝土的预应力技术料的强度因而被广泛采用，具有行车舒适、主梁变形挠度曲线平缓、桥面伸缩缝小等十分难得的优点。我国的桥型中大跨径预应力混凝土连续梁桥在占有主导地位，在预应力混凝土桥梁发展过程中，无论是是横跨江河、悬崖山谷的大桥，还是公路桥、城市立交桥或者铁路桥，预应力混凝土梁桥都具有较大跨越能力的优势。 例如我国南京长江北汊桥（主桥跨径165米）、六库怒江大桥（主桥跨径154米）、黄浦江奉浦大桥（主桥跨径125米）、潭州大桥（主桥跨径125米）、惠州大桥（主桥跨径124米）都属于大跨径预应力混凝土连续梁桥。

4.挂篮悬臂施工技术在大跨径预应力混凝土连续梁桥中的应用

在大跨径预应力混凝土连续梁桥实际施工过程中，在一般情况下，每一个桥梁分段的实际长度大多是3～4米长。桥梁挂篮悬臂浇筑施工具体指的是在桥墩的两边对称部分用混凝土一段段地开展浇筑施工。当混凝土达到相关规定指定的强度基础后，应该对挂篮进行移动，同时拉伸扩张预应力束，同时完成之后再接着对下一桥梁分段继续地进行浇筑施工。另外，还必须注意的是，由于挂篮是施工中的最主要的机械设备，但是桥墩根部自身重量会影响挂篮质量，造成不佳的施工质量，因此，必须先用托架对第一桥梁分段进行浇筑施工，以保证能够满足拼装挂篮以及支承挂篮要求的实际起步长度。

图2 挂篮悬臂施工技术在大跨径预应力混凝土连续梁桥中的施工结构图

4.1 挂蓝安装

首先进行挂篮拼装，挂篮结构拼装主要按以下流程进行。轨道安装、锚固→主桁片安装→后锚杆锚固→主桁前、后横梁桁片安装→主桁上下平联安装→底平台安装→外模系统安装→内模系统安装→悬吊工作平台安装，篮悬浇施工方法综合了后张法预应力混凝土箱梁和支架现浇箱梁的特点，挂篮安装详细施工步骤为：吊运轨道就位，用预埋竖向精扎螺纹钢筋锚固挂篮轨道；用塔吊将主桁架吊运至箱梁 0#段进行拼装，并利用塔吊吊装到位，锚固于挂篮轨道；安装前横梁及前吊带，悬吊底模板及工作平台；安装内吊梁，吊杆和内模架，内模板；安装外模吊梁和吊杆悬吊外模；安装其他部件。

4.2 挂篮预压试验

完成挂篮安装之后，接下来需要进行挂篮预压试验，即选择一定的桥位，对其进行静载和预压，观察其性能，从而保障挂篮系统的强度、稳定性以及刚度。预压试验应结合施工现场的环境以及工程本身的实际情况，在预压过程中，逐渐增加载荷直至设计荷载值，并对各杆件的焊缝处进行检查，有效记录其加载的施力大小与相应的位移数据。通常，在预压试验的过程中，主要使用千斤顶张拉钢绞线，以此来减小加载的工作量，进而对结果进行分析判断，具体的做法如下：首先要借助预埋地锚，用钢绞线将千斤顶以及前底横梁穿起来，进而借助锚具对钢绞线进行锚固处理，然后借助油压千斤顶对该挂篮进行分级加载预压处理。

4.3 浇筑混凝土

大节段挂篮悬臂施工的预应力管道安装及钢筋绑扎与普通悬臂施工基本一致。在完成钢筋与预应力管道的安装并且验收合格后，再进行浇筑悬臂节段混凝土。桥连续梁悬灌浇筑为泵送浇筑，以保证连续梁大节段混凝土浇筑效率及连续性。每个T构两根泵管自地面连接至桥面两个挂篮施工部位，通过软管随时调整浇筑位置。浇筑时使用两台车载泵分别对T构两侧悬灌部位对称浇筑。大节段悬臂浇筑时由于挂篮悬臂长度大，引起的挂篮弹性变形也更大，因此浇筑过程中要严格控制浇筑顺序，避免挂篮变形引起混凝土接触面产生裂隙。大节段悬臂浇筑为了抵消挂篮弹性变形，需要先浇筑挂篮前端；再浇筑挂篮后端，充分填补接触面裂隙，即由挂篮外侧向内侧浇筑。在箱梁混凝土施工结束后，需及时借助通孔器对管道进行排查，一旦发现有漏浆等质量问题，应立即解决，以免出现堵管问题。

4.4挂篮的移动和拆除

在进行挂篮的移动和拆除时。用混凝土浇注每一梁段后，需要进行预应力张拉，张拉完毕后，再移动挂篮到下一梁段的位置，进行下一步骤的施工，重复直到施工完毕为止，完成梁段施工后，进行挂篮的拆除，尤其要注意拆除的顺序，先拆除箱内拱顶支架，再拆除侧模系统，然后是底模系统，最后进行主桁架的拆除，可以采用拆零取出的方式拆除箱内拱顶支，主桁架通常采用吊车进行拆零，底模系统和侧模系统可以采用整体吊放。

5.大跨径预应力混凝土连续梁桥挂篮悬臂施工时的注意事项

（1）施工前要控制相关参数的测定（2）要保证施工预拱度计算无误（3）悬臂箱梁的施工挠度控制。（4）做好高程监测。

6.结束语

总而言之，在大跨径预应力混凝土连续梁桥建设工程中应用挂篮悬臂技术，能够将施工的质量大大提高，同时降低施工工作量，并且在一定程度上保证了大跨径预应力混凝土连续梁桥后期使用的稳定性和安全性。

参考文献

[1]付玉国.挂篮在连续梁施工中的应用研究—沿溪沟大桥挂篮悬臂施工技术[J].中华民居，2012：（12）

[2]杨家松.桥梁挂篮悬臂施工技术分析[J].黑龙江交通科技，2015（02）

预应力混凝土连续梁桥配筋设计 篇7

1 设计概况

上海市A17公路中的一座跨线桥,桥梁单幅宽度为17.25 m,设计跨径为(30+50+30)m,为预应力混凝土连续箱梁,采用满樘支架现浇施工,按预应力混凝土A类构件设计。除边支点外,要求纵向计算截面不出现拉应力。具体参数如下。

1)桥宽为0.5 m防撞墙+16.25 m车行道+0.5 m防撞墙,共17.25 m,扣除两侧防撞墙下悬滴水槽各0.15 m,实际结构宽16.95 m。

2)梁高为边支点2.4 m,中支点2.7 m,跨中为2.4 m。

3)荷载标准为公路-Ⅰ级。

4)计算车道数为4;横向折减系数0.67;横向偏载系数1.15。

5)二期恒载为10 cm沥青面层+8 cm钢筋混凝土铺装,两侧防撞墙各11.2 k N/m。

6)整体升降温为30 K,沉降10 mm。

7)温度梯度按JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》取用。

8)箱梁采用C50混凝土,预应力钢绞线采用符合GB/T 5224-2003标准的270级准s15.2高强度、低松弛钢绞线。

2配束估算

箱梁计算之前先建立计算模型,再进行截面配束面积估算。将箱形主梁作为平面杆系划分成若干单元,采用桥梁博士软件进行整体受力计算分析,计算出各个截面的配束面积(见图1)。其形状与弯矩包络图类似。通过图1可以得知,正常使用极限状态下的配束估算面积大于承载能力极限状态下的配束估算面积。

按正常使用极限状态,配束估算根数以单根7准5钢绞线为基数,计算每个节点配束根数,具体见表1。由于结构对称,仅示出一半结果。

根

对于多跨箱梁来说,以估算所得的配束根数为参考,进行预应力钢束配置时,要做到钢束配置最优化、最合理是比较复杂的[2],应综合考虑布跨方式、预应力损失和次内力的影响。工程中,首先在梁体内布置一定数量的腹板通长钢束,形状尽量类似配筋估算图,如图2所示。其次,布置顶底板钢束,以抵消部分梁体正负弯矩的影响,如图3所示。最后,在中支座上缘负弯矩区布置腹板短钢束(即帽束),以及在中跨下缘正弯矩区布置短钢束。具体根数如表2所示。

根

3 持久状况承载能力极限状态计算

根据JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(简称《桥涵规范》)中第5.1.5条进行承载能力验算。材料采用强度设计值,假设钢筋和混凝土同时屈服,同属于塑性状态。计算时考虑冲击系数和结构重要性系数,计算表达式见式(1)。

式中:γ0为桥梁结构的重要性系数,按公路桥涵的设计安全等级,一级、二级、三级分别取用1.1、1.0、0.9,本工程取用1.0;S为作用(或荷载)效应(其中汽车荷载应计入冲击系数)的组合设计值;R为构件承载力设计值,是材料强度设计值fd和几何参数设计值ad的函数。

根据钢束布置计算而得,由荷载产生的作用效应及构件承载力如图4所示。图4显示,由荷载产生的作用效应位于构件承载力包络线之内,承载能力极限状态验算满足规范要求。

4 持久状况正常使用极限状态计算

采用短期效应组合和长期效应组合,对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算,汽车荷载效应不计冲击系数。

4.1 正截面抗裂验算

1)作用长期效应组合。正截面混凝土拉应力根据《桥涵规范》第6.3.1条控制,σlt-σpc≤0,即混凝土正截面不出现拉应力。式中:σlt为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;σpc为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应力。结果如图5所示,混凝土正截面上下缘正应力均为压应力,未出现拉应力。

2)作用短期效应组合。根据《桥涵规范》第6.3.1条控制,σst-σpc≤0.7 ftk,即混凝土正截面拉应力≤1.855 MPa。式中:σst为在作用(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;σpc为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应力。本工程要求纵向计算截面除边支点外不出现拉应力,结果见图6。在边支点,混凝土正截面出现最大拉应力为-1.250 MPa,其余各点无拉应力出现,满足设计要求。

4.2 斜截面抗裂验算

考虑作用短期效应组合,斜截面混凝土主拉应力根据《桥涵规范》第6.3.1条控制,σtp≤0.5 ftk,即混凝土斜截面主拉应力≤1.325 MPa。式中:σtp为由作用(或荷载)短期效应组合和预加力产生的混凝土主拉应力;ftk为混凝土轴心抗拉强度标准值。结果如图7所示,混凝土斜截面主拉应力最大为-1.250 MPa,满足规范要求。

5 持久状况构件的应力计算

此项计算主要是对持久状况承载能力极限状态计算的补充,计算时考虑汽车冲击系数和其他间接荷载作用。钢筋混凝土受弯构件通过配筋率的控制能使两种材料(普通钢筋和混凝土)同时屈服[3],但是预应力混凝土A类构件由3种材料(普通钢筋、预应力钢筋和混凝土)组成,必须保证3种材料均处于弹性范围,因此必须进行持久状况构件的应力计算。

5.1 混凝土的压应力控制

1)在基本组合条件下,正截面混凝土压应力根据《桥涵规范》第7.1.5条控制,σkc+σpt≤0.5 fck,即混凝土正截面压应力≤16.2 MPa。式中:σkc为由作用(或荷载)标准值产生的混凝土法向压应力;σpt为由预加力产生的混凝土法向拉应力;fck为混凝土轴心抗压强度标准值。计算结果如图8所示,上、下缘的最大压应力为11.711 MPa,满足规范要求。

2)在基本组合条件下,斜截面混凝土主压应力根据《桥涵规范》第7.1.6条控制,σcp≤0.6 fck,即混凝土斜截面主压应力≤19.44 MPa。式中:σcp为构件混凝土中的主压应力;fck为混凝土轴心抗压强度标准值。计算结果如图9所示,斜截面混凝土最大主压应力为10.445 MPa,满足规范要求。

5.2 预应力钢筋的拉应力控制

在基本组合条件下,钢束最大拉应力根据《桥涵规范》第7.1.5条控制,σpe+σp≤0.65 fpk,即钢束最大拉应力≤1 209 MPa。式中:σpe为全预应力混凝土和A类预应力混凝土受弯构件,受拉区预应力钢筋扣除全部预应力损失后的有效预应力;σp为正截面承载力计算中纵向预应力钢筋的应力;fpk为预应力钢筋抗拉强度标准值。本设计钢束永存应力均<1 209 MPa,满足规范要求。

6 结语

预应力筋的配置问题是预应力混凝土连续梁桥主要的、关键的问题,是衡量和反映一座桥梁技术经济指标的关键因素,也是确定一座桥梁设计合理性与经济性的重要标志。

通过对预应力混凝土连续箱梁的实际设计及计算,得出中小跨径预应力混凝土连续梁配束应优先采用“长束为主、短束为辅”的设计方法;同时笔者体会到《桥涵规范》通过抗裂验算来体现在结构耐久性、应力和强度控制等方面的提高。

摘要：通过对工程实例的计算过程及结果分析,主要提出了中小跨径预应力混凝土连续梁配筋合理的设计方法。最后根据JTGD62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》说明了一些在构造及耐久性方面的要求。

关键词：预应力混凝土连续梁桥,设计,配束,规范

参考文献

[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]徐岳,王亚君,万振江.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社,2000.

简支T梁桥面连续预应力研究 篇8

简支梁桥桥面连续最早出现于20世纪70年代末。桥面连续是指多孔简支梁桥中相邻两跨简支梁桥之间的伸缩处不设置专门的伸缩装置,而是将其桥面板连为一体共同受力,称为连续简支梁桥。连续简支梁桥能在不改变简支梁桥受力特性的情况下为车辆提供连续的行车道,从而保证行车的平稳、舒适、稳定,所以在公路桥梁中被广泛运用(如图1所示)。

实践表明,由于连续简支梁桥桥面连续结构混凝土开裂、破损等病害而导致桥面铺装破坏的情况十分突出,严重影响行车舒适和安全。其主要原因在于设计中对桥面连续结构行为认识不足、构造处理简单、施工质量欠佳等。为适应新的连续简支梁桥建设以及大量既有连续简支梁桥桥面连续结构改造需要,提高桥面连续结构性能,尽可能延长其使用寿命,进行桥面连续结构行为分析和结构性能改善措施研究是非常必要的。

由于桥面连续构造位于主梁变形(梁端转动和梁体伸缩)最大位置,加之相邻桥孔可能出现的橡胶支座弹性压缩不同步而引起的错动变形影响,致使桥面连续构造受力非常复杂。本文首先根据结构线弹性理论对简支梁桥桥面连续构造处桥面铺装层在汽车荷载、梁体变形和环境温度作用下的变形和应力进行分析研究,给出其变形和应力的计算式,为简支桥面连续设计与性能改善提供理论依据,然后对桥面施加预应力改善桥面连续并进行有限元分析,从而提出最佳性能改进措施(见图2)。

1 桥面连续结构线弹性分析

如图3所示,在二期恒载、车辆、汽车制动力、温度变化等作用下,由于梁体挠曲变形、梁端转动、梁体伸长缩短、相邻橡胶支座压缩不同步等使桥面连续结构处于复杂的拉压、弯压(拉)等受力状态,为了从定性角度了解桥面连续结构受力影响因素,以便对其性能改善措施制定提供依据,在线弹性假定下求得应力表达式为:

其中,Mmax为连续结构S段内弯矩;Fimax为连续结构S段内轴力;Es,Is分别为连续结构材料弹性模量、连续结构截面惯性矩;ϕB,ϕA分别为主梁挠曲引起的端面转角;δs为主梁挠曲引起的纵向变形;b为主梁宽度;h,S见图3。

2 桥面连续结构性能改善措施

从式(1)可知,桥面连续构造长期处于弯拉和弯压的受力状态,为改善受力状态,延长其使用寿命,需从主动适应桥面连续构造的受力出发寻求其性能改善措施,主要目的是减小接缝处产生的负弯矩。

1)使桥面连续构造厚度H不要过小,但对于桥面连续构造厚度通常取6 cm～8 cm,局部增大到12 cm,其厚度本身就过小,因而容易破坏;

2)可通过限制梁端转动而使桥面连续构造由主要受弯改变为主要受拉,从而降低一定的弯曲应力;

3)可采用弹性模量Es较低、变形能力强的材料作为跨缝材料,从而降低跨缝结构的受力;

4)对桥面施加一定的预应力,抵抗由梁端产生的负弯矩,从而达到延长跨缝的使缝开展,延长结构使用寿命的目的,常用的方法主要有:采用柔性纤维混凝土,采用地弹模的改性环氧混凝土,桥面连续构造的混凝土顶面粘贴纤维布。本文主要从力学的角度,通过对桥面施工预应力来改善结构的受力,已经在渝湘高速公路上得到验证,对改善桥面行车的舒适性效果不错,基本上未出现跳车的现象。

3 采用改善措施后的桥面连续结构有限元分析

以某一座4×30 m T形简支梁桥,双幅全宽:25 m,由5片T形梁组成,该桥设计为桥面连续结构,跨缝结构内配置直径为12 mm的跨缝钢筋,间距为0.1 m,在梁肋处增加直径为20 mm的跨缝钢筋,间距0.1 m。桥面采用C50钢筋混凝土,厚度为0.15 m。该桥设计荷载为公路一级。将T梁和桥面分别采用梁单元和板单元,模型中共有170个单元,桥面板与梁之间在对应位置用内部约束连接(刚性连接)建立有限元模型见图4,图5。

根据图纸提供的钢束的坐标,分别将桥面单元的预应力和T梁的预应力输入到模型中,结果见图6。

简支T梁的弯矩图见图7。

参考文献

[1]胡伟鹏,邓子辰.桥梁在移动荷载作用下动力学响应的广义多辛算法[J].振动与冲击,2008,27(4):66-69.

[2]徐强,吴光华.简支梁桥车辆耦合振动影响因素分析[J].低温建筑技术,2008(3):74-75.

浅谈高速公路预应力连续梁桥加固 篇9

某高速公路大桥于2000年9月竣工,上下行方向分离,上部结构为三联(4×30m+5×40m+4×30m)等截面单箱单室预应力混凝土连续箱梁,桥面净宽为2×净—11.5m,该桥全长452.8m,桥面2%横坡由箱梁混凝土顶板调坡形成,下部结构为独柱式墩、肋式台和钻孔灌注桩基础。

在桥梁健康状况定期检查中发现该桥在东半幅第一、二联出现较严重的病害,主要表现在底板、顶板出现横向裂缝(见图1),箱梁腹板在预应力锚固区附近、跨中、支座两端也出现了斜向裂缝(见图2),且部分裂缝已经贯通;东幅第三联病害程度较轻。鉴于运营阶段上述存在的病害情况,管理单位非常重视,及时委托有资质的检测单位对该桥进行了特检,检测结果建议尽快对该桥进行加固处理。

2. 加固方案

本桥加固根据专家意见和验算结果,针对不同病害情况采用以下方案进行综合治理,以恢复本桥的整体工作性能和承载能力,提高整体安全性。

2.1对于箱梁大于0.15mm的裂缝,采取化学浆液压力灌缝补强技术处理,保护涂料进行混凝土表面封缝处理。

2.2顶板下表面采用横向粘贴两层碳纤维布,碳纤维布延伸至承托导角部位,在承托表面错开交错设置碳纤维片材的断头。

2.3腹板内、外侧锚固区粘贴碳两侧纤维片材,碳纤维片材的主纤维方向尽可能与裂缝垂直。

2.4横向裂缝发生在底板梁体拉断裂的部位,在板底上、下缘表面采用φ16mm对拉螺栓筋、粘贴钢板进行加固补强,其余部分采用纵向满贴一层碳纤维布(碳纤维布要伸进钢板20cm),底板上缘表面钢板厚8mm,下缘表面钢板厚12mm。

3. 施工要点

3.1 裂缝修补

3.1.1 裂缝处理

根据混凝土裂缝的性质(包括其长、宽、深度、贯穿走向及渗漏水情况)进行裂缝的清理,对于较浅的裂缝用钢丝刷清除表面松散层、灰尘污物后用空压机压缩空气将其附着的粉尘吹除干净,最后用棉纱浸丙酮擦洗后待封缝灌浆补强;对于较深的裂缝采用人工凿或用机械切成“v”型槽,其深度和宽度视其具体情况而定;对于不太深的表面裂缝可采用骑缝钻孔,孔径10mm,孔深10cm,间距50cm左右,孔内埋设灌浆管和阻塞器;对于深缝、走向不规则的裂缝,必须加钻斜孔以构成较多的灌浆通路,孔径10mm,孔深为缝深的三分之一左右。

3.1.2 封缝

对于细小的裂缝可用环氧树脂浆液贴脱脂玻璃丝布直接封缝,已凿成“v”型槽的裂缝可用环氧树脂浆液和水泥砂浆配合封缝。

3.1.3 灌注

裂缝灌注采用化学浆液压力注浆,灌注化学浆液之前,应先通过预埋的灌浆管和阻塞器用压缩空气检查封缝的密封性效果检查,对有漏气的地方注上记号并重新封缝和密封检查。

化学注浆液要根据裂缝的性质和施工气温选择合适的浆液配方。压浆顺序从低位灌浆管向高位依次进行,压浆过程中要保证与压浆口相邻的高位灌浆管冒浆时方可关闭阻塞器阀门,并继续压浆,至终压压力不小于0.2Mp稳压3min后关闭阻塞器阀门,换下一个灌浆管,依次重复进行,直至整条裂缝压满。

3.1.4 封口

压浆结束后及时关闭阻塞器阀门,浆液初凝后可取出灌浆管和阻塞器重复使用,对应的骑缝孔使用环氧砂浆封口。

3.2 植锚栓筋

3.2.1 钻孔前应使用钢筋探测仪对原混凝土结构进行无损探测,以测定非预应力钢筋和预应力钢筋的位置,不至于在钻孔过程中损害原有的钢筋。钻孔应确保孔表面有足够的粗糙度,并清理干净孔内灰尘,其孔径要比钢筋直径大4mm以上。

3.2.2 植筋胶应从孔的底部开始注射,直至填满孔深的2/3。

3.3 粘贴钢板

3.3.1 粘贴的钢板锚孔预留要根据现场所植锚栓筋和对夹螺栓筋的位置进行精确放样,并对粘贴面用丙酮擦净使其表面露出金属光泽。

3.3.2 粘贴钢板前要先对粘贴部位混凝土表面进行凿毛处理,再用钢丝刷或压缩空气清除浮尘,并对混凝土表面的凹凸部位进行修补,以确保粘贴钢板后混凝土和钢板之间不出现空洞,粘贴前要用丙酮擦洗一遍。

3.3.3 粘结胶的涂刷:在粘贴钢板之前,应在钢板的表面均匀涂刷一层厚度约为2mm的粘结胶,然后将钢板准确粘贴在加固区混凝土表面,并使多余的胶液沿钢板边缘挤出。

3.3.4 粘贴钢板的加压:粘贴在混凝土表面的钢板通过植入混凝土上的锚栓和对夹螺栓上的螺母进行加压,加压应在钢板粘贴后立即进行,并且保证钢板上各点螺栓的加压要均匀。

3.4 粘贴碳纤维布

3.4.1 本工程采用300g/m2的高强碳纤维布,环氧胶液的配比为:环氧树脂:邻苯二甲酸、二丁脂:甲苯:乙二胺=1:0.08:0.06:0.1。

3.4.2 碳纤维布应按顺序依次粘贴于工作面,并用手轻压,采用专业的消泡辊顺纤维方向从中间向两边或沿一边多次辊压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。

3.4.3 粘贴的混凝土表面应打磨平整,除净表面浮尘和油污,露出混凝土结构新面,转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧,圆弧半径不小于20mm,对于混凝土表面凹陷部位应用找补材料填补平整。

4. 结语

预应力连续梁桥 篇10

1 自振特性分析

1.1 计算模型

采用MIDAS/Civil 2010建立该桥的三维空间有限元模型, 为分析桩基的桩-土之间相互作用对连续梁桥抗震性能的影响, 分别建立了考虑桩-土相互作用和不考虑桩-土相互作用的两个有限元模型, 分别以计算模型1和计算模型2表示, 采用节点弹性支撑模拟桩-土之间的相互作用。模型中, 将主梁离散为60个单元;桥墩离散为46个单元;桩基离散为96个单元, 如图2所示。

1.2 自振特性分析

运用迭代方法对该桥的自振特性进行分析, 表1列出了模型1和模型2的前4阶自振频率, 自振振型如图3和图4所示。

由表1、图3和图4可以得出:

(1) 模型1的自振频率大于模型2, 且随阶数的增加差距不断增大, 说明考虑桩基的桩-土相互作用使结构变柔, 频率减小;

(2) 结构的第一阶振型为横向振动, 说明桥梁结构的横向振动最不利, 应加强横向约束。

2 地震反应谱分析

反应谱法也称动力法, 是当前应用最为广泛的一种抗震分析方法。该方法可以只取少量的低阶振型就可以取得满意的计算结果, 计算量少, 并且该方法采用加速度反应的最大值在进行设计时可以保证结构的安全。

对桥梁顺桥向和横桥向地震反应进行了分析, 取该桥的前100阶振型进行叠加以保证计算精度和考虑高阶振型的影响。振型组合采用SRSS方法, 分别计算桥梁在顺桥向和横桥向两个方向的地震单独作用下的地震反应。模型1和模型2反应谱分析所得桥梁各控制截面的位移和内力值见表2。

注:位移单位为mm;弯矩单位为kN·m。

由表2可以得出:

(1) 考虑桩基桩-土之间的相互作用比不考虑时桥墩和梁体关键截面的位移增大;顺桥向地震输入1号和2号墩关键截面弯矩减小, 梁体、3号和4号关键截面弯矩增大;横向地震输入时, 2号和3号墩墩顶关键截面内力减小墩底截面内力增大, 1号和4号墩墩顶关键截面内力增大墩底截面内力减小, 梁体关键截面内力减小。

(2) 制动墩承担了纵桥向地震输入引起连续梁产生的纵向惯性力, 因此顺桥向抗震由2号制动墩控制;横桥向地震输入时, 2号和3号墩共同承担横向惯性力。

3 地震时程分析

进行反应谱分析仅能得出各振型的最大值, 而不能表现出结构内力随地震波动的变化, 不能代替时程分析方法。因此, 本文对该桥进行了时程分析。时程分析时可以采用自然地震时记录的天然地震波进行时程分析, 常用的强震地震波有天津波、Taft波和EI-Centro波。本文采用时间间隔为0.01s的EI-Centro波进行时程地震分析。

为分析不同地震波输入方向对桥梁位移和内力的影响, 本文分别计算分析了顺桥向地震输入和横桥向地震输入两种情况的结构位移和内力, 控制截面的位移和内力值见表3所示。

注:位移单位为mm;弯矩单位为kN·m。

由表3的分析结果可以得出:

(1) 考虑桩基桩-土之间的相互作用比不考虑时桥墩和梁体关键截面的位移增大;顺桥向地震输入时, 桥墩和梁体关键截面弯矩增大;横桥向地震输入时, 梁体关键截面弯矩减小, 桥墩关键截面弯矩有增有减。

(2) 顺桥向抗震由2号制动墩控制;横桥向地震输入时, 2号和3号墩共同承担横向梁体的惯性力。

4 结论

本文采用有限元分析程序MIDAS对某连续梁桥进行动力特性分析以及地震反应分析, 对其抗震性能有了全面的了解:

(1) 通过对连续梁桥考虑和不考虑桩基桩-土之间的相互作用的两个模型自振特性分析得出, 考虑桩基桩-土之间的相互作用使结构变柔, 频率减小。

(2) 在反应谱分析和时程分析时, 考虑桩基桩-土之间的相互作用比不考虑时桥墩和关键截面的位移增大, 但是对弯矩的影响复杂没有统一的规律。

(3) 在反应谱分析和时程分析时, 顺桥向抗震由制动墩控制;横桥向地震输入时, 2号和3号墩共同承担横向惯性力。

因此, 连续梁桥抗震分析时应根据设计的实际需要分析是否考虑桩基桩-土之间的相互作用, 建议在初步设计时可以不考虑桩基桩-土之间的相互作用进行抗震分析, 但是在最终的施工图设计时应考虑桩基桩-土之间的相互作用进行抗震分析。

摘要：依托某跨径布置为 (47.5+85+47.5) m的预应力混凝土连续梁桥, 计算分析了考虑和不考虑桩基桩-土之间的相互影响对预应力混凝土连续梁桥的动力和抗震性能的影响。采用桥梁分析软件MIDAS/Civil 2010建立了该桥的两种三维有限元模型, 进行了自振特性分析, 并应用反应谱法和时程分析方法计算了该桥的地震响应。分析结果表明, 考虑桩基桩-土之间的相互作用使结构变柔, 频率减小;顺桥向抗震设计由制动墩控制;考虑和不考虑桩-土之间的相互作用, 对桥梁结构影响复杂。

关键词：预应力混凝土连续梁桥,抗震性能,反应谱分析,时程分析

参考文献

[1]范立础.桥梁抗震[M].上海:同济大学出版社, 1997.

[2]JTG/T B02-01-2008, 公路桥梁抗震设计细则[S].

[3]李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京:中国铁道出版社, 1992.

[4]胡步毛, 魏建东, 戴胜勇.高墩大跨连续刚构桥地震反应分析[J].四川建筑, 2008, 28 (4) :102-104.

预应力连续梁桥 篇11

【关键词】 连续梁桥 监控方案 满堂浇筑

连续梁桥是多次超静定结构，理想的几何线性与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖与科学合理的施工方法。而对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，从开工到成桥同样要经过一个复杂的施工过程，结构要经过多次体系转换，结构内力和变形亦随之不断发生变化，并决定成桥后结构的受力及线形。由于各种因素的直接和间接影响，使得实际桥梁在施工过程中的每一状态几乎不可能与设计状态完全一致，施工控制就是在施工过程中根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确保桥梁施工的每个阶段安全稳定、合理的进行。同时通过相应监控计算，对施工给出相应的调整建议，保证成桥的顺利进行。

对于分节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土连续梁桥来说，从开工到成桥同样要经过一个复杂的施工过程，结构要经过多次体系转换，结构内力和变形亦随之不断发生变化，并决定成桥后结构的受力及线形。由于各种因素的直接和间接影响，使得实际桥梁在施工过程中的每一状态几乎不可能与设计状态完全一致，施工控制就是在施工过程中根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬臂浇筑节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证施工沿着预定轨道（能达到成桥设计目标的施工路径）进行，从而保证主梁合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值。另外预应力作用实际效果、实际环境的影响（包括季节平均温差和日照温差，空气湿度的影响）、测量误差、施工误差、结构模型简化和计算的误差等也会引起设计与实际施工状态的不一致。要使桥梁施工安全，进度顺利，同时也保证成桥符合设计要求，建立一个系统性的监控过程予以控制是十分必要的。因此，具体考虑施工过程中跟应力相关的各种控制因素：温度，结构应力等测试方法，以及桥跨合拢过程中主梁线性检测与基础沉降的影响因素，以及悬臂梁中各施工阶段预应力张拉与挂篮静力控制，本文认为桥梁监控应当至少具体包括以下几个方面：

1. 施工方法对比分析

悬臂施工以及挂篮施工是桥梁悬臂施工的两种常规方法，两者有着不同的优势与特点。对于悬臂施工而言，悬臂浇筑目前对于大跨径桥梁施工来说，技术已经十分成熟，一般为首选施工方案。但对于墩部不是很高且不跨越河流的桥梁来说，需考虑悬臂施工的经济，技术指标影响。

满堂支架是在一联或者多跨桥下设置支架，体系转换次数少，周转次数多，利用效率高，可以超前抢搭支架设置模板，施工速度快，多用于多跨现浇施工，既保证工程质量，又能加快施工进度，具有良好的经济效益。

不过相对来说，悬臂施工更为流行，技术成熟，对于连接城市之间的高铁项目来说，净空较低，且也易于施工控制；满堂支架现浇方法更具经济效益，对于山地建造的悬臂梁铁路桥来说，施工跟较为安全与高效率。

2. 桥梁温度控制

温度是影响主梁挠度的主要因素，而设计验算中因为温度变化的不规则性与复杂性也很难纳入理想的计算范围。为了考虑温度的影响，我们只能通过对施工过程实施温度监控，并根据实际情况对桥梁设计进行校核修改。

温度测点主要是测处梁沿高度的温度梯度，因此我们可以沿梁的高度每个按照一定的间隔布置从而得出温度的分布规律。

严格来讲，桥梁的每个应力测点旁边都应该布置一个温度测点，从而对该区域由于温度引起的无应力长度变化以及导致的应力进行修正。本桥在分别在主梁根部部分，主梁L/4、L/2部分布设6个测点，以及4个测点。而其中最重要的测点为顶板与腹板连接处、腹板与顶板连接处的4个测点。

a)主梁根部断面温度测点布置图

b)主梁L/4断面及L/2断面温度测点布置图

测量方法及测量频率：在主梁施工期间选择有代表性的天气进行24小时连续观测，例如：每个季节选择一个晴天、多云天和阴雨天；在桥梁合龙前某连续3天时间内，每隔2～3小时对各截面测点的温度进行测量，做好记录（必要时绘制温度随时间变化的曲线图），为箱梁温度位移及温度应力计算提供原始温度场数据。以此同时，需与温度测量同时测主梁标高、墩顶偏位。

在每节段挂模和合龙之前，对主梁温度控制截面实施测量，温度测试同样在温度相对稳定的时刻（日出之前）进行。

3. 结构应力控制

在大桥上部结构的控制截面布置应变测点，以观察在施工过程中这些截面的应变变化与应变分布情况。然后把结果及时反馈给分析技术人员，和计算结果相验证，在计入误差和变量调整后由分析计算人员分析以后每阶段乃至竣工后结构的实际状态，同时可以根据当前施工阶段向前计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态，并预报下一阶段当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。要求：经现场测试，各施工阶段被测梁段的应变值和仿真分析的相吻合，应变变化没有出现异常。

具体测点布置参照温度测点布置图。

4. 基础沉降控制

由于土具有压缩性，地基承受建筑物基础荷载之后必然发生沉降。地基基础的沉降，特别是建筑物各个基础之间由于荷载不同或土层压缩性不同而引起的差异沉降，会使建筑物上部结构产生附加应力，影响建筑物结构的安全和正常使用。而對于连续梁桥的超静定性，基础沉降会产生较大的附加应力，也会对桥梁施工控制带来干扰与其它不良影响。

通过对各桥主墩承台进行沉降观测，定量确定其在施工过程中随加载所产生的沉降及不均匀沉降，并通过观测结果可以分析不均匀沉降对桥墩竖直度及水平位移的影响，指导全桥施工控制。

在各主墩承台的4个角点位置，各布设一个永久性观测点，在承台以外设置一固定不变的点作为基准点，采用水准仪测量其相对高差的变化，用以判断墩柱沉降及不均匀沉降；并采用全站仪定期复核基准点的高程变化，确保测量结果的准确性。

监测频率：沉降观测于桥墩施工前进行一次，墩身混凝土浇筑完成后进行一次，主梁每完成两侧各施工段后进行一次，全桥主梁合龙后和全桥完工后各进行一次。

参考文献：

[1]大阳山沟大桥施工监控实施细则施，谢明志.2011.

[2]菜园坝施工监控检测细则，中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司.2004.

预应力混凝土连续梁桥的设计初探 篇12

关键词：预应力,桥梁,设计

前言

连续梁桥是现今广泛使用的一种桥型。在预应力混凝土T型刚构桥的设计与施工经验的基础上，发展了跨度更大、运营条件更好的多联预应力混凝土连续梁桥，它不但具有可靠的强度、刚度及抗裂性，而且还有行车平稳舒适、养护工作量小、设计及施工经验成熟等特点。某桥连续梁是单箱三室，桥面较宽，故由于该桥特殊，上部有房屋荷载，而且荷载较大，故设置三室，使柱脚放置在箱梁腹板的位置，以利于承受上部荷载;中间部分采用挂篮悬臂现浇施工，两岸边上采用支架现浇施工。全桥有三个龙段，先是两个边跨龙，再是中间的中跨龙。现对其设计中的关键问题作以下分析。

1 跨径布置及结构尺寸的拟定

(1）桥梁跨径布置：

预应力混凝土连续梁桥的边跨与主跨比选用是否恰当直接影响到结构受力的合理性。若边跨太大，则边跨支架现浇梁段长度偏长，施工时要防止支架不均匀沉降，且其整体刚度偏小，在恒载与活载作用下，现浇段会出现较大的主拉应力，容易发生混凝土开裂。当在边跨加载时对中跨箱梁的受力不利。若边跨与中跨之比过小，则边跨支点可能会出现负反力，使得边墩与边跨受力不合理。

(2）箱梁断面尺寸拟定：

自大吨位锚具、1860MPa钢绞线和高强度混凝土在大跨径预应力混凝土桥梁中采用以来，箱梁的自重大大减轻，使得上部结构有条件向轻型化方向发展。从一些出现裂缝的桥梁来看，确有与箱梁所选用的断面尺寸安全储备偏小有关。建议选定箱梁断面尺寸时，除了注意梁高(H支和H中)的因素外，应作一定的计算及分析，对箱梁各部分尺寸进行优化。在主、边跨不变的情况下，结合所采用的施工方法，考虑不同梁高、不同箱梁横底板、腹板厚度;对于连续刚构桥还要根据地质资料对桩基础进行等效模拟，考虑不同的双壁墩间距、不同的截面(空心薄壁型、实心哑铃型)类型，进行多种组合的分析计算，经过反复多次的调整与综合考虑，最后确定较为理想的主、边跨梁高与结构细部尺寸。同时，应对结构施工阶段的梁段划分、施工可靠度进行了深人的分析验算;梁段划分时尽量使所划分的梁段数量较少、相邻两梁段重量相差较小，以方便施工，缩短施工周期。

2 预应力钢束布设

在连续梁桥(刚构桥)设计中纵向预应力索的布置宜采用通长束，以减少在跨中和支点布置的短束。对于逐孔施工的连续梁桥，通长束锚固在相临孔约0.2L处，锚固后用连接器接长，在一个施工缝处不宜锚固所有钢束。最好有一半左右的连续束在下一个施工缝处锚固。每束不宜采用较大的张拉吨位，以使主梁截面的受力较为均匀。对于用支架现浇的连续梁，纵向预应力钢束一般需作齿板进行锚固，齿板应分散布置。不宜集中，在一个齿板上锚固吨位较大的钢束应不多于两束，齿板最好布置在混凝士受压部位，以防局部应力集中产生裂缝。对于跨径较大的连续梁与连续刚构桥，通常采用悬臂施工。在一些桥梁的设计中，纵向预应力索常采用直线索，用张拉普通精轧螺纹钢筋来克服结构的剪应力，但近年来的实践证明，单纯用竖向预应力钢筋来克服剪应力的做法值得商榷，主要原因有以下几个方面：其一，竖向布置的精轧螺纹钢筋较短，张拉时预应力损失较大，有的甚至一点储备也没有;其二，施工时张拉控制措施不到位;其三，管道压浆不密实。以上几种情况可通过采用高强精轧螺纹钢筋取代普通精轧螺纹钢筋以提高张拉吨位。施工时可以采取二次补拉以及真空吸浆工艺使预应力管道密实等措施来尽量减少预应力损失，增加竖向预应力储备，但最直接、最有效的办法还是在连续梁主梁支点左右一定范围内布置下弯索，在其端部将纵向预应力钢束弯起，以抵抗剪应力的作用。

3 关于竖向预应力筋的布置方式

大跨径箱梁的预应力竖向钢筋中心线必须布置在腹板的中心线上。某桥设计中将预应力竖向钢筋沿顺桥向布置在一条直线上，以利构造和施工。但是，大跨径连续箱梁的腹板厚度一般会设计几个梯度以适应变化，且均在腹板内侧加厚，因而上述这种构造，将会导致在腹板中存在一个预偏心而产生附加弯矩，使腹板内侧受拉。尤其当箱梁悬臂板上满布活载而箱室上方空载时，也将使腹板产生内侧拉应力，两者叠加后，腹板将会出现顺桥向的内侧纵向裂缝和加剧腹板主拉应力裂缝的发生和发展。这种构造对腹板受力很不利。因而，要求预应力竖向钢筋必须对腹板截面进行对中布置。

4 预应力混凝土连续梁桥的设计要重视温度应力

计算表明桥面局部升温或降温将会在结构中引起较大的内力变化，虽然这部分内力不是永久的，但却是不可避免的，若考虑不当，温度应力会造成支点附近和跨中断面的裂缝。即使这些细微裂缝不至于影响结构的正常使用，但设计时必须给予重视，除了对这些截面进行必要的应力验算满足规范要求外，还有必要采取一些构造措施，如在验算截面附近布置一定数量的非预应力钢筋，使得温度应力分布均匀，以控制温度裂缝的产生或发展。

5 徐变和收缩及其次内力问题

在长期荷载或应力作用下，混凝土的徐变和收缩对结构的变形、结构的内力分布和结构内截面(在组合截面情况下)的应力分布都会产生很大的影响。归纳起来为：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，降低柱承载力。预应力混凝土构件中，徐变和收缩将导致预应力损失，会使截面应力重分布;对于超静定结构，混凝土徐变将导致内力重分布，亦引起结构的次内力;混凝土收缩会使较厚构件(或在结构构件截面形状突变处)的表面开裂。这种表面裂缝是因为收缩总在构件表面开始，但受到内部的阻碍引起收缩拉应力而产生。

由于徐变总应变可高达加载后产生的弹性变形的1～4倍，所以混凝土的徐变效应在混凝土桥梁设计中是必须考虑的。在超静定结构中徐变产生次内力，而应力变化的徐变及次内力计算较为复杂，较常用的方法有狄辛格方法;即采用位移法的有限元逐步分析法。狄辛格法在采用老化理论时，对后期加载的长期徐变效应估计过低，而对递减荷载的长期徐变效应又估计过高。由于狄辛格方法未考虑徐变中的“延滞弹性变形”，而其变形部分可高达加载后产生的弹性变形的24%～44%。随着计算机技术的进步和结构有限元方法的应用，根据Trost—Bazant按龄期调整的有效模量法与有限元法相结合，人们采用位移法的有限元逐步计算法，将使得徐变分析更接近实际。

结语