预应力混凝土连续箱

预应力混凝土连续箱（通用12篇）

预应力混凝土连续箱 篇1

摘要：结合国内外已经建成桥梁的经验,对预应力混凝土连续箱型截面梁桥的立面、横截面设计进行了探讨,详细论述了桥梁线形布置方法,并对该桥的尺寸初拟进行了介绍,为设计人员提供了参考。

关键词：预应力,混凝土,连续梁桥,箱型截面设计

0 引言

预应力混凝土连续箱型截面梁桥因具有较强的刚度、变形小、受力性能好的特点,并且因伸缩缝少、行车舒适、造型简洁美观、养护简单、抗震性能强等优点而成为业主逐渐青睐的桥型之一。

1 立面设计

1.1 跨径布置

连续梁跨径布置一般采用不等跨的形式。若采用等跨布置,则边跨内力将控制全桥设计,极不经济。此外,边跨过长,削弱了边跨的刚度,将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值,增大预应力束筋数量。一般边跨长度可取为中跨的0.5倍～0.8倍,对钢筋混凝土宜取偏大值,使边跨与中跨控制截面内力值基本相同;对预应力混凝土连续梁宜取偏小值,以增加边跨刚度,减少活载弯矩的变化幅度和预应力筋的用量。中跨跨长与边跨跨长的比值与施工方法的选取紧密联系。对于现浇桥梁,边跨长度与中跨长度比值取为0.8,满足经济性的要求。对于采用悬臂施工法,由于有一段边跨需布置支架进行现浇,为满足结构内力变化的合理性,以及减少支架的工程量,根据国内外已经建成桥梁的经验,边跨长度与中跨长度比值取为0.55～0.65为宜。从结构受力来看,不等跨的连续梁的受力性能比等跨连续梁要好很多。但在某些特殊情况下,如由于施工要求,则需要采用等跨布置。当采用顶推法或先简支后连续梁施工方法对总长度很大的桥梁施工时,则可以从经济效益的提高来弥补因等跨结构受力性能不佳所带来的缺陷。故跨越江、湖、海湾的桥梁大部分采用等跨连续梁的布置方式。

1.2 桥梁线形布置

1)变高度梁。

在恒、活载作用下,支点处出现较大负弯矩,从绝对值来看,支点处的负弯矩通常大于跨中截面的正弯矩。因此,为更好地满足桥梁不同高度处的内力变化,常采用变高度梁。而且变高度梁与环境更为和谐,并节约材料,增加桥下净空。变高度梁的截面变化通常采用的形式有抛物线、圆弧线和折线。由于二次抛物线的形式与连续梁的弯矩变化规律相似,故常用二次抛物线;为便于施工、简化桥梁构造,在中小跨径的桥梁中常采用折线形。

2)等高度梁。

有时由于施工需要,如采用顶推法、移动模架法等,一般采用等高度梁。等高度梁的缺点是:在支点处较大的负弯矩只能用增加预应力筋的量而不能利用增加梁高的方法予以抵抗,材料用量增加,因而造价增大,但是构造简单、施工方便。一般用于如下情况:a.以40 m～60 m中等跨径为主的桥梁,采用该种形式,可以提高施工速度。并且由于跨度小,梁的截面的内力差异小,一般可以通过构造措施来满足。b.采用特殊的施工方法,如支架施工法、逐跨架设施工法。

1.3 梁高

连续梁桥的支点处主梁高度与跨径的比值通常取为1/15～1/25,而跨中截面处一般取为1/40～1/50。当建筑高度不受限制时,增加梁的高度往往是较经济的解决方案,因为梁的高度增大对混凝土用量影响不大,但预应力筋用量却能显著减少。连续梁在支点和跨中的梁高估算值见表1。

2 横截面设计

梁式桥横截面的设计主要是截面形式的布置与选择,主要包括主梁截面形式、主梁各细部尺寸、主梁间距。它与桥梁体系的立面布局、施工方法、审美要求以及经济性等因素密切相关。

2.1 截面选取

一般来说,目前预应力混凝土梁式桥的横截面形式主要有板式、肋梁式和箱型截面三种。从施工工艺来说,主梁横截面可分为整体式与组合式两类。

2.1.1 箱型截面优点

1)当横截面的核心距较大时,轴向压力的偏心距愈大,预应力钢筋合力的力臂愈大,可以充分发挥预应力的作用;

2)箱型截面为闭合薄壁截面,因其抗扭刚度大而对弯桥和采用悬臂施工的桥梁颇为有利;

3)因其具有较大面积的顶板和底板,故能有效地抵抗正负弯矩,并利于钢筋的布置;

4)具有良好的动力特性,以及收缩变形较小。已建成的跨度超过40 m的预应力混凝土梁桥中,横截面大部分采用箱型截面。

2.1.2 箱型截面形式

箱型截面常见的形式有:单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室等。单箱单室截面具有受力明确、施工方便、材料用量少等优点。

单箱单室和单箱双室截面,虽然对截面腹板和底板的尺寸影响较小,但是对顶板厚度的影响却比较明显。单箱双室式的顶板负弯矩通常比单箱单室式的负弯矩减少50%,而正弯矩则可减少70%。而且单箱双室式腹板总厚度增加,利于钢束的布置。

2.2 细部尺寸

2.2.1 顶板厚度

箱型截面梁顶板厚度主要由桥面板横向弯矩受力要求、纵向预应力束的布置以及横向受力钢束的构造要求三个方面的因素共同决定。其中横向弯矩受力的要求主要与腹板之间的距离和集中荷载大小有关。顶板厚度参考尺寸见表2。

2.2.2 底板厚度

箱型截面的底板作为承受结构弯矩的主要部位,受力和构造要求两个因素控制其尺寸大小。从连续梁跨中截面到墩顶截面,负弯矩逐渐增大,为满足连续梁的受压要求,底板厚度也应增大。

根据国内外已经建成桥梁的经验,墩顶处底板厚度一般取为梁高度的1/12～1/10;对预应力混凝土连续梁,跨中区段主要承受正弯矩,为受力以及满足底板需配置预应力筋和普通钢筋的要求,底板板厚一般取为200 mm～250 mm。

2.2.3 顶板两侧悬臂板

箱型截面梁顶板两侧悬臂板的长度是调节顶板内弯矩的重要因素。集中活载的纵向分布随着悬臂自由长度增加而增加,对弯矩的影响甚小。但是恒载及人群荷载弯矩随悬臂长度几乎呈平方关系增加,故在大悬臂状态时,宜设置横向预应力束减薄悬臂根部的厚度。悬臂长度一般取2 m～5 m,当长度超过3 m后,一般需布置横向预应力束。

2.2.4 腹板厚度

腹板具有承受截面剪应力和主拉应力的作用。在预应力箱梁中,腹板厚度比钢筋混凝土梁小,这主要是预应力束提供的预剪力抵消了一部分弯曲剪切力。但腹板的最小厚度应满足构造及施工要求,其设计经验为:

1)腹板中无预应力筋时,最小厚度为200 mm;2)腹板中布置预应力筋管道时,最小厚度为300 mm;3)腹板中布置锚头时,最小厚度为380 mm。

2.2.5 梗腋的设置

为提高截面的抗弯和抗扭刚度,减少扭转剪应力和畸变应力以及减少应力集中程度对结构的影响,使力线过渡比较平缓,在顶板和腹板接头处须设置梗腋。

通过设置梗腋,利用其所提供的有效空间布置纵向预应力筋和横向钢筋,大大减小了底板和顶板厚度。梗腋的布置形式一般为1∶2,1∶1,1∶3,1∶4等。箱梁顶部梗腋常采用1∶3,底部梗腋多采用1∶1或2∶1～3∶1,以利于浇筑底板混凝土。

3 横隔梁的设置

横隔梁具有增加截面横向刚度、限制变形应力的作用,而支撑处的横隔板还具有承受和分布较大支撑反力的作用。箱型截面与一般肋型的桥梁相比,因其较大的抗扭刚度,故可以有效减少横隔板的数量或者取消横隔梁的设置。

4 结语

预应力混凝土连续箱型截面梁桥在结构形式、建造成本方面均有其自身优势。通过对该桥型初步设计时尺寸初拟,为经济、合理的项目设计提供参考。

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,2012.

[2]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].

[3]JTG D81-2006,公路交通安全设施设计通用规范[S].

预应力混凝土连续箱 篇2

4.1.1 预应力混凝土连续梁桥设计应根据桥长、柱高、地基条件等因素合理分联，每联的长度应以结构合理、方便施工、有利使用为原则，在有条件的情况下应考虑景观要求和桥梁整体布局的一致性。4.1.2主梁应尽量采用一次浇筑混凝土、两端张拉预应力钢筋的施工方式，主梁长度宜控制在120m左右，当确实需要设置长分联时，可以采用分段浇筑混凝土、使用联接器分段张拉预应力钢筋的施工方案，设计时允许在同一截面全部预应力钢筋使用联接器连接，但对主梁截面及配筋应做加强处理。

4.1.4桥梁截面形式可根据桥宽、跨径、施工条件、使用要求等确定为箱形（简称箱梁）或T形（简称T梁）。箱形截面可设计为单箱单室或单箱多室。箱梁翼板长度的确定应以桥面板正、负弯矩相互协调为原则，T梁悬臂长度宜为1.0~1.5m，箱梁悬臂长度宜为1.5~2.5m。当主、引桥结构形式不同时，悬臂板长度宜取得一致。

4.1.5箱梁腹板宽度应由主梁截面抗剪、抗扭、混凝土保护层、预应力钢筋孔道净距和满足混凝土浇筑等要求确定。预应力钢筋净保护层和净距除满足规范外，应考虑纵向普通钢筋和箍筋的占位以及混凝土浇筑的孔隙等因素。箱梁腹板宽度最小值应符合下列要求：

条 件 腹板宽度Bmin(cm)腹板内无纵向或竖向后张预应力钢筋时 20 腹板内有纵向或竖向后张预应力钢筋之一时 30 腹板同时有纵向和竖向后张预应力钢筋时 38 4.1.6 悬臂板厚度应视悬臂长度、桥上荷载及防撞护栏碰撞力验算结果而定。根部厚度宜取0.30～0.55m，悬臂板端部厚度一般不应小于0.12m（对有特殊防撞要求的结构，悬臂板端部厚度适当增加，如使用PL2型防撞护栏时悬臂板端部厚度不应小于0.2m）。当悬臂板长度较长时应适当加强悬臂板沿主梁方向钢筋的配置。

4.1.7主梁翼板和顶、底板厚度应根据梁距和箱宽计算确定。同时应满足箱梁顶板厚度不小于0.2m，底板厚度不小于0.18m；T梁顶板厚度不小于0.16m。

1m，端横梁宽度还应考虑伸缩缝预留槽等构造要求。

4.1.9主梁腹板与顶、底板相接处应设1︰5加腋，箱形截面与支点横梁相接处应设渐变段加厚。箱梁截面与跨间横梁相接处应设0.15m抹角。

4.1.10箱梁底板必须设置排水孔，腹板必须设置通风孔，直径均宜取D=0.1m左右。配有体外预应力钢筋的箱梁应设置检查换索通道。4.1.11连续梁桥必须设置端横梁及中支点横梁。直线连续箱梁桥跨径小于30m的桥孔可不设跨间横梁；跨径在30～40m之间的桥孔宜设一道跨间横梁；跨径大于40m时宜设三道跨间横梁。曲线连续箱梁桥应根据曲线半径、跨径大小确定跨间横梁个数。连续T梁桥跨径大于25m的桥孔应设三道跨间横梁。斜桥视其交角适当增加跨间横梁。

4.1.13主梁桥面板横向预应力不得采用无粘结预应力钢筋。4.1.14主梁的梁高宜取最大跨径的1/20～1/27，箱梁梁高不应小于1.2m，当连续梁中支点为独柱支承时，梁高一般由中支点横梁强度控制，设计时应适当加高。

4.1.15连续梁桥施加预应力应采用后张法。预应力钢筋可采用规范规定的钢丝、钢铰线及标准强度为1860MPa的低松弛钢铰线。如采用低松弛钢铰线应按行业标准符号在图纸中予以说明。

设计文件中应要求采用经过鉴定，并符合国家标准和行业标准的锚具、联接器，预应力锚具、联接器、锚下钢筋及波纹管应按产品手册配套使用。

设计文件中应写明预应力钢筋张拉顺序、孔道灌浆要求和相应的结构施工顺序。箱梁各腹板纵向预应力钢筋应分批交替张拉，先，横梁和主梁预应力钢筋也应交替张拉，先横梁后主梁。

4.1.16桥面的纵横坡一般由支座垫块形成，设计时给出垫块中心高度，其值应控制四角高度不小于0.02m，当高度大于0.05m时应设钢筋网。

4.1.17 全桥采用支座支承的连续梁不得全部使用滑板支座，并至少设置一个双向固定支座。

4.1.18 预应力孔道灌浆宜采用真空灌浆工艺，灌浆标号不低于结构混凝土标号的80％。体外预应力钢筋锚区应采用环氧浆灌注。4.1.19 体外预应力结构中的体外预应力钢筋设计应考虑后期可更换。结构设计时应考虑体外预应力钢筋的可检查性。

4.1.20 采用预制节段拼装的主梁应尽量考虑结构的标准化，以降低模板费用。4.2结构分析

4.2.1桥梁上部结构应对主梁、横梁、桥面板及整体结构进行各施工阶段计算，并按规范进行承载能力极限状态及正常使用极限状态计算。

代简支梁法计算横向分布系数（对于类似跨径及桥宽的情况也可利用已取得的计算结果，分析确定横向分布系数），取最不利单梁进行分析。支点和跨中应分别取不同的分布系数，分布系数变化点为1/4~1/5计算跨径。

4.2.3异型桥及弯桥应辅以SAP、3DBSA、MIDAS或其它空间计算程序进行内力分析，用于修正“桥梁综合计算程序”所计算的配筋。弯桥还应计算扭转、弯曲剪力叠加后，对主梁截面进行剪应力验算。斜桥的斜度（支承边或支座连线与桥梁轴线法线之间的小于90的夹角）小于或等于30时可用斜跨径按正桥计算，大于30时应按斜桥采用空间计算程序进行分析计算。斜桥计算跨径取斜长，计算横截面尺寸取垂直断面尺寸。

4.2.4预应力混凝土结构进行正常使用极限状态计算时，应优先考虑采用A类构件，正截面上、下缘正应力在荷载组合Ⅰ条件下拉应力不宜超过0.5MPa，压应力不宜超过规范容许值的90%；其余荷载组合条件下拉应力不宜超过规范容许值的65%，压应力不宜超过规范容许值的90%；预加力阶段拉应力不宜超过规范容许值的65%，压应力不宜超过规范容许值的90%。

4.2.5预应力结构主梁、横梁均应进行支点、跨中、1/4截面的正截面、斜截面强度计算。以满足规范要求。

4.2.6预应力结构主梁强度计算中受压区预应力钢筋不得人为去掉，应在计算中作为受压预应力钢筋计算其对截面强度的影响。强度计算中，结构主要受力截面处，预应力的抵抗效应值超出荷载总效应值不宜过大，同时按规范要求计算并控制混凝土达到抗压设计强度时，受压构件中预应力钢筋的应力。

4.2.7桥面板应进行内力计算以确定配筋，板的分布宽度可按规范计算。箱梁跨中、1/4截面及支点截面按框架结构计算（跨中、1/4截面采用弹性支承，支点截面采用刚性支承）。当板的内力按梁（板）结构计算时应考虑不等厚桥面板厚度变化的影响。桥面板设计时，板厚、配筋应留有余量。当箱梁外悬臂大于或等于3m时，截面配筋应考虑腹板及顶、底板弯矩的协调。

4.2.8当混凝土标号大于C60时，各种构造钢筋直径等级应提高一级。4.2.9对采用大吨位预应力的混凝土结构，对锚固部位的端横梁和体外预应力的转向块，在缺乏可靠参考资料时应对其进行局部应力分析。

4.2.10独柱支承的宽连续梁桥应进行结构空间计算。

4.2.11对于设有盖梁的横梁，当盖梁刚度较弱时，计算横梁宜将盖梁同时考虑（计入盖梁及支座刚度对横梁的影响）。

4.2.12对于采用墩梁固结和T墩形式的连续梁桥，结构计算时应上下部结构整体计算。

4.2.13对带有刚臂的计算模型（例如框架四角和墩梁固结点）时，若计算程序不能自动形成刚臂单元，则应人工划分刚臂单元。4.3构造要求

4.3.1纵向普通钢筋应根据计算确定，钢筋直径一般宜采用F16～F25，箍筋直径不应小于F12，应根据计算确定，其它构造钢筋直径宜采用F12～F16。非预应力横梁钢筋直径宜采用F22～F28，跨间横梁钢筋直径宜采用F22～F25。预应力孔道下必须设置定位钢筋，定位钢筋直径和形式根据预应力钢筋规格确定并不小于φ8。4.3.2主梁、横梁钢筋关系：横梁钢筋设在外层，主梁钢筋设在内层；主梁与横梁交叉处，不设主梁箍筋，横梁箍筋沿横梁全长布置。4.3.3桥面板钢筋与主梁、横梁钢筋关系：桥面板受力主筋置于主梁顶部纵向钢筋的顶面，箱梁底板底面横向钢筋置于主梁底部纵向钢筋的底面。横梁范围内顶部和底部横梁主筋分别置于横梁最顶和最底面，主梁纵向钢筋（局部缓弯）置于横梁主筋内侧，同时横梁范围内桥面板或底板钢筋取消，但应配置翼板钢筋。4.3.4在结构受拉边禁止设置内折角受力钢筋。

4.3.5预应力钢筋的布置，应线型平顺符合内力分布，且应尽量避免布置受压预应力钢筋。

4.3.6普通钢筋的设置应尽量避免与预应力钢筋位置相矛盾。4.3.7箱梁顶板底横向钢筋、底板底横向钢筋和底板顶横向钢筋须伸至外腹板端部，并设90弯钩锚固。

4.3.8主梁腹板变宽段处箍筋135弯钩应改为直角焊接，以避免箍筋弯头与波纹管矛盾。

4.3.9主梁箍筋配置形式应充分考虑预应力波纹管净距要求，建议采采用弯上弯下的配筋形式。

4.3.11有伸缩缝预留槽的端横梁配筋方式应满足以下要求：横梁顶部主筋分为不同高度的两层钢筋配置，箍筋同样配置成不同高度，并且矮箍筋应与高箍筋重叠一定的距离。注释

斜桥的斜度和斜角

至桥梁轴线的法线（右手法则）时，斜度为正，反之为负。若弄错斜度的正负，则成为方向相反的桥梁，应给以特别的注意。2.斜角--支承边与桥梁轴线的夹角（小于90），它与斜度互余，注意不应混淆斜度与斜角。近些年来，我国已用各种典型的施工方法修建了不少大中型跨径预应力混凝土连续梁桥。下面介绍其中的沙洋汉江桥和奉浦大桥。

1.沙洋汉江桥沙洋汉江桥

沙洋汉江桥位于我国湖北省荆门县的沙洋镇，是跨越汉江，联系汉口到宜昌的公路桥。桥梁全长1818.5m，主桥采用八跨一联的变截面预应力混凝土连续梁桥，中跨111m，桥面行车道宽9m，两侧人行道各宽1.5m，全宽12.5m（图6.14）。

桥址位于汉江下游，属平原稳定性河道，河床滩、槽分明，枯水时主槽河面宽600—700m，两岸河滩约1100m，但主河槽冲淤变化剧烈，一次洪水的主槽标高冲淤变化幅度达8.7m，平均变化幅度4.5m，主槽并有横向摆动的历史，根据汉江水情变化，为了桥梁的安全和两岸人民的安全，在桥梁全长设计中按两岸沿江大堤堤距考虑。桥位处地质情况复杂。根据地质条件和冲刷情况，主桥墩基础选用钢筋混凝土空心井，平均高度31m，置于泥灰岩层上。主墩采用钢筋混凝土空心墩，墩高13.6～14.8m，每个主墩上设置两个承载力为19600kN的盆式橡胶支座。主桥与引桥的过渡墩基础选用4根直径1.25m钢筋混凝土钻孔桩。钢筋混凝土实体墩、引桥均采用直筋1.4m钢筋混凝土双圆柱墩，直径1.5m及1.25m钻孔灌注桩，桩长约30m。河道按四级航道标准设计。通航净宽55m，净高8m，主航道在主桥的两个边部。

沙洋汉江桥主桥为62.4＋6×111＋62.4m的预应力混凝土连续梁桥，边跨与中跨之比为0.56：1。横截面为单箱单室。连续梁的墩顶高为6m。跨中梁高3m，底缘按二次抛物线变化。横截面的尺寸按常规选定，其中腹板与底板采用变厚度。主桥的横隔梁设置3～5道，主桥中跨设置在支点、四分点、跨中截面；边跨仅设置在支点、跨中和端部截面。在主桥与引桥相接的过度墩上设置铸钢制梳齿板伸缩缝。

主桥采用挂篮悬臂浇筑法施工。墩顶的箱梁及横隔板是在墩旁托架上立模现场浇筑，待桥墩与墩顶的箱梁临时固结后进行悬臂浇筑施工。段长3.4～3.7m，最大浇筑重量1000kN。在梁段悬浇施工中，内模采用了滑升工艺，提高了施工效率。悬浇施工的顺序是从两边墩向中间墩逐墩施工，逐跨合拢，即实现体系转换的程序也是从边向中进行，最后在第五跨的中跨合拢形成8跨一联的连续梁。

图6.14 沙洋桥的总体布置

主桥纵向预应力筋为24φ5高强钢丝束、钢制锥形锚具，分有悬臂施工筋和后期筋，悬臂施工筋是在悬臂浇筑施工时在箱梁顶板与腹板上布置的钢束，后期则是在主梁体系转换之后为满足使用阶段内力要求增配的预应力筋。力筋的管道形成采用橡胶抽拔管（直束）和0.5mm铁皮管（弯管）成孔。竖向预应力筋布置在腹板内，采用25MnSiφ25高强粗钢筋轧丝锚头，钢筋的管道采用铁皮管形成，力筋张拉采用双作用千斤顶。

2.上海黄浦江奉浦大桥

奉浦大桥位于上海市，是城市快速干线道路桥梁，桥宽18.6m，设计荷载为汽车—超20级，挂车—120。主桥上部结构为五跨变截面预应力混凝土连续梁，跨径组合85.15+1253+85.15=545.30m，边跨与中跨之比为0.68，采用悬臂浇筑法施工。125m主跨支点处梁高7.0m，与跨长的比值为1/17.86；跨中梁高2.8m，为跨长的1/44.64。梁底按二次抛物线变化。横断面采用单箱单室箱梁（见图6.15），箱底宽8.6m，箱顶宽18.60m，其中箱梁翼板悬臂宽度每侧达5m。箱梁顶板厚度采用30cm和40cm二种尺寸，支点（0号节段）取80cm。箱梁腹板厚度分别采用48cm、55cm，支点截面处为105cm。箱梁底板厚度变化范围从30cm至90cm变化，支点处为140cm。箱梁仅在支点处设置横隔梁。桥梁车行道宽16m，由箱梁顶板形成1.5%的横坡。

预应力混凝土连续桥梁设计探讨 篇3

关键词：预应力混凝土；预应力桥梁；桥梁设计；方案必选

1.工程概况

本桥梁桥面宽度设计为2×（0.5+净—11.5＋0.5），分为两幅，但设计时只考虑单幅的设计。该桥设计为（40m+70m+40m）预应力混凝土连续梁，桥宽为21m，分为两幅，设计时只考虑单幅的设计。桥梁设计荷载为公路Ⅰ级，7级抗震烈度设防，最高月平均温度40º，最低月平均温度0º，施工温度为22º。桥梁平曲线半径为6000米，竖曲线半径为3500米，纵坡<=3%，横坡<=1.5%。该桥梁所处地质条件较差，地面上不为粘土，再往下为中细沙，再往下为亚粘土，再往下为粘土夹卵砾石，直到地下将近四五十米的地方才为卵砾岩。

2.桥梁设计方案必选

本桥梁设计时拟对三种方案进行必选，三种设计方案分别是变截面预应力混凝土连续梁桥、变截面预应力混凝土V型敦连续刚构桥以及下承式拱桥方案。三个设计方案的桥面均设有1.5％的横坡，2%的纵坡，其中中间标高高于两侧标高。前两种方案的主梁上部结构为变截面箱梁，第三种方案则主桥采用劲性骨架钢筋混凝土拱桥。

在选取本桥梁方案时，设计安全、经济、适用、美观是桥梁方案主要考虑因素，而其中安全性尤为重要。另外，根据该桥梁设计构思宗旨，所选取的桥型方案应满足结构新颖、受力合理、技术可靠、施工方便、造价合理的原则，通过对比以上三种方案基本都满足着一要求。而方案一与方案二都属于预应力混凝土梁桥，与方案三的拱桥相比，他们具有很多梁桥所有的优点：1）与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材30～40％，跨径愈大，节省愈多。2）构件截面小，自重弯矩占总弯矩的比例大大下降，桥梁的跨越能力得到提高。3）全预应力混凝土梁在使用荷載下不出现裂缝，即使部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝，鉴于全截面参加工作，梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。4）预应力技术的采用，不但使钢桥采用的一些施工方法，如：悬臂拼装、顶推法（由钢桥的纵向拖拉施工方法演化而成）和旋转施工法在预应力混凝土梁桥中得到新的发展与应用，而且为现代预制装配式结构提供了最有效的接合和拼装手段。而方案一与方案二相比，前者是预应力混凝土连续梁桥，而后者是预应力混凝土连续刚构桥。最终预应力混凝土连续梁桥因为其结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小。最终根据桥梁安全、经济、适用以及美观等因素综合考虑，最终选取变截面预应力混凝土连续梁桥作为本桥梁设计方案。

3.桥梁孔径布置

连续梁桥跨径布置一般以采用不等跨形式布置，以三跨连续梁为例，其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和（即弯矩变化峰值）与同跨简支梁弯矩相同。如果减小边跨长度，则边跨和中跨的跨中弯矩都将减小。在桥梁孔径设计时，一般边跨长度取为中跨长度的（0.5～0.8）倍，这种设计可以有效地使中跨跨中弯矩不致产生异号弯矩。

由于某些因素的影响，连续梁的分跨问题不能够按最理想的跨长来选择，以致有些跨度过长，有些跨度过短，在设计时可结合不同情况灵活处理。从结构受力性能来分析，等跨连续梁要比不等跨的连续梁差一些。但在某些条件下，特别由于施工工艺要求，也需要采用等跨布置，例如，当桥梁总长度很大，设计者决定采用顶推或先简支后连续梁施工方法时，则等跨结构受力性能较差所带来的欠缺完全可以从施工经济效益的提高而得到补偿。对于本预应力混凝连续桥梁方案来说，该桥全长150m，根据该桥址地形、地质、水文条件以及通航要求等确定该桥梁孔径布置采取40m+70m+40m形式。

4.桥梁截面设计

4.1桥梁立面

从本桥梁的受力特点来分析，设计连续梁立面时适宜采用变高度的布置，因为连续梁在恒、活载作用下，支点截面的负弯矩往往大于跨中正弯矩，采用变高度梁可以较好地符合梁的内力分布规律。同时，对于本桥梁采用悬臂法施工，如果采用变高度梁可与施工时的内力状况相吻合。另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。所以桥梁设计实践经验可发现，对于跨径大于100m的预应力混凝土连续梁桥有90%以上是选用变高度梁。因此，鉴于本桥梁方案采用的是变截面预应力连续梁桥，梁截面采用二次抛物线形，二次抛物线的变化规律基本与连续梁的弯矩变化规律相近，其中箱梁根部梁高5.5m，跨中梁高2m。

4.2桥梁横截面

本桥梁横截面设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。结合已建大跨径预应力混凝土梁桥设计实践经验，对于梁桥的跨径继续增大超过60m，最适宜选取箱形截面。其主要考虑原因在于箱型截面由于闭合薄壁截面抗扭刚度较大，对于采用悬臂施工的桥梁尤为有利。同时，由于箱型截面的顶板和底板有较大的面积，所以也能有效地抵抗正、负弯矩，并满足配筋要求。另外，箱形截面还具有良好的动力特性，根据对箱形截面的受力状态分析表明，单箱单室截面受力明确，施工方便，节省材料用量，一般常用在桥宽14m左右的范围。

经过分析考虑，根据本桥型方案，横截面采用单箱单室的箱型截面，其中，顶板厚度取25cm；跨中处底板厚取25cm，支点处底板厚取60cm，中间底板板厚成二次抛物线性变化；而跨中处腹板厚度采用40cm，支点处腹板采用80cm，中间腹板厚度采用二次抛物线性变化。

5.桥梁细部尺寸

5.1腹板设计

腹板在桥梁中的作用是承受截面的剪应力和主拉应力。在本工程预应力混凝土连续梁桥中，因为弯束对外剪力的抵消作用，因此桥梁腹板的剪应力和主拉应力的值比较小，腹板不必设得太大。但在设计腹板时，腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求。对于大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板厚度可从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处较大的剪力，一般采用300~600mm，甚至可达到1m左右。本桥梁设计方案其支座处腹板厚取80cm，跨中腹板厚取40cm，而且中间腹板厚度采用二次抛物线性变化。

5.2顶板与底板设计

顶板和底板作为箱形截面结构承受正负弯矩的主要工作部位，除承受竖向荷载外，还承受轴向拉、压荷载。桥梁顶板承受的竖向荷载主要是自重、桥面活载和施工荷载，而所承受的轴向荷载主要是桥跨方向上，恒、活载转换过来的轴向力以及纵向和横向的预应力荷载。因此，本预应力混凝土桥梁的顶板、底板除按板的构造要求决定厚度之外，还要按桥跨方向上总弯矩决定其厚度。箱梁根部底板厚度箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应受压要求。底板除须符合使用阶段的受压要求外，在破坏阶段还宜使中和轴保持在底板以内，并有适当的富裕。一般约为墩顶梁高的1/10~1/12。箱梁跨中底板厚度一般按构造选定，若不配预应力筋，厚度可取15~18cm，当跨度较大，跨中正弯矩较大，需要配置一定数量的钢束或钢筋时，厚度可取20~25cm。

当设有横向预应力筋时，顶板厚度须足够布置预应力筋的套管并留有混凝土的注入间隙。在结构设计时，尽可能用长悬臂或利用横向坡度和弯折预应力筋以调整板中横向弯矩。本推荐设计方案底板由支点处以二次抛物线的形式向跨中变化。底板在支点处厚60cm，在跨中厚25cm.顶板厚25cm。

5.3桥面设计

根据桥梁桥面设计经验，本桥梁的桥面铺装选用8cm厚的防水混凝土作为铺装层，上加2cm厚的沥青混凝土磨耗层，共计10cm厚。同时根据规范规定的桥梁横坡为1.5%～3.0%范围，本桥梁桥面横坡取2.0%，该坡度由箱梁顶板坡度控制。

6.结语

结合某桥梁设计实例，结合三个初拟桥梁设计方案，根据桥梁安全、经济、适用以及美观等因素综合考虑，最终选取变截面预应力混凝土连续梁桥作为本桥梁设计方案，经过方案必选分析了预应力混凝土连续梁桥设计的优势，同时根据该桥梁设计参数对其进行设计，结合笔者桥梁设计经验，给出预应力混凝土连续桥梁设计时注意的要点。

参考文献：

[1]张武兴．预应力混凝土连续梁桥的设计与施工[J]．中国高新技术企业，2009，28(07)：14～13.

[2]马宁．大跨径预应力混凝土连续梁桥设计分析[J]．辽宁省交通高等专科学校学报，2009，21(02)：31～32.

[3]赵铁永，陈尧三．预应力混凝土连续梁桥的设计[J]．中国高新技术企业，2008，23(16)：117～119.

预应力混凝土连续箱 篇4

关键词：预应力,箱形连续板桥,施工技术,质量控制

0 前 言

预应力箱形连续板桥是近年来随着施工技术日新月异、建筑材料研究不断取得新成果的条件下, 发展起来的一种新型桥梁结构, 它与同长跨径的预应力简支梁 (板) 桥相比, 具有材料省、自重轻、各部分材料受力均匀、伸缩缝少、节省投资等多方面优点, 因而已越来越得到人们的青睐。

1 大桥概况

某大桥主体结构为预应力混凝土组合箱梁, 采用12 m～20 m装配式扁锚后张拉部分预应力连续箱板。中心桩号K128+653, 下部结构采用柱式墩, 肋板台, 钻孔灌注桩基础。全桥共有钻孔灌注桩90根;上部有预应力砼板共计216块。

1.1 大桥设计标准

设计车辆荷载为汽车—超20级、挂车—120, 桥面净宽2 m×净12.2 m, 设计洪水频率为1/100, 流量为1 362 m3/s, 地震基本烈度为8度。

1.2 设计与施工的主要特点

与普通简支板桥相比, 预应力连续板桥有以下特点:

(1) 张拉工艺。普通预应力板一般为集束张拉一次到位, 整个使用过程中有预拱度;而连续板桥为吊装前先张拉底板预应力, 吊装就位后再张拉湿接头预应力, 且为单根张拉, 工艺不同。

(2) 普通板内核大都为等截面, 而连续板考虑受力均匀采用变截面, 施工难度较大。

(3) 普通板在吊装完毕乃至整个使用过程中均呈简支状态, 而连续板桥要经过较为复杂的二次张拉, 转换受力体系, 变为受力更为合理的连续结构。

(4) 从吊装后施工工艺方面看, 简支板在吊装完毕后即可进行桥面铺装及伸缩缝制作, 使用过程中伸缩缝过多, 造价既高, 而行车舒适性差;连续板桥则通过临时支座改变体系转换为连续结构, 仅在两桥头设有二道伸缩缝, 使桥面平整、美观, 行车舒适性大为增加。

2 箱形连续板桥的施工技术与质量控制

2.1 预制板及张拉技术

2.1.1 预应力张拉孔及钢绞线的布置

大桥桥板设计板壁很薄, 底板厚为20 cm, 侧壁14 cm, 且底、顶板都要施加预应力, 故无法像普通板那样布设集束钢绞线, 而只能在预制过程中预埋波纹管, 布设位于同一平面上的扁平钢绞线, 见图1。

板上顶部需预留出二次张拉用的孔并预埋波纹管及齿板, 以备今后之用, 而下部则需将钢绞线与波纹管一齐预埋, 其中钢绞线预埋长度不小于90 cm, 并需将锚固端轧花, 见图2。

(部分尺寸未标出)

由图2可看出, 箱形连续板桥底部钢绞线不像普通板那样到张拉时才穿出, 而是在预制时先行埋入, 并在固结端保留必要的长度。

2.1.2 箱形连续板第一次张拉 (底板)

与其他预应力板一样, 箱形连续板的首次张拉在吊装前进行, 但张拉工艺不同。前已述及, 箱形板张拉不采用集束张拉 (群锚) , 其钢铰线布设于同一平面上, 故采用单根张拉锚固 (如图1) 。箱梁混凝土强度达设计强度90%以上方可施加正弯矩预应力。预施应力前, 要对张拉设备进行配套检验, 张拉采用两端同时张拉, 张拉应力和伸长值双控。根据我们实践看, 一次张拉完毕后板没有明显的预拱度。特别需要说明的是, 因为板吊装后要打湿接头砼将其连接为整体, 故一次张拉注浆后不得封锚。由于钢绞线为低松弛钢绞线, 因此其预施应力的程序为:O→初拉力→1.05σcon (持荷2 min) →σcon (锚固) 。计算实际伸长值与理论伸长值 (根据进场后测定钢绞线弹性模量计算) 相比较, 如误差大于6%, 应暂停张拉, 查找原因解决后方可继续施工。张拉结束后, 即用龙门吊将箱梁起吊运至存放场, 箱梁存放稳妥后清洗孔道, 吹干后马上压注水泥浆。压浆采用活塞式压浆泵, 水泥浆采用42.5#水泥拌制, 水灰比在0.4～0.45之间, 泌水率不大于4%, 稠度14 s～18 s之间, 拌和时间在2 min以上。压浆顺序:先下后上, 先低后高, 由箱梁的一端向另一端压人, 待另一端喷射出浓浆时即可封闭喷浆嘴。水泥浆由拌制到压人孔道不大于30 min～45 min。待压浆完成后, 浇注同标号的箱内堵头板混凝土, 边跨箱梁封锚。

2.2 临时支座及体系转换

箱形连续板桥与普通板桥最主要的区别, 在于其正常使用状态下受力体系不同, 这种结构是先简支后连续, 施工过程需进行体系转换。受力上连续板比普通简支板各部分受力更为均匀合理。由简支转换为连续体系, 是通过布设临时支座来实现的, 其成功与否, 是能否实现体系顺利转换的重要环节, 也是本桥施工的难点工序之一。

2.2.1 临时支座的选定

连续箱板为一种装配式结构, 在吊装完未转换体系前, 依靠临时支座支撑, 呈简支状态, 这时需将板两端预留的钢筋网焊接成整体, 浇筑砼形成强度并经二次张拉后, 下落归位到永久支座上去, 以使得板端 (桥墩位置) 可以承受动、静荷载下的负弯矩。那么, 首先要考虑的就是如何在吊装前选定合理的临时支座。

根据设计要求, 用于短时支撑板的临时支座要有以下特性:一是在转换前有足够的支撑强度, 保证在转换前各项作业顺利完成;二能在板归落时操作方便, 保证12孔216块板同时沉落, 同时要便于操作;三要考虑到经济性。为此, 我们根据有关资料的介绍, 进行了硫磺支座的试验, 即依据硫磺在高温时为流体, 而常温时为固体的特性, 在熔化的硫磺中掺入一定量的砂子, 待模冷却成型, 经压力试验, 强度可满足要求。但考虑到全桥共216块板, 按每块板4个支座计, 需800余个支座, 如何保证其同时熔化, 成了最大问题, 而板如不能同时下落, 可能会造成三条腿现象, 使板发生扭曲, 这是板受力所忌讳的。此外, 若采用硫磺支座, 涉及到浇注湿接头时底模的制作等问题, 因此, 硫磺砂浆方案工序复杂、经济上也是不经济的。

因此本着就地取材的原则, 采用聚氯乙烯泡沫塑料固结砂子的办法, 可圆满地解决这一问题。众所周知, 砂子在正常状态下是不具备承载能力的, 甚至无一定的形体, 即所谓一盘散砂。而在有侧限的状态下, 当水分充足且充分压实时, 可承受相当重量的荷载;聚氯乙烯泡沫塑料是一种基本无抗压强度、但可承受一定拉力且价格非常便宜的材料, 此二者的相互组合, 有效而充分地解决了问题, 经试验压力试验证明, 此方法完全可用。具体作法是:在桥墩顶部外边沿牢固地粘一圈泡沫塑料作为侧限, 而中间填满砂子加水击实, 顶面高度比泡沫塑料及固定支座高出5cm左右, 以保证吊装时泡沫塑料不受压和体系转换时板的沉降量。使用此种临时支座的另一大优点是砂顶面为一平面, 与板底接触很紧密, 还很好地解决了浇注砼湿接头时底模的问题, 实践证明, 这种方法是可行的、经济的, 宜于推广使用。

2.2.2 二次张拉及体系转换

箱形连续板桥最独特而关键的施工工艺是二次张拉和体系转换, 只有此二项工艺的完成, 才能使之成为真正的连续受力体系。当预制板吊装在临时砂支座上时, 呈简支状态, 此时需将板端间预留的钢筋连接成网, 并浇注砼使之纵向连续。

二次张拉是在现浇段达到设计强度后进行, 其位于板的上部。浇注湿接头时, 预先埋入波纹管, 二次张拉仍采用单根张拉和锚固。张拉结束后, 在板间上部形成了足以承受负弯矩的结构。

体系转换的目的是将板由简支变为连续, 即使原来并不承受弯矩的板端处 (墩位) 可承担负弯矩, 并以此减少在跨中出现的最大正弯矩。这个过程是在前述各工艺完成后, 板由临时支座转化到永久支座来实现的。

前已述及, 我们采用的临时支座为聚氯乙烯泡沫塑料固结侧限砂子的办法, 在此之前按设计要求已将永久支座安置在桥墩上, 其标高比临时支座约低5 mm～10 mm, 因此体系转换就非常便利, 我们采取的方法为将周围的泡沫塑料割开, 使砂子匀速地自动流出, 板得以平稳地沉降到永久支座上去, 保证了体系转换的顺利完成。箱形连续板桥的其他上下部施工基本与普通简支板相同。

3 结束语

由以上所述可以看出, 与普通简支板相比, 箱形连续板桥所有建筑材料均有不同程度节省, 钢筋节省约40%, 水泥节省约20%, 吊装重量比普通板轻约1/4, 节约效益明显, 特别是其受力各部位相对均匀, 伸缩缝少等优点, 使其具有重大推广价值。

参考文献

[1]程建耀.最新桥梁设计实用手册[M].长春:吉林电子出版社, 2005.

预应力混凝土连续箱 篇5

k44+555丁桥分离立交的13#-16#墩的上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为22+26+22m，箱梁高度1.3m。采用满堂式钢管门型架，支架放置在硬化后的地面上，在支架上铺设槽钢和底模。

混凝土采用集中拌合，搅拌车运输到施工现场，然后用混凝土输送泵进行箱梁的混凝土浇筑。

4.2、现浇预应力混凝土连续箱梁施工方法

A、支架搭设、铺设底模。采用满堂式钢管门型架，在支架上安置槽钢。现浇支架放置在硬化后的地面上，底部设置落模装置，在上面铺木方和底模，底模采用胶合板。支架搭设好后，用水箱进行加载预压，以检验地基承载力和支架强度，刚度及稳定性。

B、测量放样，定位箱梁的中线及边线。

C、钢筋制作安装。钢筋在工棚内制作，现场绑扎成型。先绑扎底板及腹板钢筋。

D、安装纵向波纹管及中横梁波纹管，安装钢绞线。

E、安装外侧模板及箱内模板。外侧模板采用大块钢模板，吊机配合安装，箱内模板采用胶合板，在现场组合拼装，围囹用木方和槽钢进行加固。

F、绑扎顶板和翼板钢筋。

G、浇筑箱梁混凝土。砼采取集中拌和，搅拌车送至现场，用砼输送泵进行泵送浇筑，要求分层浇筑振捣，每层浇筑厚度不超过30cm。要求箱梁竖向一次浇筑成形，从梁段一端向另一端方向浇筑。

J、张拉预应力钢绞线。在箱梁混凝土达到90%设计强度后进行张拉预应力束，张拉前需以书面形式将张拉工艺、千斤顶校验情况、锚具及张拉钢材质量等资料递交工程师批准。张拉时采用吨位及张拉延伸量双控制，伸长量以张拉至10%设计吨位位置为起算零点，实测值与设计值误差不超过±6%。张拉程序为：0→10%δk→δk（持荷2min锚固）。预应力张拉完后，一天内进行孔道压浆和封锚。

预应力混凝土连续箱 篇6

关键词:高架桥;预应力;箱梁施工

中图分类号:U445.471 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0032-02

随着我国经济的发展,桥梁工程成了道路工程中的一个重要组成部分,而随着路桥覆盖面积的扩大,高架桥工程也越来越多,高架桥的预应力混凝土变截面连续箱梁施工问题,也就成了桥梁工程时常面临的一个问题,要顺利完成整个工程,就必须在施工中正确处理好一系列重大的施工技术和质量问题。

1钢筋骨架和预应力的制作和安排

1.1普通钢筋的施工

箱梁普通钢筋的下料后,在钢筋棚制作成钢筋骨架,然后吊装入模,钢筋骨架受力钢筋接长时避开受力较大处,并按施工技术规范要求接头错开布置,同一断面内的钢筋电焊接头不大于全部钢筋接头数的1/3,骨架钢筋的制作遇到同一截面钢筋相冲突时,服从细钢筋让位于粗钢筋,分布筋让位于受力筋的原则。防撞护栏、波形护栏和伸缩缝等预埋钢筋位置要准确。入模后钢筋在焊接时垫铁皮,以保护模板及邻近的波纹管不被烧伤。底板钢筋用外购硬塑料垫块,腹板两侧用外购塑料垫块,以确保钢筋保护层的厚度。

1.2预应力钢筋的施工

预应力钢筋采用砂轮切割机下料,考虑到纵向预应力钢筋的施工的一些客观因素的影响,预应力钢筋下料比图纸表示的尺寸稍长30 cm～50 cm,以确保有足够的工作长度。竖向预应力钢筋在下料时要考虑挂篮锚固钢筋的链接长度。波纹管在普通钢筋骨架吊装完成后进行,按设计坐标精确定位,同时每50 cm设置定位钢筋,定位钢筋均采用电焊固定,确保波纹管在施工期间管道顺直,不发生移位。在波纹管的最高点用内径大于20 mm的钢管设置排气孔,确保压浆水泥从最高点冒出。混凝土浇筑前对波纹管进行全面的检查,修复一切非有意留的孔、开口或者损坏之处,在纵向预应力孔道内,于灌注混凝土前抽动,终凝后抽出,防止意外漏浆堵孔。

2混凝土的浇筑

2.1混凝土的施工

按悬臂浇筑的要求,桥墩两侧两段悬臂工程施工进度应对称、平衡,实际不平衡偏差不得超过本段梁段理论数的30 %。

箱梁每对节段的混凝土浇筑拟一次完成。在混凝土浇筑前,再次对钢筋的骨架、预应力管道、支架、模板进行检查,对标高中轴线进行复测,确保100 %没有差错。在材料进场前对原材料进行严格检查,严禁将不合格的材料带进场内。混凝土外加剂要派专人手工加入,确保加剂的用量准确;混凝土在搅拌时要严格控制搅拌时间,并在现场测定坍落度,混凝土在搅拌站集中搅拌,采用混凝土泵输送混凝土,混凝土在拌制后保证有40 m/h混凝土量输送到作业面。

混凝土浇筑采用全断面一次浇筑法。先底板,后腹板,最后顶板。腹板用对称平衡水平分层浇筑,每层厚度为30 cm～40 cm。因为顶板悬臂较长,为避免由于模板支架弹性变形产生混凝土裂缝,顶板采取由翼板端头外向的浇筑顺序;底板、腹板由悬臂端向内侧的浇筑顺序。

混凝土浇筑时采用插入式振动棒进行振捣,在锚固端处用3 cm的插入式振动棒进行振捣,到层面时辅助用平板振动器进行配合。振捣时,振动棒的移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模则要保持50 mm左右的距离,确保振动棒不接触模板。

防止模板的变形和走位。避免与波纹管接触,防止波纹管变形、位移或者破损。混凝土振捣的标准为:混凝土停止下沉,表面泛浆,无气泡冒出,然后边振捣边提出振动棒。另外,在内模和底板连接处增设一定的宽度的水平模板,防止混凝土大量冒出。混凝土应该采取早强措施,使混凝土的强度及早到达预施应力的强度要求,以便缩短施工工期,加快工程进度。

考虑到供电时间不确定性和混凝土搅拌设备可能发生机械故障,备用电源设备应该处于备发状态,一旦正常供电停止后,保证在5 s内自备的发电机组能及时启动,正常发电,确保箱梁的浇筑能顺利进行。

2.2混凝土浇筑质量的控制

首先,确保混凝土的浇筑按要求进行。具体来说就是:混凝土的自由倾落高度控制在2 m以内,如果高度超过2 m,就要采用导管或者溜槽等措施;使用插入式振动器应该快插慢拔,插点均匀,逐点移动,按顺序进行,实现均匀振实;浇筑时,防止模板变形,必须确保混凝土的浇筑高度均衡上升。在浇筑的过程中,对挂篮和支架进行沉降观测和位移观测,一旦发生情况,要立即进行分析并采取适当的措施,确保箱梁的施工质量;新老混凝土衔接按牛奶糖施工裂缝处理,表面凿毛,清除松动的石子,用水清洗干净,并涂上一层纯水泥浆。

其次,进行混凝土的养护。在混凝土浇筑完成终凝后,立即进行保湿护养,在夏天用毛毯盖住,并连续泼水。在10 d内,持续养护始终保持混凝土表面处于湿润状态。冬天,用洒水及盖棉的方法保证混凝土的养护温度。按同等的条件养护试块,在混凝土强度达到70 %时拆除内模,在张拉完成后拆除侧模和松脱底模。

3箱梁的防裂措施

(1)混凝土配比尽量减少水泥的用量,应该控制在一定的范围内,以防止混凝土过度徐变和过度收缩,导致收缩裂缝的产生。同时还要控制混凝土的水灰比,应该用美国清水清洗骨料,以便能在一定程度上降低骨料的温度,这样就可以最大限度的减少模板与混凝土的摩阻力。

(2)混凝土浇筑的时间应该安排在晚上或者早上,这样温度比较低的时段,避开高温,并及时的进行养生护养,避免因热胀冷缩导致收缩裂缝的产生。而且在进行混凝土的浇筑时,一定要对称均衡的进行,浇筑腹板混凝土时,两侧腹板应该同时进行分层对称均衡浇筑,而在浇筑顶板和翼板时,应该从端头向内侧浇筑。要严格控制好相邻节段混凝土的龄期差,新旧混凝土的接头,要凿毛并清洗干净。

(3)要确保浇筑时混凝土的供应量,尽量减少一个节段混凝土的浇筑时间,并且要控制好预拱度,在底板混凝土终凝前完成全部的混凝土的浇筑。同时,要按照设计要求在箱梁腹板两侧和底板加防裂钢筋网片,防止箱梁腹板产生裂缝。

4总体的质量控制

(1)相关质量监控人员必须熟悉图纸,并且要建立审核把关制度,领会设计图的本意,对结构图以及轴位尺寸标高必须一一验证,并要实地核对,做到准确无误,以免出现缺陷,返工造成浪费。而且,还要熟悉掌握施工技术规范和质量验收标准。技术规格和质量标准是提高工程技术管理的重要依据,对施工过程起到制度性、指导性的作用。

(2)技术交底要及时、全面、彻底,手续一律按书面形式出现,做到责任明确,有技术主管负责执行。在施工过程中,要对质量控制进行层层把关,实验室负责实验配比和剂量配合,还要进行现场过磅,质检人员在履行全面质检评测外,还必须配合监理做好施工和监理程序工作。

(3)严格按照执行标号混凝土操作细则进行操作,实现责任到位,并设立专门的技术人员和质检人员现场监督。对外购成品及半成品要派专人到现场考察供料方施工工艺和质量控制情况,并测试相关的项目。对所有材料的进场要全面控制,对不合格的材料一律清除出场。

5结束语

总之,要做好架桥预应力混凝土变截面连续箱梁的工程施工,就要从各方面进行控制,保证施工技术和手段及相关预防措施得到及时、到位、恰当的执行。从技术上保证,措施上保障,人员上保护。

The Overpass Prestressing Force Concrete is Turned into the

Section Continuous Case Roof Beam and Constructed

Mo Jianhong

Abstract: The overpass prestressing force concrete is turned into the section continuous case roof beam and constructed, is a important composition of the construction project of the whole overpass Some, guarantee quality safety of overpass, must guarantee from every side the overpass prestressing force concrete is turned into the section in succession Quality that the case roof beam constructs. This text will turn quality control and technology into section continuous case roof beam and construct to enter to the overpass prestressing force concrete Walk and describe.

预应力混凝土连续梁桥施工 篇7

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

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[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) .

预应力混凝土连续梁施工分析 篇8

1 原施工设计方案

原设计方案采用塔吊配合自锚三角挂篮施工。由于桥长703.95 m, 加上塔吊作业半径的局限性, 需要在场内布置多台塔吊, 严重影响了经济效益, 同时由于现场设备多, 难于管理, 也存在安全隐患。自锚三角挂篮存在用钢量大、移动困难、造价高等缺点。

2 优化后施工方案

基于以上问题, 对原方案进行优化设计。优化设计后的方案采用缆索吊配合菱形挂篮施工。采用自行设计的缆索吊负责起重、运输等工作, 连续梁悬灌施工的主要设备采用菱形挂篮。自行设计的缆索吊的特点:现场只需安装一台, 且易管理、造价低。菱形挂篮的特点是:体积小、用钢量少, 造价低、移动方便, 作业空间大, 模板支立快速, 可以大大提高施工速度。

3 优化后施工方案的实施

悬灌梁工艺控制复杂, 关键应注意控制以下几个方面:①因结构设计上0#段较高, 达到了8.8 m, 因此, 砼供应、捣固等成为关键问题;②梁部悬灌过程中的应力监测和线型控制问题;③合拢和体系转换问题。

3.1 预应力混凝土连续钢构0#梁段施工

0#段是连续梁悬臂施工的基本梁段, 是整个钢构施工的基础。本桥采用在已成型墩身上预埋型钢杆件, 利用M型万能杆件组拼承力托架, 在托架上整体一次性立模浇筑0#段混凝土。大桥梁高8.8 m高, 采用一次灌注方案, 采取墩旁托架施工。外模采用大块钢模板, 内模用木模、组合钢模板。

1) 0#段托架及模板设计施工。

0#段采用墩顶托架的施工方案。托架采用M型万能杆件组拼, 拼装高度4.0 m。根据托架布置形式, 每个墩柱上竖向布置3排预埋件, 每排4组, 具体是在接近墩顶部分, 按设计位置准确安装各种预埋件, 预埋件采用槽钢组拼, 沿着桥的方向置于墩柱内, 两端伸出墩柱外, 与托架连接。最下排预埋件上设分布梁, 托架的底端支撑于该分布梁上, 上部分别与上两排预埋件连接固定, 形成承力托架。在托架上即可进行布设分布梁、组装模板、绑扎钢筋、浇筑砼等施工。

模板设计本着尽量通用的原则, 将外侧模板设计为大块钢模板, 面板用高强竹胶板, 骨架桁架采用角钢和槽钢组成, 以两墩柱内边缘为界, 将外模板顺桥方向分成3段, 中间段长5 m, 两端段长4.5 m, 以满足悬灌节段的长度要求。结合梁高变化, 为减小悬臂施工中临时结构重量, 将外模板竖向分为三段, 下部两段长分别为2 m, 当悬灌至5#梁段、12#梁段时, 分别拆除下部2 m段模板。因0#段内部变化较大、变截面较多, 内模板采用木模板和组合钢模板相结合的组合结构, 内模支撑以木支撑为主, 配合脚手钢管进行加固。底模板在两墩柱间利用墩身施工模板、组合钢模板组拼, 悬臂部分底模板利用钢板后附槽钢做肋板制成整体钢模板。

2) 0#段混凝土浇筑。

0#段混凝土采取整体一次性浇筑工艺, 混凝土输送利用输送泵自搅拌站直接送至梁上作业区。0#段作为钢构施工的基本段, 梁较高、管道较密、变截面较多, 混凝土施工难度较大, 为保证砼浇筑质量, 在原材料选择、混凝土拌和、技术工人培训、设备保障上严格把关, 保证设计意图的有效实施。梁体砼浇筑分为底板、腹板、顶板3个部分。

两墩柱间底板混凝土通过自制串筒自梁顶下料, 两端悬臂部分, 串筒直接从梁端将砼导入梁内, 再由人工进行布料, 砼振捣采用插入式振捣器完成。

腹板部分相对较高, 钢筋及预应力管道密集, 混凝土浇筑质量不易控制是0#段混凝土施工的关键。腹板混凝土入模仍通过串筒完成, 由于预应力管道等影响, 串筒布料点采用2.5 m间距, 整个0#段布设串筒下料口在10～12个。

顶板混凝土施工按常规工艺进行, 振捣时应切实保证预应力管道不被移动。浇筑完成后及时清除梁顶多余的混凝土, 保证梁顶的平整度。顶板混凝土采用插入式振捣器和平板振捣器联合振捣。

3.2 预应力混凝土连续钢构悬灌段施工

0#段施加预应力结束后, 在梁段上组拼菱形挂篮, 然后将底模板、外模板悬吊于挂篮上, 形成悬臂施工作业平台, 即可在此平台上进行悬臂节段的钢筋绑扎、混凝土灌注、预应力张拉及压浆等工作。

主墩顶部13 m梁段施工结束后, 将挂篮按走行轨道安装并锚固在梁体竖向预应力钢筋上, 然后在梁顶组装菱形挂篮。利用缆索吊机将在加工厂部分组拼完成的挂篮部件吊至梁顶进行组装, 主要完成挂篮的横向连接及加强、锚固等工作。

3.3 预应力混凝土连续钢构端部梁段 (边跨段) 施工

边跨现浇节段应在悬灌节段施工后期同步进行。采用在边墩侧利用预埋件搭设托架进行施工。托架系采用M型万能杆件组拼而成, 在托架平台上铺设分布梁、底模板等, 然后进行钢筋绑扎、混凝土浇筑等工作。为保证边跨合拢时温度应力的有效释放, 在底模板与分布梁间设滑板。托架应保证伸入合拢段不少于0.5 m。托架使用前用自制水箱加载预压, 以消除其非弹性变形, 并为现浇梁段底模板预留下沉量获得数据。

3.4 预应力混凝土连续钢构合拢段施工及体系转换

悬臂施工至16#节段结束后, 暂时停止悬臂施工, 利用挂篮搭设跨中合拢段支架, 将跨中合拢段临时锁定, 进行钢筋、混凝土等工序施工。待结构强度达到设计要求后, 张拉预应力钢束, 拆除临时锁定设施, 完成跨中合拢段施工。跨中合拢施工时按设计要求在边跨同步施加配重。合拢施工应在一天内气温较低时进行, 施工最高气温不超过18℃。

比较合拢段相邻两个梁端的顶面标高, 如果其高差△≤15 mm, 则着手下一步施工, 如果△>15 mm, 则运行线形控制软件, 计算使△≤15 mm时的水箱配重所需的重量及布置位置, 按运算结果, 调整△, 使其达到要求后, 再进行合拢段施工。

中跨合拢段混凝土强度达到设计强度的90%时, 预应力束按先顶板后底板、先短束后长束、顶板与底板交错进行、先张拉50%控制应力 (预应力束剩余伸长量小于千斤顶最大行程) 、第二次张拉至设计控制吨位的顺序和方法进行张拉。在边跨合拢段预应力束张拉前后各测量一次与该合拢段相邻T构上观测点标高, 留着供合拢段施工时控制参考。

临时支撑:合拢段设4个临时支撑, 每个由2根I22工字钢焊接而成。安装时先将其一端焊牢, 另一端加楔子, 并略打紧, 在合拢段钢筋、预埋件安装完成后, 临时索张拉前用力打紧楔子, 再将支撑与楔子、楔子与预埋钢板间断焊。

临时锁定:在钢筋、管道绑扎安装完毕, 支撑打紧焊牢后, 张拉顶板、底板临时钢束, 完成合拢段临时锁定。合拢段混凝土达到张拉强度后, 拆除顶板临时束, 将底板临时束张拉力补至后期束设计张拉力。

后期钢束张拉:当全桥全部合拢后, 即开始张拉后期钢束, 后期钢束一次张拉完成, 不拖延、间断, 张拉完成后即开始压浆, 一次全部压完。后期钢束认真按设计的顺序张拉, 每一编号的钢束张拉顺序为先中后边。

体系转换:在合拢段混凝土灌注完成, 次日早晨开始进行, 形成连续钢构。

4 结束语

本文对某大桥预应力砼连续钢构优化施工方案进行了优化设计。优化后的设计方案己被施工采用, 节约工期5个月、资金230多万元, 取得了良好的社会效益和经济效益, 并为今后的同类桥梁工程施工积累了经验。

摘要：在分析总结国内外预应力混凝土连续钢构施工发展现状基础上, 对某大桥预应力混凝土连续钢构优化施工方案进行优化设计, 将原设计方案中采用塔吊配合自锚三角挂篮施工优化为缆索吊配合菱形挂篮施工。实验证明, 优化后的施工方案可以节约资金, 节省工期。

关键词：预应力,混凝土施工,方案,优化设计

参考文献

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[4]伍波, 杨家玉, 石永燕, 等.大跨径连续钢构桥的常见病害与设计对策[J].公路交通技术, 2005 (S1) :109-111.

预应力混凝土连续桥梁施工控制 篇9

预应力桥梁具有刚度大、变形小的特点, 受力性能好, 具有较为成熟的施工技术, 能够充分利用混凝土材料的强度, 被广泛应用于桥梁结构建设中。目前预应力混凝土连续梁桥在我国桥梁中占主要地位, 通常采用变截面的形式, 抗扭刚度大, 能够有效的抵抗政府弯矩。预应力混凝土连续梁桥的施工方法有固定支架浇筑施工、悬臂施工、逐孔施工以及顶推施工法几种。施工时要根据桥梁结构形式来选择, 保证桥梁结构达到最佳状态。

1 施工控制的基本原理

1.1 施工控制的目的及原则

施工控制时利用科学的手段, 在桥梁施工中做好结构位移和内力的监测, 及时的进行调整, 保证施工阶段能够顺利进行, 并确保施工的质量和安全, 达到设计要求, 使桥梁结构不仅质量可靠, 并且结构安全美观。

在进行施工控制时要对桥梁结构受力要求、线形要求以及调控手段上做好工作, 保证主梁内力在设计要求内, 标高的误差较小, 保证桥梁线形。

1.2 施工控制的计算方法

通过科学的计算方法能够得到各阶段混凝土张拉过后的位移和应力, 常用的计算方法有正装分析法、倒装分析法以及无应力状态计算法三种。

正装计算法, 根据实际施工时桥梁的施工顺序分步骤模拟分析桥梁结构状况, 能够清晰的得到各阶段桥梁的内力和变形, 从而更好的控制施工过程中结构的内力和变形在合理的范围内, 并为结构刚度、强度验算提供依据。计算步骤为确定结构的基本信息、下部结构中基础和桥墩的施工、悬臂段的挂篮施工、边跨合龙及拆除支座。特点为每一阶段的分析都在已经完成阶段计算结果上进行, 施工阶段的内力和位移分析时要考虑混凝土的收缩和徐变, 要考虑非线性效应对结构的影响。

倒装计算法, 将各阶段的标高预先通过计算得出, 以逆过程将将结构倒拆, 分析施工阶段的位移和内力对下一阶段的影响, 由前进分析确定初始状态, 被拆除的构建满足零应力条件, 拆除后的结构受力为前一状态与拆除杆件荷载的叠加。这种方法的局限性在于当用于大跨度的斜拉桥和悬索桥计算时, 会因为非线性问题, 造成结果和设计状态有一定的差异。。

1.3 施工控制的影响因素

结构参数的影响, 参数选取的正确性直接影响结构分析的精度, 一般设计参数和施工参数具有很大的差异性, 所以要在施工过程中不断考虑误差出现的影响, 得到更为理想的数据, 施工控制中主要的结构参数有构件截面尺寸、材料参数、施工荷载以及预加应力等。

施工工艺, 施工中不同的施工方法和施工工序也会造成结构位移、应力出现不同, 施工中要严格控制施工质量, 针对性的解决出现的施工问题。

施工监测, 施工监测时桥梁控制的有效手段, 通过跟踪施工过程中的应力和位移等, 确保施工质量。

结构计算模型, 以有限元的方式对桥梁结构进行简化, 合理的设置边界条件和初始条件, 以简便的模型得到较为理想的分析数据。

温度变化, 包括昼夜温差、结构内外温差等, 对结构的受力变形都有很大的影响, 在施工过程中温度也难以控制。

施工管理, 包括对施工质量、进度、安全等几方面制定目标。

2 桥梁控制的内容和方法

2.1 施工控制的内容

线形控制, 桥梁施工中不可避免的会出现变形误差, 导致桥梁的主体结构和设计实际位置发生偏离, 线形发生明显起伏, 影响桥梁的安全性和美观。所以要根据桥梁结构允许的偏差值做好桥梁的线形控制。

应力控制, 时桥梁施工控制中的重要内容, 桥梁施工中各个阶段的荷载、边界条件以及结构形式都在不断变化, 结构受力复杂, 关注桥梁主体结构的应力变化状态, 能够有效的控制安全施工。

稳定性控制, 桥梁的跨径越大, 对稳定性的要求越高, 不但考虑常规状态下的结构稳定性, 还要应对多种突发状况, 例如撞击、洪水冲击等。

安全控制, 安全控制包括对桥梁结构内力、变形以及稳定性等基本要求, 只要保证施工过程中各个环节的结构安全, 才能使桥梁建成后正常运行。

2.2 施工控制方法

预测控制法, 桥梁施工中可以通过对前一阶段的预应力张拉力的大小来调整主梁的标高, 并根据本阶段的标高变化趋势来对下一阶段做出预测。这种方法能够综合考虑各种因素, 将施工过程按照设计要求进行, 能够适应复杂条件, 稳定性好, 但预测无法保证完全准确, 和实际情况总有一定的误差。

自适应控制法, 自适应法是考虑误差参数的影响, 将其加入到下阶段的分析中, 在循环中使结果更加准确, 接近实际。这种方法能够有效解决混凝土材料非线性、预应力张力以及徐变与实际施工中的差别问题。

线性回归分析, 采用一元线性回归对桥梁挠度、悬臂重量等进行处理, 得到数学模型, 能够得到挠度变形的一般规律, 预测施工中桥梁的变形。缺点时无法修正温度引起的误差, 要求较多的数据。

3 桥梁合拢段的施工控制

3.1 桥梁合拢段的施工工艺

桥梁不同主梁的合龙顺序会在结构中产生不同的内力, 桥梁体系转化时也会造成内力的重分布现象, 所以要保证桥梁结构的稳定和安全, 必须采取一定措施加固墩和梁, 克服不平衡荷载的影响, 以悬臂施工合龙为例, 一般先进行边跨合龙, 结构体系转换后再进行中跨合龙, 然后循环施工。这种方法工艺已经相对成熟, 能够有效的控制线形和应力, 保证与设计的符合度, 在主梁的下缘不易产生裂纹。施工时要以临时的支座形成静定的T型钢构, 调整支座和张拉钢束, 保证线形和内力在设计要求的精度变化范围内。

3.2 合龙段配重

为了保证混凝土浇筑过程中不会发生扰动, 从而影响混凝土质量, 要加设配重结构, 确保结构上的作用荷载保持均值, 配重一般在作用在悬臂的端头, 加设配重不能避免温度变化对结构变形的影响。配重的主要作用有调整两侧的标高, 保证与设计标高相符, 防止合龙段发生相对位移, 避免悬臂端的偏转, 通过同时释放等量的配重来减少两侧的相对位移。配重的方法有水箱配重和砂袋配重。

3.3 合龙段劲性钢骨架

合龙浇筑混凝土前要做好合龙口的锁定工作, 克服温差变化产生的轴向力作用下造成的梁体裂缝。混凝土浇筑一段时间后温度降低, 发生收缩变形, 在合龙段中产生拉应力。梁体在高温作用下发生膨胀时, 会在合龙段中产生压力, 在其他外界条件作用下发生轴向伸缩、竖向挠度以及水平偏移等现象, 从而导致混凝土的开裂。

在合拢段中加入劲性钢骨架等够有效的消除温度变化产生的变形问题, 具体措施可以为在箱梁的顶、底板处预埋钢板, 并设置纵向的支撑。

4 桥梁施工控制建议

桥梁结构的内力和位移受施工工艺影响较大, 施工过程中要严格控制采用两侧对称施工, 保持进度一致, 每一个环节都要符合设计要求, 预应力张拉达到要求值后要保持一定的持荷时间, 减少预应力的损失。重视合龙段的劲性钢骨架作用, 认真核算内力和位移变化。将温度变化对桥梁结构的影响考虑到施工控制的范围内, 施工时注意温差影响对结构误差的作用。

摘要：预应力混凝土桥梁的在桥梁工程中应用广泛, 介绍了桥梁施工控制原理中的控制目的、原则、施工控制方法以及影响因素, 分析了预应力桥梁控制的主要内容和计算方法, 并以桥梁合龙施工为例, 提出了具体的控制措施。

关键词：桥梁结构,预应力,施工控制,施工工艺

参考文献

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[3]徐永明, 李坚.大跨径预应力混凝土桥梁施工控制[C]//预应力混凝土连续梁和刚构桥学术会议论文集.1995.

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预应力混凝土连续梁桥配筋设计 篇10

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.

预应力混凝土连续箱 篇11

关键词：变截面;箱梁大桥;钢管桩;结构计算

1、前言

据统计，每年都有桥梁因为支架的倒塌而产生人员伤亡[1]，通常发生事故原因有两个，一是设计荷载不足，安全失效，二是施工管理不到位，工作人员蛮干，导致施工安全事故。桥梁施工支架的施工方法和技术对于工程建设的顺利进行以及结构的安全至关重要。

随着桥梁技术不断发展，变截面大体积预应力混凝土箱梁得到越来越广泛的应用，其设计及施工单位更加重视施工计算和脚手架培训工作。例如李明星[2]结合某市政变截面曲线匝道桥满堂门式支架施工，详细介绍了满堂门式支架的构架方法和稳定性计算。文瑜 谢玮[1].对桥梁施工临时支架倒塌的常见原因进行了分析，对影响支架稳定性的因素和支架稳定性计算方法进行了总结。刘明军，林志军[3]介绍田安大桥主桥拱面部分的梁段安装支架钢管桩的设计计算与施工。希文峰，黄羚[4]根据满堂支架的结构及受力特征，分析了满堂支架荷载计算方法以及立杆、底模、纵向方木、横向方木等主要组成构件的计算模型。

2、工程概况

某桥工程桩号分别为K0+000，终点桩号K2+300，全长2.3km。主桥上部构造：混凝土C55：16293.6m3Ⅰ钢筋606t，Ⅱ钢筋2747t，预应力钢绞线841t。该桥左幅设计为：（4×32m）等截面预应力砼连续箱梁+（58+3×96+58）变截面预应力砼连续箱梁+（3×24）等截面预应力砼连续箱梁+（4×32）等截面预应力砼连续箱梁+（3×32）等截面预应力砼连续箱梁;右幅设计为：（3×32m +24.175m）等截面预应力砼连续箱梁+（58+3×96+58）变截面预应力砼连续箱梁+（25.825+2×27）等截面预应力砼连续箱梁+（4×32）等截面预应力砼连续箱梁+（3×32）等截面预应力砼连续箱梁。

该桥主桥设计为58m+3×96m+58m五跨变截面预应力混凝土连续箱梁。主跨箱梁单“T”共分12段悬臂浇筑，0号梁段长12m，其余1-12号梁分段长为7×300+5×400cm，邊跨、次边跨、中跨合拢段都为2m，边跨现浇段长10m。0号梁段和边跨现浇段采用钢管桩支架现浇施工，主跨T构采用对称挂篮悬臂现浇施工，悬浇最重梁段为1794kN。

3、钢管桩支架计算

主要临时支架破坏形式为失稳破坏，即支架倒塌。倒塌主要是由于支架承受的施工临时荷载时位移变形过大而造成，即几何非线性的影响十分明显。为保证临时支架结构体系，整体稳定性满足要求是设计过程的首要问题。支架现浇方案，采用布架灵活、搭拆方便、承载力大。如图2所示，取单根钢管桩受力进行分析。

慣性半径;柔度系数;

极限柔度;

λ<λ2，屬于短粗杆（小柔度杆），用经验公式计算F=σcr×A;

F=cr×A=200×=3480KN;安全系数为：;

中间钢管桩满足施工要求。

4.2两侧钢管桩计算

平均横断面积A=5.81m2。方法同中间钢管桩计算方法，最终得出，安全系数，中间钢管桩满足施工要求。

4.3縱向分配梁受力计算

通过分析，纵向分配梁最不利位置为中腹板，荷载由六根Ⅰ25b工字钢承担，工字钢间距1.2m。

计算得出恒载：（q1+q2）×1.2=328KN;活载：（q3+q4）×1.4=23.5KN;

荷载：恒载+活载=351.5KN;荷载：q=125.5KN/m

分配梁结构计算：Ⅰ25b悬臂长度2.8m。

惯性矩：6×5280cm4=3.168×108mm4;截面抵抗弯矩：W=÷ymax=6×423×cm3=2.54×106mm3

弹性模量：E=206000N/mm2 容许应力：fm=200N/mm2

预应力混凝土连续箱 篇12

注:表中沥青混凝土桥面铺装层厚度为0即为混凝土铺装层。

1 工程实例

以笔者负责设计的一座三跨预应力混凝土连续箱梁为工程实例, 该桥梁为某一级公路跨越一条三级航道的结构物, 桥梁与路基同宽, 全宽为24.5m, 按上下行分离式双幅桥设计, 单幅桥全宽11.75m;汽车荷载等级:公路-Ⅰ级。

主桥为50+80+50m变截面预应力混凝土单箱单室连续箱梁, 箱梁中支点高度为4.618m, 其高跨比为1/17.325, 跨中高度为2.318m, 其高跨比为1/34.52;箱梁高度距墩中心2.0m处到跨中合拢段处按二次抛物线变化。主桥箱梁除在墩顶0号施工节段处设置厚度为2.5m的横隔梁及边跨端部设厚度为1.5m的横隔梁外, 其余部位均不设横隔梁。箱梁底板保持水平, 箱梁顶板横坡由腹板高差调整单向2%横坡。

箱梁顶板宽11.75m, 底板宽6.50m, 箱梁顶板厚28cm。顶板两侧翼缘板长度2.625m;最大底板厚80cm, 最小底板厚28cm, 按二次抛物线渐变;最大腹板厚为80cm, 最小腹板厚为50cm。

主桥上部结构计算采用《桥梁博士V3.2.0》平面杆系程序进行计算, 主桥箱梁按全预应力混凝土构件进行设计。全桥共分为68个单元, 挂篮利用桥梁博士中的后支点挂篮来模拟, 挂篮自重及施工机具重量按55t考虑, 吊架自重及施工机具重量按15t考虑。施工阶段计算根据施工进度和施工顺序安排划分40个受力阶段, 图1, 图2, 图3。

2 温度应力计算模型

老规范以T形截面梁为主要对象, 规定日照温度梯度计算模式为桥面板温度变化5℃, 对箱梁未作详细规定。因此, 在计算预应力混凝土连续箱梁时也采用此模式计算日照温度应力。

正温差计算的温度基数T1、T2因桥面铺装类型及厚度不同而不同, 具体规定如表1。竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。

3 温度应力计算结果

笔者通过上述工程实例, 对新老规范各种不同的温度梯度进行了计算, 分别对短期效应组合、长期效应组合和基本组合三种状态的结果进行了对比, 计算结果见表2。

4 比较分析

可以看出, 日照温度梯度作用产生的梁底总拉应力与次应力在主跨跨中及其附近截面上较大, 在支点及其附近截面上较小, 而梁顶压应力则在跨中及支点截面上都较大。显然, 由于日照温差引起跨中截面的下缘有数值较大的拉应力、上缘有数值较大的压应力产生, 这与张拉连续束引起的次应力等一起, 会降低其正截面抗裂性。因此, 按新规范设计大跨径预应力混凝土连续箱梁桥时, 如果在作用效应组合中考虑日照温度梯度影响, 对主跨跨中截面进行持久状况正常使用极限状态计算时, 很可能控制设计。而在支点附近截面的重心轴附近, 也有较大的拉应力产生, 并由于这些截面上较大剪力的存在, 显然使腹板主拉应力增大, 从而使斜截面抗裂性降低, 设计时也需特别关注。

计算还表明, 日照温度梯度作用引起全梁各横截面的中部区域内的自应力均为拉应力, 其中, 按新规范温度模式计算的距梁顶0.4m处的拉应力较大。这表明, 即使对静定结构 (无次内力) , 按正常使用极限状态计算时, 也要特别重视温度应力的影响。

5 结语

(1) 设计大跨径预应力混凝土连续箱梁桥时, 如果在作用效应组合中考虑日照温度影响时, 应特别注意对主跨跨中截面进行持久状况正常使用极限状态的正截面抗裂性验算, 也应注意对中支点附近截面上靠近重心轴处的斜截面抗裂性的验算;而在持久状况的法向应力计算中, 一般可不进行中间支点截面的计算, 只需计算跨中截面。

(2) 对简支梁这种静定结构, 也应关注其温度应力 (自应力) 的影响。在新规范规定的日照温度梯度作用下, 梁顶有较大压应力, 内部区域有较大拉应力。

参考文献

[1]邵旭东, 李立峰, 鲍卫刚.砼箱形梁横向温度应力计算分析[J].重庆交通学院学报, 2000 (4) .