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[分享]大桥局预应力连续箱梁桥总体设计,非常实用!

发表于2018-10-11     359人浏览     1人跟帖    筑龙币+50  复制链接  只看楼主

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混凝土连续箱梁结构形式一般有等高度连续梁、变高度连续梁、连续刚构、连续V 构等四种,设计时应根据工程实际情况、结合各种桥型自身特点作出合理选择。等高度连续梁具有跨越能力小、构造简单、施工方便快捷的特点;适用于小跨径连续梁桥。变高度连续梁具有受力合理、主要采用悬臂施工法的特点;适用于中大跨径连续梁桥。连续刚构具有墩梁固结的特点;适用于桥墩较柔的中大跨径连续梁桥,桥墩较矮时不宜采用。连续V构具有构造复杂、造型美观的特点;适用于对造型要求较高的中等跨径连续梁桥
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常用的施工方法有支架整体现浇法(整联现浇,施工中无体系转换,桥梁整体性好,适用于规模较小的中小跨径连续梁)、支架逐孔现浇(一般适用于中小跨径连续梁)、简支-连续施工法(一般适用于工程规模较大的等截面中小跨径连续梁)、悬臂施工法(是国内最常见的中大跨径连续梁施工方法,具有适用性、经济性好,但施工体系转换次数多、线形较难控制的特点)、顶推施工法(适用于有顶推条件的中小跨径等高度连续梁)、逐孔拼装法(适用于中小跨径大型桥梁工程)。
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桥梁孔跨布置受地质、地形、桥下通车通航等因素制约。在条件允许的情况下,应力求受力合理、施工方便、孔跨配置协调一致。一般情况下,等高度小跨径连续梁可采用相同跨径;中大跨径的变高度连续梁各中跨宜采用相同跨径,边跨跨径宜为中跨跨径的0.55~0.6 倍;对墩梁固结的箱梁,应合理选择边中跨比例,以减小墩身弯矩。
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梁高构造尺寸:
等高度连续梁高跨比一般取1/15~1/18。
变高度连续梁:
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⑴跨中截面高跨比Hc/L 一般取1/30~1/50。
⑵支点截面高跨比Hs/L 一般取1/15~1/18。
⑶跨中处直线段长度Lc 一般取2m。
⑷支座处直线段长度Ls 一般与该处桥墩宽度相等。
⑸中间部分La 为曲线变高梁段,梁底曲线一般采用圆曲线或者抛物线,抛物线指数k 一般取1.65。若以变高度梁段跨中端桥面处为原点,水平向右为X轴,竖直向下为Y 轴建立坐标系,则:
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横截面形式:
1 中小跨径连续箱梁桥宽14m 以下宜采用单箱单室截面形式;桥宽18m 左右宜采用单箱双室截面形式;桥宽在22m 以上时,一般采用单箱多室截面,也可采用双箱形式。
2 大跨连续箱梁桥宽16m 以下一般采用单箱单室截面形式;桥宽18m 以上可采用单箱双室截面或分幅建造。
细部尺寸:
箱梁横截面由顶板、底板、腹板、悬臂板、承托构成;各部分构造须满足受力、构造、施工方便的要求。箱梁顶板需要满足横向抗弯以及布置预应力钢筋的需求。一般地:在腹板间距为3.5~7.0m 时,顶板厚度可采用0.18~0.30m。
箱梁底板需要满足纵向抗弯以及布置预应力钢筋的需求。一般地:
⑴等高度连续梁底板厚度宜采用0.20~0.25m。
⑵变高度连续梁底板厚度随负弯矩从跨中到支点逐渐加厚。跨中底板厚度宜采用0.25~0.30m;支点底板厚度一般采用梁高的1/10。
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腹板尺寸除满足受力需求外,还需要满足通过、连接、锚固预应力钢筋的构造需求。
⑴腹板厚度一般采用0.40~0.80m。通常,中大跨径连续梁支点处腹板较厚,跨中处腹板较薄,起变点一般设置在L/4 附近,变化段长度一般为3~6m。
⑵箱梁一般采用直腹板。等高度箱梁外侧腹板也可采用斜腹板,配合合理的圆弧倒角可以有效改善箱梁外观。变高度箱梁不宜采用斜腹板,以免施工困难和因支点附近底板宽度过小造成设计困难。
⑶斜腹板箱梁抗剪等计算时,应采用腹板垂直厚度,而不应取腹板水平截线宽度。
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悬臂板长度及腹板间距是调节桥面板弯矩的主要手段。悬臂板长度一般为2.5~4.5m,悬臂端部厚度一般取0.16~0.20m,悬臂根部厚度一般为0.4~0.6m。
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承托布置在顶底板与腹板连接的部位,起均匀过渡力线、增加横向刚度以抵抗扭转、畸变应力。形式上可分为竖承托和横承托。竖承托对腹板受力有利;横承托对顶底板受力有利。一般地,受抗剪、主拉应力控制的宜设置竖承托;受纵横向抗弯控制的宜设置横承托。
桥面横坡一般通过以下几种方法形成:
⒈铺装垫层成坡--在箱梁顶板与桥面铺装间设置不同的铺装垫层厚度。该方法简单易于设计,但额外增加了桥梁自重,特别是在桥宽较大的时候,容易造成设计的不经济。
⒉箱梁顶板成坡--箱梁底板在横桥向保持水平,箱梁外侧腹板倾角保持相等,通过桥面板倾斜来形成横坡。当在箱梁顶设置一字坡或者不对称的人字坡时,两侧腹板高度不一致,会让设计变得更加繁琐。
⒊箱梁旋转成坡--当箱梁顶设置一字坡时,可将箱体“刚性旋转”在顶板上形成横坡。这种方法设计简单,但施工时较难控制。
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支撑体系含墩梁固结支撑、支座支撑。
1 墩梁固结支撑--墩梁永久固结为墩梁混凝土直接连接,不设置支座。这种情况下,墩梁固结点为一个刚节点,节点弯矩按刚度分配到该节点连接的杆件上(梁、墩)。这种支撑形式常用于桥墩较柔的大跨连续刚构。墩梁临时固结的支撑体系常用于连续梁桥悬臂施工过程中。
⑴在墩顶加临时锚固
采用预应力双排锚杆将墩梁临时固结。通常锚杆下端预埋在桥墩中,锚杆穿过梁体混凝土并锚固在梁顶。锚固数量及张拉力由施工最大不平衡弯矩计算确定。为便于拆除,在临时支座上下面各设置厚约2cm 的硫磺砂浆夹层,并在临时支撑附近布置千斤顶,便于施工中的微调。这种方法构造简单,制作、拆卸方便。

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⑵在墩旁加临时支架
当不平衡弯矩太大,采用墩顶临时锚固不足以承受时,可在桥墩一侧或两侧设置支架,和墩顶临时固结共同承受施工不平衡弯矩。当临时支架可能出现拉力时,应设置抗拉设施。
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2 采用支座支撑
板式橡胶支座分圆形和矩形,构造简单,但吨位及容许变形量均较小,常用于中小跨径连续梁。盆式橡胶支座吨位及容许变形量较大,常用于中大跨连续梁。球冠支座允许箱梁各个方向的转动变形,但容易压裂,除实有需要的弯桥外不宜采用。球型钢支座具有盆式橡胶支座和球冠橡胶支座的优点,更加可靠,但造价稍贵。
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3 支座的布置
纵向布置:一联箱梁一般仅设置一个纵向固定支撑,上部结构纵向水平力由固定支撑处桥墩承担,但若该处桥墩不能独立承受纵向水平力时,可考虑设置多个纵向固定支撑。
横向布置:⑴箱梁每个墩台位均需设置一个横向固定支座。⑵在每个墩位处,一般布置两个支座;当采用独柱墩时,可只布置一个支座,但一联桥梁至少应有一个墩台位处至少布置两个支座;当桥宽较大时,可布置两个以上支座。⑶支座横桥向布置位置对横隔梁受力状况有较大影响,一般布置在箱梁腹板附近;支座横向布置时,还应考虑支座安装、更换所需要的操作空间,以及支座处箱梁及墩顶局部受压区域的承载能力等因素,设计时应根据具体情况妥善处理。
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||建桥材料:
混凝土强度等级一般采用C50,设计困难的,可采用C55。预应力材料钢绞线多用于纵向预应力体系、桥面板及横隔梁横向预应力体系。一般采用d=15.2mm、fpk=1860MPa、Ep=1.95e5MPa规格。精轧螺纹粗钢筋多用于竖向预应力体系及横隔梁横向预应力体系。一般采用d=25 或32mm、fpk=785 或930MPa、Ep=2.0e5MPa 规格。锚固体系钢绞线多采用夹片式群锚体系,非张拉端也常采用H 型、P 型锚固体系;精轧螺纹粗钢筋多采用轧丝锚固体系。张拉机具多与锚固体系配套,常使用YDC 型、YCW 型、YCQ 型系列千斤顶。设计时需要了解张拉机具以确保预应力工程具有足够的操作空间。成孔材料多采用预埋铁皮管、金属波纹管、塑料波纹管和抽拔橡胶管成孔。
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普通钢筋一般采用HRB335、R235 钢筋。

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