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文檔簡介
1、 二0一五年九月目目 錄錄一、混凝土結構常用術語的意義二、預應力砼連續(xù)梁及剛構橋發(fā)展現狀三、大跨度預應力砼連續(xù)梁及剛構橋存在的質量通病四、大跨度預應力砼橋梁施工線形控制五、連續(xù)梁預應力束布置類型六、連續(xù)梁普通鋼筋布置情況七、預應力砼連續(xù)梁施工方法八、掛藍懸臂現澆施工法一、一、 混凝土結構常用術語的意義混凝土結構常用術語的意義1 1、混凝土的收縮、混凝土的收縮混凝土收縮是指混凝土在凝結初期或硬化過程中出現幾何尺寸即體積縮小的現象,較大的收縮會導致混凝土表面開裂,影響結構耐久性?;炷猎诳諝庵杏肋h呈收縮變形,收縮是混凝土固有的特性。1)用水量影響收縮配合比用水量越大,收縮越大;混凝土泌水量大,表面
2、混凝土含水量高,早期收縮大;坍落度越大,收縮也越大。2)水泥影響收縮水泥活性越高,顆粒越細,收縮越大。3)集料因素影響收縮砂巖(遇水易軟化)作骨料將收縮大幅度增加;粗骨料中含泥量越大,收縮越大;骨料粒徑越小,砂率越高,收縮越大。4)環(huán)境及養(yǎng)護影響環(huán)境濕度越大,收縮越??;越干燥,收縮越大;環(huán)境風速越大,早期收縮越大;早期養(yǎng)護時間越長,收縮越小,否則收縮加大;環(huán)境及混凝土溫度越高,收縮越大;混凝土暴露面越大,收縮越大;停工或待工暴露時間越長,收縮增加??傊?,混凝土收縮是混凝土固有的性能,是不可避免的?;炷潦湛s對混凝土橋梁結構的影響是有害無益的,施工中應盡量采取各種工藝措施,盡量減少混凝土收縮?;?/p>
3、凝土收縮一般2-3年才能完成,一般6個月可完成60%左右。2 2、混凝土徐變、混凝土徐變混凝土中的應力保持不變,按道理混凝土變形應為固定,但應變(變形)隨荷載時間而增長的現象稱為徐變。徐變是種塑性變形,是混凝土長期受力作用下所固有的變形性能。徐變變形的方向與加載方向一致,也就是受壓的混凝土結構徐變所產生的變形與混凝土收縮的變形方向是相同的,均使混凝土結構幾何尺寸非常微小地變小。1)有利影響在某種情況下,徐變有利于防止普通鋼筋結構物裂紋形成,有利于結構或構件的內力重分布,減少應力集中及減少大體積混凝土溫度應力。2)不利影響徐變長期變形導致預應力結構預應力損失;使受彎和偏心受壓構件的受壓區(qū)變形持續(xù)
4、加大,使受彎構件撓度增加;使偏壓構件的附加偏心距增大,導致構件承載力的降低。3)徐變變形特性加載初期徐變變形發(fā)展較快,而后逐漸減慢,其延續(xù)時間可達數十年?;炷两Y構在受拉、受壓、受彎時都會產生徐變,并且最終趨于收斂的極限徐變變形一般要比瞬時彈性變形大1-3倍。3 3、混凝土溫度變形、混凝土溫度變形溫度變形就是混凝土結構幾何尺寸的熱脹冷縮,其幾何尺寸隨環(huán)境溫度變化而變化,對靜結構受力沒有影響,對超靜定結構產生較大的附加內力。4 4、混凝土力學強度特性、混凝土力學強度特性混凝土是砂,石,水泥,粉煤灰,水,外加劑等材料組成的非勻質膠凝固體性材料,抗拉強度非常低,抗壓強度較高。混凝土一般充分利用其抗壓
5、性能,無法利用其抗拉性能,也就是混凝土理想受力狀態(tài)是始終處于受壓狀態(tài)?;炷晾?、壓強度性能存在其非對稱性,不像勻質材料的鋼材5 5、混凝土材料的非線性特征、混凝土材料的非線性特征材料的線性就是應力與應變成正比例變形;非線性就是應力與應變的變化不是正成比的。鋼材力學性能(拉,壓)在很大范圍內是線性的,直到超過一定強度(屈服強度)才會變成非線性的?;炷恋木€性范圍很小,在很低的應力情況下就表現出非線性的性質,混凝土的這種非線性特性來源于其材料的非勻質特性?;炷猎谒酀{與骨料之間,在水泥漿內部存在著大量的微裂縫,微氣泡,內部石子、砂子大小分布也不均勻。隨著荷載的增加,這些裂縫不斷發(fā)展,力學性能也不
6、斷變化,反映在應力應度曲線上就是非線性的。6 6、結構剛度、結構剛度剛度=E*I;E-材料彈性模量,I-結構慣性矩;整體結構或單個構件剛度反映了其抗彎能力。7 7、結構穩(wěn)定性、結構穩(wěn)定性結構受壓變形所產生的二階附加彎矩所產生的破壞是結構的穩(wěn)定性破壞,即是變形破壞問題。主要發(fā)生在細長受壓桿件。結構的強度破壞是應力問題。8 8、結構應力狀態(tài)和無應力狀態(tài)、結構應力狀態(tài)和無應力狀態(tài)結構自身處于自重或其他外力作用下的狀態(tài)為應力受力狀態(tài)。如結構在運營或某種安裝階段;結構的無應力狀態(tài)是結構在形成過程中自身未直接參與受力,通過其它結構承受其自重或其它外力。如預制梁、鋼箱梁節(jié)段工廠拼裝,混凝土箱梁支架施工均可看
7、作結構處于無應力狀態(tài)。結構設計圖紙相關幾何線性參數均為無應力狀態(tài)下線形參數。9 9、混凝土結構不均勻溫度場、預應力混凝土、預應力損失、混凝土結構不均勻溫度場、預應力混凝土、預應力損失等專業(yè)術等專業(yè)術語語 改革開放30多年,我國交通基礎設施建設以前所未有的建設規(guī)模和建設速度在全國展開,預應力砼連續(xù)梁及剛構橋由于具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好、后期運營維護成本低等特點,使其在公路、城市交通、鐵路橋梁工程中得到最廣泛的采用。大跨度預應力砼連續(xù)梁式橋主要包括三種結構類型:T型剛構橋、連續(xù)梁橋以及連續(xù)剛構橋。我國自上世紀60年代中期開始修建預應力砼梁橋,至今已有50多年的歷史,雖然比歐洲
8、起步晚(1950年聯邦德國),但自上世紀80年代后,隨著計算機技術的發(fā)展,我國在預應力砼橋梁的設計、結構分析、試驗研究、預應力材料與工藝設備、施工工藝等方面可謂日新月異,橋梁的設計技術與施工技術已達到了相當高的水平,從結構受力多經濟指標綜合考慮,預應力砼連續(xù)梁橋跨度的適用范圍一般在150m以內,連續(xù)剛構在300 m以內。 二、二、 預應力砼連續(xù)梁及剛構橋發(fā)展現狀預應力砼連續(xù)梁及剛構橋發(fā)展現狀 改革開放30多年,我國交通基礎設施建設以前所未有的建設規(guī)模和建設速度在全國展開,預應力砼連續(xù)梁及剛構橋由于具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好、后期運營維護成本低等特點,使其在公路、城市交通、鐵
9、路橋梁工程中得到最廣泛的采用。大跨度預應力砼連續(xù)梁式橋主要包括三種結構類型:T型剛構橋、連續(xù)梁橋以及連續(xù)剛構橋。我國自上世紀60年代中期開始修建預應力砼梁橋,至今已有50多年的歷史,雖然比歐洲起步晚(1950年聯邦德國),但自上世紀80年代后,隨著計算機技術的發(fā)展,我國在預應力砼橋梁的設計、結構分析、試驗研究、預應力材料與工藝設備、施工工藝等方面可謂日新月異,橋梁的設計技術與施工技術已達到了相當高的水平,從結構受力多經濟指標綜合考慮,預應力砼連續(xù)梁橋跨度的適用范圍一般在150m以內,連續(xù)剛構在300 m以內。 二、二、 預應力砼連續(xù)梁及剛構橋發(fā)展現狀預應力砼連續(xù)梁及剛構橋發(fā)展現狀 預應力砼T型
10、剛構橋一般采用跨中帶掛梁的結構型式(也有采用帶鉸的結構型式),跨中帶掛梁的T梁剛構橋是靜定結構,其結構上優(yōu)缺點如下: 優(yōu)點:靜定結構體系,受力明確,計算分析簡單,墩與梁固結,無需大噸位支座,可以采用掛藍懸臂施工。 1、 T型剛構橋型剛構橋帶掛梁的帶掛梁的T形剛構橋示意圖形剛構橋示意圖活動支座活動支座掛梁墩梁固結墩梁固結 缺點:增加了牛腿構造,橋面上伸縮縫多,跨中下撓過大,形成折線、行車不順適,沖擊力大,容易造成牛腿處的破壞。 國內預應力砼T型剛構橋始建于20世紀60年代,主要采用跨中帶掛梁的型式,早期建造的大跨徑預應力砼梁橋基本采用T型剛構的型式,這主要是靜定結構體系,計算分析簡單。隨著橋梁計
11、算機結構計算分析水平的普及和提高,目前橋梁結構體系基本上不采用T型剛構橋,即使采用帶掛梁的結構,也采用“先簡支后連續(xù)”的結構體系,以保證行車的舒適。 序號橋名主橋跨徑(m)橋址建成年份備注1paraguaryRiver270阿根廷/帶掛梁2聯邦大橋165+43250+165加拿大1997帶掛梁,全長13km跨海大橋,預制拼裝3濱名大橋55+140+240+140+55日本1976帶鉸4柳州大橋主跨124中國廣西1968帶掛梁5烏龍江大橋主跨144中國福建1971帶掛梁6重慶長江大橋主跨174中國重慶1980帶掛梁7臺北園山大橋主跨150中國臺北1977帶掛梁國、內外典型預應力砼國、內外典型預應
12、力砼 T型剛構橋一覽表型剛構橋一覽表 國內預應力砼連續(xù)梁橋始建于20世紀60年代,當時僅限于中、小跨徑。預應力砼連續(xù)梁橋為超靜定結構體系,其結構上優(yōu)缺點如下: 優(yōu)點:具有變形小,結構剛度大,行車平順舒適,伸縮縫少,養(yǎng)護容易,抗震能力強。 缺點:需采用大噸位支座,合攏后需進行體系轉換施工,支座養(yǎng)護帶來諸多不便。2、 連續(xù)梁橋連續(xù)梁橋連續(xù)梁橋示意圖活動支座固定支座活動支座活動支座連續(xù)梁橋示意圖連續(xù)梁橋示意圖國、內外典型預應力砼連續(xù)梁橋一覽表國、內外典型預應力砼連續(xù)梁橋一覽表序號橋名主橋跨徑(m)橋址建成年份備注1新瓦洛德橋(New Vanword)260挪威19942摩塞爾(Mosel)192瑞士
13、19743奧維爾(orwell)橋190英國19824湖北沙洋漢江大橋111中國湖北19855廣東九江大橋160中國廣東19966東海大橋輔航橋160中國上海20057南京長江二橋北汊橋165中國南京2001 連續(xù)剛構橋同時具有連續(xù)梁和T型剛構的優(yōu)點,使得連續(xù)剛構成為一種既經濟又合理的橋型,從而改變了砼梁橋的經濟跨徑。以前跨徑超過200m時,一般采用斜拉橋,而現在跨徑超過300 m時才用斜拉橋,在200m300m之間跨徑連續(xù)剛構橋型比斜拉橋優(yōu)越。連續(xù)剛構橋優(yōu)缺點: 優(yōu)點:墩梁固結,無需大噸位支座,結構連續(xù),剛度大,變形小,滿足行車順適的要求。 缺點:墩梁固結的超靜定結構體系由溫度、橋墩之間和支
14、座不均勻沉降及收縮徐變引起的次內力較大,對基礎的地質條件要求比較高。 3、 連續(xù)剛構橋連續(xù)剛構橋連續(xù)剛構橋示意圖連續(xù)剛構橋示意圖活動支座墩梁固結墩梁固結活動支座國、內外典型預應力砼連續(xù)剛構橋一覽表國、內外典型預應力砼連續(xù)剛構橋一覽表序號橋名主橋跨徑(m)橋址建成年份備注1斯道馬(stolma)海峽橋94+301+72挪威1998中跨采用輕質砼2拉夫森德(Raftsundet)橋86+202+298+125挪威1998中跨采用輕質砼3廣東番禺洛溪大橋65+125+180+110中國廣東19884廣東虎門大橋輔航道橋270中國廣東19975重慶石板坡長江大橋86.5+4138+330+132.5中
15、國重慶2007主跨中部108m采用鋼結構6黃石長江大橋162.5+3245+162.5中國湖北19957寧德下白石大橋145+2260+145中國福建20038蘇通長江大橋輔航道橋140+268+140中國江蘇2008 目前國內外大跨徑預應力砼梁橋存在的主要病害是主跨跨中下撓過大、箱梁梁體裂紋(斜裂縫、縱向裂縫、0號塊裂縫)、橋墩墩身裂縫。 1、 跨中下撓過大跨中下撓過大 跨中下撓會進一步加劇箱梁底板開裂,而箱梁裂縫增多使其結構剛度降低,又進一步加劇了跨中下撓,這兩者相互影響形成了惡性循環(huán)。 三、三、 大跨度預應力砼連續(xù)梁及剛構橋存在的質量通病大跨度預應力砼連續(xù)梁及剛構橋存在的質量通病 國、內
16、外典型預應力砼國、內外典型預應力砼T型剛構橋、連續(xù)梁及剛構橋主要病害一覽表型剛構橋、連續(xù)梁及剛構橋主要病害一覽表序號橋名主橋跨徑(m)橋型跨中下撓累計值(cm/年)備注1湖北黃石長江大橋245連續(xù)剛構橋30.5cm/7年梁體存在斜裂縫、縱向裂縫、0號塊裂縫2廣東虎門大橋輔航道橋270連續(xù)剛構橋22.2cm/7年梁體存在斜裂縫、和0號塊裂縫3河南三門峽黃河公路大橋160連續(xù)剛構橋22cm/10年梁體存在斜裂縫、和0號塊裂縫4廣東南海金沙大橋120連續(xù)剛構橋22cm/7年梁體存在斜裂縫、和0號塊裂縫5美國鸚鵡渡口橋(Parrotts Ferry Bridge)195連續(xù)梁橋63.5cm/12年/6
17、英國Kingston橋143.3中央帶鉸T型剛構橋30cm/28年/7科羅巴島(Koror-Babeldaob)橋241中央帶鉸T型剛構橋120cm/12年加固處理不到3個月發(fā)生了倒塌事故 1) 腹板斜裂縫 斜裂縫也稱主拉應力裂縫,一般發(fā)生在箱梁腹板上,是預應力砼梁橋中出現最多的一種裂縫,往往首先發(fā)生在剪應力最大的支座附近,與梁軸形成2550。,隨著時間的推移,不斷向受壓區(qū)發(fā)展,箱梁腹板出現斜裂縫一般主要位于邊跨現澆段和中跨(1/43/8)L段出現較多。如通過對黃石長江大橋的詳細調查,共發(fā)現裂紋6638條,其中5328條分布在箱梁腹板內表面(上游腹板2200條、下游腹板3128條),1073條
18、分布在箱梁腹板外表面,237條分布在箱梁底板上。 2)縱向裂縫 縱向裂縫發(fā)生的頻率僅次于腹板斜裂縫,多出現在箱梁頂、底板上,順橋向。有的縱向裂縫連續(xù)貫通較長,有的則不連續(xù)且較短,縱向裂縫的主要形式有:底板跨中部分預應力鋼筋張拉錨固后出現縱向裂縫;較長懸臂翼緣板的懸臂根部出現縱向裂縫;寬箱梁頂板跨中出現縱向裂縫。 2、 箱梁梁體裂縫箱梁梁體裂縫 3)墩頂0#塊裂縫 箱梁0#塊是主墩和箱梁的交接部位,不但結構復雜,而且是全橋受力的主體,同時頂板縱向預應力全部通過該處。在已建成的橋梁中,不論是施工過程中還是運營階段,箱梁0#塊都較容易開裂。 4)底板砼劈裂、壓潰 大跨度預應力砼梁一般采用變高度箱梁,
19、底板順橋向呈彎曲形狀,底板束張拉時產生向下的徑向分布荷載,如果底板預應力束保護層較小,而且又未采取抗徑向力的措施,在這種情況下,容易產生底板劈裂。正確的設計往往按此分布荷載設平衡箍筋,使這部分力,通過平衡箍筋傳遞于上層鋼筋,使全底板承受此力。 施工線形控制是大跨度橋梁施工最重要的環(huán)節(jié)之一,其目的是保證橋梁在運營一段時期后其線形滿足設計要求。 1、 橋梁線形橋梁線形 對于一座橋梁,它有3條線形 1)、設計線形:它是指設計圖紙上提供的線形,沒有考慮荷載的影響,是一條理想的無應力狀態(tài)線形; 2)、成橋線形:它是指橋梁剛建成時的線形,與設計線形形狀上應趨于一致,但標高數值上存在一些差異。成橋線形=設計
20、線形+考慮砼長期收縮徐變以及活載作用而設置的預拋高值; 3)、穩(wěn)定線形:它是指砼長期收縮徐變,基礎沉降等完成后,橋梁所達到的線形。理論上穩(wěn)定性形應于設計線形在標高數值上基本相同一致。穩(wěn)定線形四、四、 大跨度預應力砼橋梁施工線形控制大跨度預應力砼橋梁施工線形控制 =成橋線形+砼長期收縮徐變完成的變形 。 2、 橋梁變形橋梁變形 對于一座橋梁,它有3種變形 1)、施工中產生的變形:比如澆筑砼,張拉預應力,橋面鋪裝(二次恒截)引起的變形,施工期間砼收縮徐變產生的變形等等,施工變形是在施工過程中發(fā)生的; 2)、成橋后的變形:成橋后砼長期收縮徐變產生的變形。它通常要持續(xù)10年左右的時間。以前設計一般按3
21、年時間考慮,現在一般按10年考慮。 3)、成橋以后活載的變形:橋梁在活載作用下的變形是一個動態(tài)的變形,在橋梁使用期間一直存在。 3、橋梁線形和變形存在差異的分析、橋梁線形和變形存在差異的分析 預拋高法是目前國內在橋梁線形控制上普遍采用的方法。采用預拋高法時,成橋線形是在設計線形的基礎上,考慮砼長期收縮徐變以及活載作用的變形的影響。也就是說,成橋線形=設計線形+考慮砼長期收縮徐變以及活載作用而設置的預拋高值。在理想情況下,運營一段時期后,在活載的作用下,橋梁的線形應該接近于設計線形。然而,在實際工程中,由于存在各種不確定因素,諸如砼材料的變異性、砼的彈塑性、砼收縮徐變難以準確計算、預應力損失難以
22、準確計算、非線性因素以及施工中的模板定位誤差、預應力管道定位誤差、砼初次加載齡期誤差等等,這些都給大跨度預應力砼橋梁的線形控制帶來很大難度。 采用預拋高法控制橋梁的長期下撓是一種被動的控制,它沒有改變成橋后的內力狀態(tài),不能減少砼的長期收縮徐變變形。另外,由于砼長期收縮徐變變 形難以準確計算,預拋高值取多大難以確定。目前,由于對跨中下撓的擔心,對預拋高取值通常是寧高勿低,這樣橋梁在剛建成時,橋梁偏離設計線形就較大。例如對于跨徑布置(140+268+140)m的蘇通大橋輔航道連續(xù)剛構橋,掛藍懸臂施工過程中最大懸臂端部累計下撓24cm,砼10年長期收縮徐變下撓值20cm,這樣橋梁剛建成時跨中就要比設
23、計標高高出至少20cm。對于雙向縱坡的橋梁,過大的預拋高值相當于改變了豎曲率半徑,沒有徹底改變豎曲率的形狀;對于單向縱坡的橋梁,過大的預拋高值徹底改變了豎曲線的形狀,對行車速度、行車舒適性影響較大。 五、連續(xù)梁預應力束布置類型五、連續(xù)梁預應力束布置類型 1、連續(xù)梁力學圖示、連續(xù)梁力學圖示 連續(xù)梁預應力束可謂是連續(xù)梁橋結構的“生命線”, 連續(xù)梁橋根據施工方法,施工過程中和成橋后的結構受力狀態(tài)其結構受力圖式如下: M1M2連續(xù)梁橋縱向彎矩示意圖連續(xù)梁橋縱向彎矩示意圖連續(xù)梁橋箱梁框架橫向計算彎矩示意圖連續(xù)梁橋箱梁框架橫向計算彎矩示意圖 2、預應力束布置類型、預應力束布置類型 預應力砼連續(xù)梁結構根據跨
24、度大小,其施工方法一般分為預制簡支-連續(xù)施工法(先簡支后連續(xù)施工法)、滿布支架施工法、移動模架逐孔施工法和掛藍懸臂施工法等施工方法。前3種施工方法適用較小跨度(50m左右),掛藍懸臂施工法適用大跨度連續(xù)梁(剛構)橋的施工方法。連續(xù)梁(剛構)橋因屬超靜定結構,其施工方法的不同,會直接影響成橋后的結構受力狀態(tài)和預應力束的布置方式和類型。如采用滿布支架施工法、移動模架施工法施工的連續(xù)梁橋結構,預應力束一般按成橋后的結構受力圖式(彎矩圖和剪力圖)布置;掛藍懸臂施工方法,預應力束按懸臂施工過程和成橋后的力學圖式進行布置。 對于大跨度砼寬箱梁結構,一般采用三向預應力。預應力束分為縱向預應力、頂板橫向預應力
25、和腹板豎向預應力??v向預應力根據布置位置的不同可分為:頂板預應力束(懸臂束或負彎矩束)、腹板預應力束(直線束抗彎矩作用 ,豎彎曲線束抗彎矩和抗剪力作用)、底板預應力束(正彎矩束)。橫向預應 力束根據箱梁橫向框架的力學圖式,布置頂板起到橫向抗彎矩作用;腹板豎向預應力束(蹬筋)起到抗剪和抗彎作用。 伸縮縫理論中心線伸縮縫理論中心線120號節(jié)段1號節(jié)段2號節(jié)段3號節(jié)段4號節(jié)段5號節(jié)段6號節(jié)段7號節(jié)段8號節(jié)段9號節(jié)段10號節(jié)段11號節(jié)段12號節(jié)段 直線段合攏段支承中心線(56+100+56)m連續(xù)梁邊跨正立面節(jié)段劃分圖(56+100+56)m連續(xù)梁邊跨正立面節(jié)段劃分圖連續(xù)梁邊跨正立面節(jié)段劃分圖?60c
26、m人孔C1齒板F1齒板E1齒板D1齒板C1齒板B1齒板A1齒板C1齒板F1齒板E1齒板D1齒板C1齒板B1齒板A1齒板整箱中心線?10cm的通氣孔?10cm的通氣孔?10cm的排水孔?10cm的排水孔A-A82556003003003003004004004004004004004004002007036050500?10cm的 通 氣 孔AA1 2 34567891011121314151617181920 2128012090707062015041060303090(56+100+56)m連續(xù)梁邊跨正剖面圖連續(xù)梁邊跨正剖面圖邊跨6 號塊縱向預應力布置圖812,5177,5784 1823
27、544 18預應力鋼束張拉端錨具備用預應力管道313176,728.3825143,676,4 40152,53535邊跨邊跨6號塊縱向預應力布置圖號塊縱向預應力布置圖邊跨橫向預應力束布置圖邊跨橫向預應力平面圖162520R600R60010222230邊跨橫向預應力束布置圖邊跨橫向預應力束布置圖邊跨橫向預應力立面圖5580110 503050橋墩中心線邊跨橫向預應力平面圖55801625110 50橋墩中心線3050邊跨橫向預應力立面圖邊跨橫向預應力立面圖邊跨橫向預應力平面圖邊跨橫向預應力平面圖邊跨豎向預應力立面圖5580109 50橋墩中心線25105邊跨豎向預應力平面圖5580825橋墩
28、中心線109 5034183218182573 505035 50105邊跨豎向預應力立面圖邊跨豎向預應力立面圖邊跨豎向預應力平面圖邊跨豎向預應力平面圖 六、連續(xù)梁普通鋼筋六、連續(xù)梁普通鋼筋 預應力砼連續(xù)梁不管是三向預應力(縱向、橫向和豎向),還是雙向預應力(縱向和橫向或縱向和豎向)和單向預應力(縱向)結構,其普通鋼筋作用如下: 1)箱梁頂、底板和腹板布置的縱向普通鋼筋均為結構構造鋼筋,腹板縱向鋼筋具有防止砼開裂功能; 2)頂、底板橫向普通鋼筋為箱梁橫向框架計算的抗彎受力主筋; 3)腹板箍筋為箱梁豎向抗剪鋼筋,同時也是箱梁橫向框架計算的腹板抗彎受力鋼筋; 4)頂板的豎向拉鉤鋼筋、底板的豎向拉鉤
29、鋼筋、腹板的水平拉鉤鋼筋為結構構造鋼筋,使鋼筋形成整體龍骨,減少主鋼筋骨架的變形,保證主鋼筋安裝位置的準確(凈保護層),同時確保頂板和底板兩層鋼筋共同參與受力。 箱梁普通鋼筋斷面圖箱梁普通鋼筋斷面圖 七、預應力砼連續(xù)梁施工方法七、預應力砼連續(xù)梁施工方法 1、預制簡支、預制簡支-連續(xù)施工法(先簡支后連續(xù)施工法)連續(xù)施工法(先簡支后連續(xù)施工法) 先簡支后連續(xù)施工法施工程序為:預制簡支梁(T梁或小箱梁),預制時按預制簡支梁的受力狀態(tài)進行第一次預應力筋的張拉錨固;安裝預制簡支梁臨時支座,分片進行預制梁安裝;安裝永久支座,澆筑墩頂處砼,拆除臨時支座,使永久支座受力,進行第二次預應力筋的張拉錨固(頂板負彎
30、矩束),進而完成一聯從簡支梁到連續(xù)梁的體系轉換。體系轉換順序一般有以下三種: 1)從一端起依次逐孔連續(xù),即先將第一孔與第二孔形成兩跨連續(xù)梁,然后再與第三孔形成三跨連續(xù)梁,依次類推,形成一聯連續(xù)。 2)從兩端起向中間依次逐孔連續(xù)。 3)從中間孔起向兩端依次逐孔連續(xù),如遇長聯,可結合設計要求,可按 上述三種方法靈活綜合選用,當然應考慮不同的體系轉換方法(順序)所產生的砼徐變二次內力和預應力所產生的二次內力是不同的。預制預制T梁先簡支后連續(xù)梁先簡支后連續(xù) 2、滿布支架施工法(整體現澆施工法)、滿布支架施工法(整體現澆施工法) 根據設計要求的分段長度(預應力布置),合理設置砼的澆筑長度,至少1.3跨以
31、上(施工縫設置在彎矩和剪力較小處),也可一聯整體澆筑砼而成。其施工順序為:搭設支架,支架預壓;支架上安裝模板,綁扎及安裝鋼筋骨架,安裝預應力管道;澆筑砼;拆除部分模板;預應力張拉和壓漿;根據施工工序、施工節(jié)段劃分和預應力張拉工序相配合拆除支架。滿布支架施工法適合于中小跨度,且橋梁凈空不太高的橋梁(20m高以下),否則費用上不夠經濟。滿堂支架施工法滿堂支架施工法 3、移動模架逐孔施工法、移動模架逐孔施工法 移動模架逐孔施工法是以現澆預應力砼橋梁的快速化和省力化為目的發(fā)展起來的。它的基本施工思路是:將機械化的支架和模板支承在長度稍大于兩跨,前端作導梁用的承載梁上,然后在橋跨內進行現澆施工,待砼達到
32、一定強度后脫模,并將整孔模架沿導梁前移至下一澆筑橋孔,重復上述施工逐孔推進直至全橋施工完畢。移動模架施工移動模架施工 4、懸臂施工法、懸臂施工法 懸臂施工法建造預應力砼連續(xù)梁橋分懸澆和懸拼兩中,如下圖所示:連續(xù)剛構掛藍懸臂施工連續(xù)剛構掛藍懸臂施工 預制箱梁懸拼施工預制箱梁懸拼施工 八、掛藍懸臂現澆施工法八、掛藍懸臂現澆施工法 掛籃結構是大跨徑箱梁懸臂澆筑法的主要施工設備,應用廣泛,工藝已非常成熟。在施工中受深水、高墩、峽谷及氣候等影響小,可以多次重復使用,易于掌握施工工藝和保證施工質量,在施工中對節(jié)段的施工誤差可以不斷地進行調整,節(jié)段施工幾何尺寸誤差不積累,從而保證懸澆施工的精度。 (一)施工
33、工藝(一)施工工藝 1、節(jié)段劃分 如主橋上部結構為(49+80+49)m三跨預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁,懸澆節(jié)段長度從3米變化到3.5米,最重節(jié)段為1#節(jié)段,混凝土方量為58.5方。2、主要施工流程框圖主墩0#塊施工掛籃加工掛籃安裝掛籃預壓1-N#塊懸澆施工邊跨支架現澆施工邊跨合攏段施工解除主墩臨時錨固與邊跨支架中跨合攏段施工3、主要施工流程示意圖 (二)施工工藝(二)施工工藝 1、掛藍結構組成 掛籃結構主要由主構架、行走及錨固裝置、底模架、外側模板、內模板、前吊及后吊裝置、前上橫梁等組成。 墩梁臨時固結照片掛藍立面照片掛藍俯視照片掛藍底模后錨梁照片掛藍走行軌道及后錨點照片掛藍行走軌道的固定裝
34、置照片掛藍軌道、前后支點照片掛藍前橫梁吊帶照片腹板預應力精軋螺紋鋼筋照片 2、掛藍設計技術參數 1)承載能力:掛藍可承受的最大荷載能力。掛藍承載能力必須滿足砼節(jié)段最重的受力要求。施工設計圖紙上劃分的每個節(jié)段,其砼數量相差不大,也就是每節(jié)段砼重量相差不大,掛藍工作系數=最大的節(jié)段重量/掛藍承載能力,規(guī)范規(guī)定為0.3-0.5,即承載能力安全系數不小于2。 2)結構剛度:底模平臺最大撓度15mm;外模撓度小于模板構件長度的1/400;內模撓度小于模板構件長度的1/250;主構架最大彈性撓度小于相應結構長度的1/400 。 3)穩(wěn)定性:空載走行時傾覆系數K2.0(空載掛藍重心位于已澆筑梁段上),灌注砼
35、時傾覆系數K2.0(掛藍后錨點位于已澆筑梁段上)。 3、掛藍預壓 掛藍為非標準施工承重設備,其桿件拼裝完畢后應按最重節(jié)段荷載的1.2倍采取砂袋壓重的方法進行預壓,檢驗實際承載能力和安全可靠性,消除掛藍的非彈性變形,實測掛藍的彈性變形值,以作為節(jié)段立模標高預拋高值的參考數據。 4、掛藍使用安全措施 (1)審查掛藍設計圖紙和設計計算書; (2)掛藍桿件加工焊接質量檢查驗收; (3)審查掛藍拼裝和掛藍拆除方案; (4)審查掛藍預壓方案; (5)審查掛藍作業(yè)指導書,對掛藍操作人員進行安全技術交底,并實行安全責任制; 5、掛藍懸臂施工流程 掛籃就位調整底模、外側模標高綁扎底板、腹板鋼筋安裝縱向、豎向預應
36、力管道支立內部模板、堵頭模板綁扎頂板鋼筋和安裝橫向預應力管道澆筑混凝土養(yǎng)護穿鋼絞線張拉壓漿移掛籃。 6、邊、中跨合攏施工 1)邊跨合攏 邊跨合攏段位于懸臂端和支架現澆段之間,支架現澆段是相對穩(wěn)定的,而懸臂端在溫度變化、日照、風力等影響下,會發(fā)生軸向伸縮、豎向撓曲及水平向偏移變形。在合攏段預應力鋼筋張拉之前,尤其是混凝土澆筑早期,這些變形可能導致合攏段混凝土開裂,施工工藝應保證合攏段適應這些變形,避免裂縫的出現。 為了保證合攏段混凝土澆筑并達到強度期間懸臂端和支架現澆段之間的相對位置不發(fā)生變化,抵抗溫度升高使得懸臂縱向伸長產生的壓應力等的作用,合攏前要焊接頂、底板剛性支撐裝置及剪力撐裝置;還要張
37、拉臨時預應力鋼束以抵消兩端因溫度降低而縮短所產生的拉應力,這樣通過設置承受壓力及拉力的裝置使合攏段混凝土得到保護。合攏段鎖定布置示意見下圖。預埋件焊接勁性骨架 采用在懸臂端的水箱中加水的方法設平衡重,近端及遠端所加平衡重噸位由施工平衡設計確定。配重工況見下圖。 邊跨合攏流程圖:(1)“T構”懸臂澆注及邊跨支架現澆段施工完畢。利用掛籃結構形成安裝合攏段吊架;(2)加水箱配重,鋼筋綁扎,預應力管道安裝,邊跨合攏段鎖定;(3)選擇當天最低溫度時間澆注混凝土。逐級卸除水箱配重水;(4)邊跨合攏段預應力張拉完畢,拆除合攏段支架。 2)中跨合攏 中跨合攏段是兩個中間墩懸臂澆筑梁段的合攏,由于兩邊均為懸臂段,溫度等外界因素的影響會更加顯著。合攏前將一側掛籃后退,合攏位置另一側掛籃前進,利用掛籃合攏,在中跨合攏前先將邊
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