预应力混凝土连续弯箱梁桥设计
作者:亿博体育app下载 发布时间:2021-07-30 13:18
本文摘要:概要:杨家龙沟二号桥为山西运(城)-三(门峡)高速公路上的一座横跨深谷桥梁,为预应力混凝土单箱单室等横截面倒数转弯箱梁。文中以该桥施工图设计为根据,对其设计特点及施工顺序展开了非常简单讲解。 关键词:预应力混凝土转弯箱梁横腹板设计 一、阐述 运平至三门峡高速公路是国道主干线209(二连浩特至河口)公路山西境内的一部分,是山西省大字型公路主骨架的最重要组成部分,是晋煤外运主要地下通道之一。

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概要:杨家龙沟二号桥为山西运(城)-三(门峡)高速公路上的一座横跨深谷桥梁,为预应力混凝土单箱单室等横截面倒数转弯箱梁。文中以该桥施工图设计为根据,对其设计特点及施工顺序展开了非常简单讲解。

  关键词:预应力混凝土转弯箱梁横腹板设计  一、阐述    运平至三门峡高速公路是国道主干线209(二连浩特至河口)公路山西境内的一部分,是山西省大字型公路主骨架的最重要组成部分,是晋煤外运主要地下通道之一。  杨家龙沟二号桥坐落于209国道运城至平陆段内的山岭重丘区,横跨杨家龙沟,为双幅分离式高速公路大桥,桥梁仅有长20.5m.两幅桥之间的分离出来带为50cm.设计行车速度为60km/h.桥梁中心桩号为K17+930,起点中心桩号为K17+825,起点桩号为K18+035.该桥坐落于平曲线为圆曲线内,路线中心线半径为25lm,左幅桥中心线半径为256.25m,右幅桥中心线半径为245.75m.桥梁纵断面部分坐落于半径为R=13000m的竖曲线内。横曲线两边纵坡分别为3.8%和3%,横曲线半径为R=13000m,T=117m,E=0.526m.横桥向另设5%的超高。桥梁结构体系为单箱单室等横截面预应力混凝土倒数转弯梁桥。

  二、技术及工程用材  设计荷载:汽车-超强20级挂车-120.  地震基本烈度:Ⅶ度。  温度:极端最低温度43℃,最低温度-13.2℃,长年平均温度14.6℃。  支座下陷:0.015m.  三、桥址区大自然概况  1.地形、地貌  杨家龙沟二号桥坐落于山岭重丘区,横跨杨家龙沟,沟谷呈圆形V字型,地形平缓相当大,山岭平缓,沟谷幽静,科中条山脉西南段的较低山重丘区,地层上部为坡积物,下伏为太古界二长花岗片麻岩,高差约80m.  2.气象  桥址区属温带大陆性季风气候,一年四季明晰,夏季干燥多雨,冬季严寒潮湿,春秋季风较保守。

年平均气温14.6℃,最冻一月平均气温-1℃,极端最低气温-13.2℃,最热平均气温27.6℃,极端最低气温43℃。仅次于冷浅33cm,仅次于积雪薄14cm,平均值风速3.5m/s,仅次于风速18m/s,主导风向为东风。  3.水文  桥梁横跨杨家龙沟为V字型沟,两边基岩露出,灌木荆棘丛生,沟壁平缓,沟底平时只有一股细流流过,水量不受季节掌控,雨季洪水时,流量减小,深达水位约1~1.5m,枯水期流量增加,水位只有1.5~0.8m左右。

洪水主要由两边区域的山坡降雨汇流而出。  4.工程地质  桥址区产于的主要是太古界涑水群的变粒岩和后期燕山期泥通花岗岩以及由于热液变质起到构成的花岗片麻岩。其中夹有多层片麻岩。

该区正处于结构发育区,且中条山前大脱落至今仍在活动。使得岩石风化变质相当严重、节理、裂隙发育,岩石碎裂。

  四、主要材料  1.混凝土  上部结构主桥箱梁使用50号混凝土;防撞护栏使用30号混凝土。  下部结构桥墩使用40号混凝土;基础使用25号混凝土;桥头搭板、桥台耳墙、背墙皆使用25号混凝土。

  2.钢材  钢筋:直径12mm者,皆使用Ⅱ级(20MnSi)冷恰螺纹钢筋;直径<12mm者,使用Ⅰ级(A3)光圆钢筋。  钢板:不应合乎GB700-65规定的A3钢材。

  3.其他  锚具及管道成孔:主桥箱梁锚具使用OVM15-12型,OVM15-12型连接器及其设施的涉及配件,管道成孔使用内径为90mm的钢波纹管。  支座皆使用KPZ系列抗震型盆式橡胶支座。  伸缩缝使用J-75D80B型前端装置。

  桥面铺设使用沥青混凝土桥面铺设。  五、设计要点  由于杨家龙沟二号桥坐落于高山峻岭之中,不受地形条件容许因素较多,在只好的情况下,桥梁坐落于平曲线内,且半径较小,钢架结构很难适应环境小半径线形的变化,因此该桥系用现浇施工方案,以确保线形的流畅。

  该桥的设计有如下几个特点:其一是预应力混凝土转弯箱梁在设计可玩性较小的情况下,设置了斜腹板,造成了预应力钢束空间线形埋设的可玩性更为繁琐化。其二是该桥的桥面超高约5%,造成了内外腹板高差较小,减少了箱梁自身的扭矩。

其三是该桥纵断面坐落于3%的纵坡内,使桥梁的结构处置更进一步变得复杂。其四是该桥横跨深谷,桥墩高度约66m,为了确保桥墩形状线条简练,其外形尺寸激进完全一致,内侧腹板由上向下渐渐加厚。对以上诸条不利因素,在本次施工图设计中都获得了很好的解决问题。

  1.上部结构  上部结构使用梁高为2m(以箱中心不尽相同)的等横截面横腹板单箱单室预应力混凝土连续梁。桥梁横坡由两腹板调节而出。内侧(圆心外侧)腹板高度为147.5cm,外侧腹板高度为172.5cm.单幅桥箱梁顶板宽度为10m,底板宽度为4.0m.悬臂板长度为2.5m.箱梁在横跨中断面其覆以、底板厚度分别为25cm和20cm.腹板宽度为40cm.lm过渡性段之后,其腹加厚至60cm,余皆恒定。

再行过渡到底板薄50cm.边横跨梁端顶、底板厚度分别为50cm及80cm.为了便于施工,在悬臂板与腹板的交接处设R=10cm的圆弧,借以脱模。为减少桥梁的美观性,箱梁断面使用斜腹的形式。

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  为了符合锚具布置的必须,箱梁内侧在端部附近加厚,腹板内预应力钢束除线脚倾斜外,在主梁加厚段另有平弯,与此适当,锚固面应适当弯曲,使预应力钢束张拉时垂直锚固端面。  因本桥坐落于路线中心线半径R=25lm的追曲线上,内、外幅半径有所不同。为抵销转弯箱梁因扭矩产生的不均衡支反力,本桥在桥台处向路线左侧设置了15cm支座实偏心。在桥墩处设置了6.5cm支座实偏心。

  由于预应力引发的径向力(亡出力)的起到,腹板筒筋不予强化,从而起着加添防崩筒筋的起到,为便利施工,可不专门设置防崩筋。  2.下部结构  用作忍受上部荷载的主墩使用4m*3.5m的空心薄壁岙,由于桥位横跨的老龙沟地势平缓,高差较小,最低的桥墩约68.0m,为增加墩顶产生过大偏移,符合规范拒绝,将薄壁岙的外形上制成等横截面,内侧壁薄由上部的0.5m至下渐渐加厚到下部的lm.墩底设3m的实心段,从而超过强化桥墩整体刚性的目的。  根据地质资料表明,桥座落沟谷两侧的基岩强度遗较小差异,且不存在一条杀断层,运城岸基岩风化相当严重,且较懦弱,所以,桥墩基础在运城岸使用钻孔灌注桩,双排桩桩径为150cm,主桥薄200cm.三门峡岸基础使用钢筋混凝土不断扩大基础,分成三层,每层厚度1.5m,最下层平面尺寸为10m*9.7m的矩形,襟边宽度横桥向取为1m,顺桥向取为1.2m.  运城岸桥台使用扶壁式,基础使用直径为120cm钻孔灌注桩,梅花形布置。

三门峡岸桥台使用重力式U型台,两侧台高分别为5.00m和2.99m.U型台肋薄为0.5~2.34m.基础横桥向长划为21.30m.  3.结构分析  上部结构静力分析,使用有限元专用程序展开计算出来。计算出来荷载考虑到了恒载有、活载、预应力、混凝土膨胀徐变、支座强制偏移、地震力及温度变化等。

施工阶段计算出来共分七个阶段,用三孔万能杆件支撑梁搭建施工平台展开梁体吊装施工,全桥支撑梁用三孔展开周转。由于该桥桥墩较高,为了确保结构物的可靠性,在静力分析的同时,还使用空间有限元标准化程序,  对结构、动力静力特性展开了分析。  箱梁纵向桥面板计算出来分别按框架和简支板考虑到固端影响两种方法展开分析,酌其大者展开横截面配筋设计。

  六、施工要点  1.上部施工  (1)由于本桥为横跨杨家龙沟险峻地形及施工使用在墩顶架设施工平台支架的施工方法,支架架设前应付支架平台展开严肃设计及试验,以确保支架平台的受力力及弹性、非弹性变形掌控在容许范围内。每孔支架平台不应在全跨内架设,全桥共另设三孔支架展开周转。  (2)主桥上部箱梁施工。

使用在支架平台上逐孔现浇施工的方法,施工程序如下:  a.已完成第一、二横跨支架平台搭建及预压后,加装第一孔箱梁梁段模板及钢筋至第二孔的0.2L一处(第一个施工针),然后吊装混凝土。吊装时,不应确保钢束连接器处混凝上端面与钢束中心线横向,待箱梁混凝土超过85%的设计标号后,方可按设计图右图,平面张拉适当钢束并接长钢束,接长钢束应通至第三施工缝处。而在第一施工缝处不张拉的预应力钢束的长度应向梁端留至第二施工缝处。  b.加装第三孔箱梁梁段模板及钢筋至第三孔的0.2L一处(第二个施工针)吊装工序及拒绝同前。

然后吊装箱梁混凝土,接长钢束的长度应通至第四施工缝处,而在施工缝处不张拉的预应力钢束的长度应留至第三施工缝处。  c.反复以上两步骤以后第五横跨,待第五横跨箱梁混凝土强度超过85%的设计标号后,方可在梁端平面张拉所有钢束。

  预应力张拉以张拉吨位和弯曲量双控,以弯曲量居多,若弯曲量高于-5%和多达+10%时,不应暂停张拉,分析检查出有原因并处置完了后方可之后张拉。  2.下部施工  下部结构墩身施工,由于本桥横跨深沟,墩身高度大,所以使用矩形薄壁空心岙。施工时有利于滑摸飞行高度施工法,并严格控制墩身中心线的垂直性。在施工到岙覆以部位时,留意预埋支架平台所需的顶盖构件。

  上、下部结构施工时,不应留意为下道工序预埋构件或腾出孔、槽,并保证其方位精确。  七、结论  对老龙为二号桥的施工设计,使我们在预应力混凝土倒数转弯箱梁桥设计理论上、结构上、施工工艺上展开了一些探寻。

  该桥目前正在展开后期施工。  由于该桥为预应力混凝土倒数转弯箱梁,箱梁的内外腹板受力情况的分配如何,以及桥梁岙低约68m以上。结构物的抗震性否与设计完全一致,都不应作出可信的评价,为此已建议做到如下成桥状态下的实验项目:  (1)倒数转弯箱梁的静力实验及汽车活载实验。

  (2)全桥的动力特性实验,还包括结构的自振频率的测试及地震反应谱分析,以及低桥墩的变位观测。 .。


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