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    悬臂浇筑预应力混凝土设计与计算

      悬臂浇筑预应力混凝土


      延续梁桥设计与计算,设计工作程序。


      桥梁设计必须根据现场条件,桥位处地质、水文情况,通航要求,桥位比选与路线协调情况等,进行桥型方案比选和论证。如果已确定选择预应力混凝土连续梁桥方案,必须进一步明确设计条件:如桥长、梁长、跨长、桥宽等设计特征参数;设计荷载条件,包括计算活载、验算活载和支点沉降等;同时要考虑所选用的材料,包括各部分结构的混凝土等级、预应力钢筋和普通钢筋的材料品种和特性;以及施工方法和采用规范等。


      然后根据已建成桥资料和设计经验,参考该桥型各部尺寸设计的一般原则,拟定桥梁的断面尺寸,如梁高、各部件的主要尺寸、施工分块浇筑和临时支承位置等。接着对拟定的桥梁结构进行内力分析(一般均采用电算程序分析),并进行各部件材料强度验算,如不满足和不合理,可对拟定的结构尺寸进行优化调整,直至达到合理的结果。


      在拟定桥梁结构尺寸时,特别要注意桥梁的整体线形设计。要确定桥梁的桥面高程,特别是通航河流,通航净空限界确定了桥面标高的控制。对于城市桥梁,特别要注意纵坡的选择,城市桥梁考虑非机动车行驶不希望选择纵坡太大,有了桥面高程和纵坡即可进行竖曲线设计,确定竖曲线半径(R)、切线长度(T)、外矢距(E)等要素,这些都要满足线形设计和规范的要求。梁底曲线与线形设计、通航要求、桥梁结构形式密切相关的。只有初步选定桥梁结构形式、桥跨范围内的竖曲线、纵坡以及桥下梁底曲线,再推算出跨中桥0面高程。


      当主体结构尺寸拟定以后,即可着手进行内力分析与计算。桥梁结构是一种较复杂的空。间结构,在结构内力计算时,习惯上将空间结构简化成平面结构进行计算,一般采用杆系结构有限单元法分析桥梁结构。即将桥梁上部结构(如主梁)划分为有限个杆单元,离散化后的杆单元模型即可运用结构矩阵计算法求单元刚度矩阵、集合总刚度矩阵、处理边界条件,求解结点位移和杆端内力。

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      这是顺桥轴方向即纵向的结构分析。为了确定桥面板(即箱梁顶板)、横隔梁和横向的结构尺寸和配筋,尚需考虑横向的结构分析。一般也是利用平面杆系电算程序,采取加支承的框架分析法对箱形截面进行横向分析与计算,在顺桥轴向截取单位长的横向框架作为计算模型。对局部受力比较复杂的区域还需作特殊的局部有限元分析。


      于预应力混凝土连续梁是一个超静定的结构体系,其结构内力的形成与施工方法有关,采用悬臂浇筑施工法,逐阶段结构自重内力不同,而且结构体系也在发生变化,如5-1-1所示为平衡悬臂法施工连续梁主梁自重内力计算式,其中a)表示三跨连续梁结构体系,其主梁自重内力应由5个施工阶段叠加而成:b)为施工阶段I,从1与2号墩开始对称悬臂浇筑,墩上设临时锚固;c)为施工阶段Ⅱ,边孔合拢段合拢后拆除支架时的工况;d)为施工阶段Ⅲ,拆除临时锚固,支座受力。


      临时锚固中的力被“释放”,相当于对主梁施加一对方向相反的力R;e)为施工阶段Ⅳ,当中孔梁段合拢时,现浇合拢段的自重由吊杆传至单悬臂梁的悬臂端;f)为施工阶段V,当跨中合拢段混凝土达到设计强度并与两边单悬臂梁相连形成连续梁后,吊杆拆除,就相当于对主梁施加一对方向相反的力Ro(Ro包括合拢段自重与吊杆模板等重量)。合拢段的自重则作用于的结构上。根据实际施工情况和计算精度的要求,还可以将各个施工阶段划分得更细。但是必须保证各阶段都能满足受力要求。


      故在设计中,往往先按拟定的主体结构尺寸,按整体的连续梁结构体系,在主荷载作用下(包括恒、活载),用电算程序分析一下主要控制截面的受力,估算一下预应力的配索方案,再分阶段的逐步分析与计算。设计的过程是:设计、校核、修改设计、再校核,反复进行几次,直至较好地满足规范和最佳工作状态。重庆君正的桥梁预压用水袋具有搬运铺装方便快捷、成本低廉、可重复使用、符合预压支撑桥梁底模板载量计量,广泛适用于铁路公路桥梁建设。桥梁预压用水袋咨询电话:15703040215(微信)。



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