三跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥设计文献综述

 2022-10-27 21:47:11
  1. 文献综述(或调研报告):

预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。并且这种桥型的设计施工均较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小。预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内,以上种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。

国内预应力连续梁起步较晚,最早于上世纪70年代开始应用于城市桥梁中。随着我国经济总量的提高,交通建设事业蓬勃发展,造桥技术也愈加成熟。1979年修建的兰州黄河桥为悬臂浇筑的分离式双室箱梁桥,标志着我国预应力连续梁桥的建设达到国际水准。此后相继建成了贵州省思南乌江桥、扬州京杭运河大桥、浙江省桐庐富春江大桥、青田瓯江桥及湖北省宜城汉江桥等。国内预应力混凝土连续梁桥总体趋势为设计方法不断完善,施工工艺不断革新,施工质量不断提高。

采用悬臂现浇施工的混凝土连续梁桥在设计计算中,需要考虑到上部结构的构造要求,悬臂施工的各个阶段受力情况和体系转换前后的受力特点,以及预应力束的配置,成桥后需要考虑外界因素,如支座变位、混凝土徐变收缩、温度变化作用下对超静定体系的内力影响。

刘泽宇等[1]结合预应力混凝土连续梁桥特性,分析了混凝土连续梁桥设计要点及主要事项,针对中小跨径预应力混凝土连续梁桥设计要求,介绍了设计使针对体系选择、跨径布置、尺寸拟定、钢束布设的一般规律。提出合理的主跨与边跨比、跨径与梁高比非常重要。认为悬臂施工下,为保证有效的抗剪能力,最有效的办法是在连续梁主梁支点左右一定范围内布置下弯索,单纯用竖向预应力钢筋克服剪应力的做法值得商榷。

危玉蓉等[2]以一座三跨变截面连续梁桥为例,使用MIDAS软件建立三维有限元模型,对桥梁横梁及桥面板进行验算。横梁分析以平面杆系模型理论为基础,包括中横梁和端横梁验算。验算内容包括正截面抗弯强度验算、正截面抗裂验算、斜截面抗裂验算等。为类似工程设计提供算例参考。

李剑锋等[3]以宁夏一座8跨公路连续梁桥工程为背景,采用有限元方法计算了四种不同合龙顺序下全桥的竖向位移、支座纵向位移以及箱梁截面底板下缘、顶板上缘的应力。通过分析四种合龙方案的优缺点,确定了最理想的合龙顺序为边跨、中跨、次中跨、次边跨。此时,合龙时悬臂端挠度最小,变化最合理。箱梁上下缘的应力水平差最小,支座位移也符合规范要求。

缪玙舟[4]针对预应力混凝土连续梁桥单悬臂施工中的原理、技术及操作等方面问题,通过对理论分析和有限元模拟的方法,以吴淞江大桥改造工程为背景,模拟出连续梁桥在单悬臂施工状态下整体线形控制建议。单悬臂施工是一种支架现浇与挂篮悬浇相结合的施工方法,建议随着施工的进行,可以逐渐加大荷重块的质量,以保证两侧的平衡,并严格的进行高程的监控,及时调整两侧模板的标高。单悬臂施工具有比较良好的经济效益,但也要求较长的施工周期,且需要足够的空间搭设临时支架。

陈荣林[5]基于预应力混凝土连续梁桥悬臂施工特点,对悬臂拼装与悬臂浇筑的施工方法及施工要求、施工设备等进行探讨。认为悬臂浇筑具有适用性高、工程造价低的优势,但劳动力较多、施工周期长;与混凝土连续悬臂浇筑相反,预应力混凝土连续梁悬臂施工需要依赖先进的机械,施工时只需要极少的劳动力,且施工周期相对缩短,桥梁质量稳定,因此在发达国家多被使用。我国仅在桥梁结构质量要求相对较高的地区选择了此方法。在具体的施工中,需要针对两者的施工特点并结合工程的实际情况,选择最为合适的悬臂施工技术。

叶恒梅[6]在连续梁桥的主梁先简支后连续的结构体系转换施工的原理及特点上对施工技术与质量控制方面的问题进行了分析阐述。针对施工质量控制问题着重阐述了体系转换施工技术的关键点,包括临时支座设置的质量控制、墩顶湿接缝施工的质量控制和负弯矩区段施加预应力的质量控制。临时支座的设置要保证强度和刚度能满足承受简支提下下梁板自重和架桥机重量后的沉降量要求;湿接缝混凝土应选择一天中温度最低时候进行浇筑,并做好养护工作;负弯矩区段的预加力控制包括孔道安装的质量控制、负弯矩区预应力张拉的质量控制以及预应力孔道压浆的控制。

李东阳[7]认为在连续梁桥的悬臂施工中,0#块的现浇施工方案是整座桥梁施工的关键环节,可采用满堂支架、钢管立柱和三角托架等施工工艺,由于三角托架结构其结构简单、稳定性好、施工周期短等特点广泛应用于现浇施工中。对三角托架的不同结构形式和特点进行了分析,并在连续梁0#块的施工中对应用最广泛的铰接牛腿托架进行了方案设计,对截面荷载分布和托架受力进行分析和荷载组合,按照最不利情况进行分析计算。为0#块的安全施工提供了理论依据。

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