一、概述 简支梁桥:L>20~25m,跨中弯矩迅速增大,截面尺寸和自重显著增加,材料用量大且不经济,安装重量给装配式施工造成困难。
简支梁桥:L>20~25m,跨中弯矩迅速增大,截面尺寸和自重显著增加,材料用量大且不经济,安装重量给装配式施工造成困难。
较大跨径的梁式桥:降低材料用量,采用能减小跨中弯矩值的其他体系桥梁,如悬臂体系、连续体系的梁桥等。
与简支体系相比较,悬臂和连续体系可以减小跨内弯矩的绝对值、降低主梁的高度,从而减少材料用量和结构自重,而结构自重的降低又进一步减小了恒载的内力。
预应力混凝土连续梁桥具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好等优点,更突出的是在使用上,主梁变形挠曲线平缓、桥面伸缩缝少、行车舒适。
预应力混凝土连续梁桥具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好等优点,更突出的是在使用上,主梁变形挠曲线平缓、桥面伸缩缝少、行车舒适。
预应力混凝土连续刚构桥可以看成是由T型刚构与连续梁组合而成。它数跨相连,跨中不设铰或挂梁,行车舒适。主梁与桥墩固结,不设支座,因此具有T型刚构桥和连续梁桥的优点,从而使其跨径适用范围从连续梁桥的150m左右,发展到300m以上。
一、立面布置
1、等截面连续梁
中等跨度(40~60m)、一联较长。
梁段(跨)施工可采用预制装配法或就地灌注法。施工简单,所需设备规格少。
分跨:等跨(长桥)、不等跨(比值在0.6~0.8左右)。
不等跨中长跨,(1)梁高不变,截面加厚、预应力钢束增加。(2)梁高变。
梁高的选择与跨度有关。
等截面公路连续梁桥的高(度)与跨(度)之比h/L在1/15~1/25之间。当采用顶推法施工时,还需要考虑顶推施工时对结构的附加受力要求,此时高跨比h/L选1/12~1/15为宜。
对铁路桥,h/L为1/16~1/18。
2、变截面连续梁
连续梁桥的支点负弯矩远大于跨中正弯矩。
变截面梁(支点处梁高增大,跨中处梁高减小,其间按曲线或折线过渡)。适应结构的内力分布规律
L>100m公路混凝土连续梁桥
梁高变化规律:斜(直)线、圆弧线或二次抛物线高跨比h/L:跨中1/30~1/50,支点1/16~1/25
底板、腹板和顶板做成变厚度
支点与跨中高度之比:2.0~3.0
3、连续刚构(continuous rigid-frame)
墩梁固结无支座,利于悬臂施工,省去大型支座及其养护、维修费用;
一联内无缝,改善了行车条件;主梁常采用变截面箱型梁;
上部结构:计入桥墩受力及混凝土收缩、徐变和温度变化引起的变形对上部结构的响;
随着墩高的增加,连续刚构的墩顶以及跨中弯矩趋近连续梁者。
桥墩:具有一定柔度,其根部所受弯矩很小,墩梁结合处有刚架受力特点;
桥墩多采用矩形和箱形截面的柱式墩或双薄壁墩;
墩的轴向力和墩底弯矩随墩高的增加急剧加大;
两墩之间的梁部所受到的轴向力随墩高的增加而急剧减少。
伸缩装置应能适应结构纵向位移的需要;桥台处需设置控制水平位移的挡块,以保证结构的水平稳定性。
150m+270m+150m一联。桥宽31m,6车道,由双箱组成。梁的下缘呈抛物线形,根部高14.8m,跨中高5 m。桥墩为双柱式空心墩,高35m,具有较大抗弯刚度。基础采用高桩承台,每墩有32根直径2.0m的桩嵌入岩石。主梁用挂篮法平衡悬臂灌筑。桥墩用支架提升模板灌筑混凝土。
4、悬臂梁
在桥头两端不设置桥台,而仅设置搭板与路堤相衔接,由于行车时,搭板容易损坏,故多用在跨干线的人行桥梁上。
受力方面:
属于静定体系,它们的内力不受基础不均勾沉降等附加变形的影响。
悬臂梁桥在施工阶段和成桥运营阶段两者受力状态是—致的,非常适宜于悬臂施工方法。
多跨悬臂梁桥的两个悬臂一般多做成相同的尺寸,其挂梁高度约为=(1/20—1/12) 。在特殊情况下必须进一步减小锚孔的胯径时,应考虑活载作用在中孔时锚孔边支点可能出现负反力的情况,为此应采取加设平衡重物或设置拉力支座等特殊措施。
旧南安大桥为8孔的悬臂梁桥,跨径为32.8m,全长为288.23m。桥面行车道净宽为7.0m,人行道2×1.0m。
二、横截面布置
(1)板、肋式截面
(2)箱形截面
(3)横隔板
常用板、肋式截面形式:
箱形截面特别适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥。常为变截面外,还变厚度。底板根部厚,通常取墩顶梁高的1/10~1/12;跨中薄,一般在0.2~0.3m。
箱梁顶板厚度的取值要考虑两个因素:一是要满足桥面板横向抗弯的要求,二是要满足纵向力筋布置的要求。
三、预应力钢筋的布置
1、纵向力筋的布置
连续配筋;
分段配筋;
逐段加长力筋;
体外布筋;
后连续布筋。
2、横向和竖向布筋
连续配筋:
小跨度的等截面连续梁桥,采用就地灌注施工的,其纵向力筋可按照结构各部位的受力要求进行连续配筋。二次抛物线。
分段配筋:
大跨度、变截面、悬臂施工法。
悬臂伸出施工时,对梁体施加负弯矩筋;在两梁段合龙后(称为体系转换),再张拉正弯矩筋和其它力筋。
逐段加长力筋:
用连接器把主筋对接或逐段加长;
逐孔施工、顶推法施工的连续梁常用;
接头的位置通常设置在离支点约1/5跨度附近弯矩较小的部位。
体外布筋:
力筋布置在主梁截面以外的箱内,配以横隔板、转向块等构造,对梁体施加预应力;
无预留孔道,孔道压浆等工序,施工方便迅速,且便于更换;对力筋防护和结构构造等的要求较高。
后连续筋:
先简支后连续方法施工的预应力混凝土连续梁桥,后连续采用预应力筋布置,必须先预留张拉槽孔和预埋管道,待连续部分的混凝土浇筑完毕后,穿束张拉后连续的力筋,实现整体梁的连续。
横向和竖向布筋:
横向筋是桥面板横向受力的需要,多采用钢铰线。
竖向预应力筋图:
抗剪;还可作挂篮的后锚钢筋。
多采用高强度精轧螺纹钢筋,纵桥向一般每隔50~80cm间距设置,后张法施工。
一、概述
立支架就地现浇
用滑模逐跨现浇施工
预制拼装(可以整孔、分段串联)
悬臂浇筑
顶推
二、预制装配—整体施工法
3种分段施工方式:
简支—连续
单悬臂—连续
双悬臂—连续
三、悬臂施工法(cantilever method)
(1)悬臂施工的程序
(2)采用挂篮的悬臂浇注法
(3)采用吊机的悬臂拼装法
湖北沙洋汉江桥,主跨110m,采用悬臂浇筑施工。
悬臂拼装法
移动式吊机、造桥机、桁式吊等。
常用的移动式吊机的外型与挂篮类似,由承重梁、横 梁、锚固装置、起吊装置、行走系统、张拉平台等几 部分组成。
江门外海桥,为55+7x110+55m的连续梁,施工时主梁分为两箱,悬臂拼装,跨中合龙,两箱连为一体。
四、移动模架施工法
将机械化的支架和模板支承(或悬吊)在长度稍大于两跨、前端作导梁用的承载梁上,然后在桥跨内进行现浇施工,待混凝土达到一定强度后脱模,并将整孔模架沿导梁前移至下一浇筑桥孔,如此有节奏地逐孔推进直至全桥施工、完毕。
适用于跨径20~50m的等跨和等高度连续梁桥施工。
移动式模架逐孔施工法:
厦门高集海峡大桥:
五、顶推施工法
顶推法(launching method)的施工原理是沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地,分节段浇筑或拼装混凝土梁身,并用纵向预应力筋连成整体,然后通过水平液压千斤顶施力,借助不锈钢板与四氟乙烯模压板特制的滑动装置,将梁逐段向对岸顶进,就位后落梁,更换正式支座,完成桥梁施工。
顶推法主要应用于等截面连续梁;
每节段箱梁约10~30m长;
单向顶推、双向顶推、单点顶推、多点顶推;
主要设备:千斤顶、滑道。
连续梁顶推法施工示意图:
福建尤溪丘墩桥,为60+76+60m的连续梁,采用顶推法施工。