大悬臂预应力盖梁设计与计算分析.docVIP

精品论文 参考文献 大悬臂预应力盖梁设计与计算分析 中国华西工程设计建设有限公司深圳分公司 518000 摘要：以大悬臂预应力混凝土盖梁为分析对象，笼统的介绍了公路桥梁大悬臂预应力混凝土盖梁的设计背景、盖梁基本知识、技术标准、施工工作中应注意的几个问题。 关键词：大悬臂预应力；混凝土；盖梁设计；计算分析 1.设计背景 在城市桥梁建设中，周围环境对桥梁上下部分结构的选型影响较大，要使桥梁结构与周围环境在空间上相协调满足城市景观的要求，桥下也要有足够的行车道宽度。城市的交通工程难以在短时期内竣工，这就对城市的交通起了一定阻碍作用。然而城市的不可间断性也制约着工期，因而城市的上部结构一般采用预制拼装，下部结构要保证桥下有足够行车宽度和视野通透，使得车辆在道路中安全行驶。 2.盖梁设计概况 对某高架桥双墩柱大悬臂预应力盖梁进行了分析，从大悬臂预应力盖梁的受力模式和计算方法等方面进行了论述，分析了计算结果，可作为该类型盖梁设计的参考。 2.1 技术标准 （1）设计速度； （2）设计荷载； （3）桥梁宽度； （4）地震烈度。 2.2 盖梁尺寸 盖梁尺寸对整个盖梁设计有重要的作用，它是设计和施工的基础。上部构造预应力混凝土小箱梁，下部结构受市政路干扰较大，采用了双墩柱 大悬臂预应力混凝土盖梁。盖梁截面采用倒T型形式，，T形结构尺寸设计可分为盖梁长度、两侧各悬臂、两墩柱中心间距、顺桥向顶宽度，两侧垫石平台宽度根部高度端部长度值。盖梁由根部到端部采用圆弧形过渡。在弧形处最好设置上监控摄像头和路面提供限速标志，防止司机的车速太快出现交通事故。 2.3 盖梁预应力钢束 预应力混凝土盖梁混凝土结构，预应力钢束采用的绞线，预应力钢束布置都要符合国家标准，相应有关参数如下： （1）预应力管道采用塑料波纹管； （2）管道摩擦系数； （3）管道偏差系数； （4）钢筋回缩和锚具系数； （5）张拉控制应力。 2.4 盖梁施工步骤 （1）立模浇筑盖梁混凝土，待混凝土强度达到设计强度的90%时张拉钢束达到国家标准值； （2）由中间向两端对称架设预制箱梁； （3）架梁结束后张拉钢束； （4）二期恒载施工。 3.预应力体系 盖梁采用高强度混凝土，预应力钢束采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度超高，弹性模量超大。采用塑料波纹管，预应力灌浆采用真空灌浆工艺，提高了负荷量。每个盖梁的设计需要与施工实际工序结合，从施工的角度看，预应力拉张批次越少越有利，普遍情况下次数不要超过两次，拉张钢束的批次对施工阶段的盖梁受力影响很大，需要谨慎设计张拉批次。考虑到在预应力和结构件自重等施工荷载作用下，载面边缘混凝土的法向应力要满足公桥规的规范要求。 4.结构建模分析 盖梁的受力采用桥梁博士V3.1软件进行建模计算分析，桥墩立柱一般采用实体墙式墩和常规桥墩形式，但是如果在设计过程中采用实体墙式墩，建模不恰当会降低计算的准确性，与实际情况有一定的偏差，所以在施工过程中有3中建模方式。 （1）因模型采用平面杆系，不能真实的反映出桥墩横向宽度内部和盖梁之间衔接的情况，这样设计不仅增加了盖梁悬臂长度，耗费了材料，投入了大笔资金，最重要的是对计算引起一定的偏差，因而采用将盖梁和立柱一起建模模型，保证了数据的准确性。盖梁采用桥梁博士进行有限元分析。由于桩基采用嵌岩桩，桩底嵌入粗粒花岗岩微风化 带，地质条件较好，因此按刚性地基假定，将桥墩底端考虑为固结。 （2）建立盖梁模型，将盖梁与桥墩中心连接处假想为固定衔接，在立柱横向宽度内将节点假设为活动衔接。这种模型的建立能较接近实际情况，并且在处理数据时简捷快速，方便的计算结果。 （3）在建立盖梁模型中如果删去盖梁在桥墩横向范围内的部分，只思考悬臂部分作用就会对钢束引伸量等其他结构产生不良影响，增加了计算结果的难度。 由上述所列的三个模型我们可以清楚地知道模型建立的利弊，在选择时要慎重考虑，防止为后期工程的建设埋下不必要隐患。 5.施工阶段控制应力 为了保证架设预制梁和成桥时盖梁混凝土不被拉坏，盖梁设计要在正常使用阶段应力满足公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范要求。盖梁施工控制应力直接决定预应力束的布