5×20m预应力混凝土箱梁桥施工图设计文献综述
2020-04-28 20:17:51
毕业设计作为大学的最后一课,它有着十分特别的意义。不仅仅是对大学学习内容的一个系统性复习与总结,更是为将来的工作打下基础。在这次毕业设计之中,要理解和掌握桥梁设计的全过程,锻炼自己的独立分析能力还有创新能力,而且要做好调查和研究,并且要学会搜集和查阅资料,培养自己的英语翻译的能力,让自己向一个优秀的工程师方向去发展。
这次毕业设计以襄阳市襄州区唐店村桥为工程背景,进行桥跨布置为5×20m预应力混凝土箱梁的施工图设计。在设计中运用学到桥梁工程,基础工程,结构设计原理等知识,并利用CAD、midas/civil或者桥梁博士软件等相关软件进行计算。在现阶段,预应力混凝土连续箱梁桥应用广泛,优点有很多,比如构造过程中整体刚度较大,动力性能良好,施工过程中工期较短,同时主梁挠曲变形相对较小,这样对行车速度要求较高,通常适用于高速公路,城市高架桥。另外,就先简支后转连续施工方法而言,它兼顾了简支梁桥和连续梁桥的优点,由于其成桥后,在支点会产生负弯矩,对跨中的正弯矩进行了平衡,从而提高了桥梁整体稳定性与耐久性,比普通的简支梁桥受力更合理,弯矩分布更加均匀,最大弯矩较简支梁来说更小。目前在高速公路桥,城市高架桥中运用广泛。
设计的意义(理论或实际):
1950年世界上第1座采用节段悬浇施工和后张预应力的箱梁桥,德国主跨62m的Balduisntein桥的竣工,标志着预应力混凝土箱梁桥进入大跨径时期,大跨径预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构性能和优美的外形在世界各地得到了广泛的应用,目前主跨已达301m。
连续梁适用范围很广,从中小跨径到特大跨径,中小跨径时往往采用搭架浇筑,或先简支、后连续。对大跨径梁桥,随着交通运输的迅速发展,要求行车平顺舒适,多伸缩缝的T构已不能满足要求,于是连续梁得到了迅速的发展。用顶推法施工时,一般限于等截面连续梁。悬臂施工时,往往采用变截面,梁墩临时固结,合拢后将梁墩连续改为支座,转换体系而成连续梁。 大跨径连续梁一般采用箱形截面,可以多跨连续,英国Orwell 桥,全长1288m,均连续。连续梁行车平顺,但需临时固结梁墩和转换结构体系,同时需大吨位的盆式橡胶支座,养护工作量大。 国外最大的连续梁,为跨径260m的挪威Varodd-2桥,我国则为跨径165m的南京长江二桥北汊大桥和宿淮高速京杭运河大桥。
连续混泥土梁桥受力特点及适用范围,主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样,可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3~5孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为顺适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年,在架设预应力混凝土连续梁时,成功地采用了顶推法施工,即在桥梁一端(或两端)路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔,使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩,构造比较复杂。此外,连续梁桥的主梁是超静定结构,墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此,连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。
箱型梁桥的特点连续箱形梁桥箱形截面能适应各种使用条件,特别适合于预应力混凝土连续梁桥、变宽度桥。因为嵌固在箱梁上的悬臂板,其长度可以较大幅度变化,并且腹板间距也能放大;箱梁有较大的抗扭刚度,因此,箱梁能在独柱支墩上建成弯斜桥;箱梁容许有最大细长度;应力值较低,重心轴不偏一边,同T形梁相比徐变变形较小。箱梁截面有单箱单室、单箱双室(或多室),早期为矩形箱,逐渐发展成斜腰板的梯形箱。箱梁桥可以是变高度,也可以是等高度。从美观上看,有较大主孔和边孔的三跨箱梁桥,用变高度箱梁是较美观的;多跨桥(三跨以上)用等高箱梁具有较好的外观效果。 虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展,然而与国际先进水平仍存在一定差距。想要赶超国际先进水平,必须要解决好下面几个问题:1.发展大吨位的锚固张拉体系,避免配束过多而增大箱梁构造尺寸,否则混凝土保护层难以保证,密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。 2.在一切适宜的桥址,设计与修建墩梁固结的连续刚构体系,尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。 3.充分发挥三向预应力的优点,采用长悬臂顶板的单箱截面,既可节约材料减轻结构自重,又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。 另外,在设计预应力连续梁桥时,技术经济指标也是一个很关键的因素,它是设计方案合理性与经济性的标志。目前,各国都以每平方米桥面的三材(混凝土、预应力钢筋、普通钢筋)用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指标。但是,桥梁的技术经济指标的研究与分析是一项非常复杂的工作,三材指标和造价指标与很多因素有关,例如:桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件;施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时,一座桥的设计方案完成后,造价指标不能仅仅反应了投资额的大小,而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续刚构等箱形截面上部结构的比较可以发现:连续刚构体系的技术经济指标较高。因此,从这个角度来看,连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一。 总而言之,一座桥的设计包含许多考虑因素,在具体设计中,要求设计人员综合各种因素,作分析、判断,做出可行的最佳方案。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}1、拟定桥梁上部结构、下部结构(桥台、桥墩、桩基础)的尺寸。 主要是确定横截面的形式,根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》等相关技术规范,按要求确定箱梁的截面形式,包括箱型梁截面的顶板、底板、腹板的厚度设计,以及承托和截面高度的设计。
2、确定施工方式。
主要是确定是现浇还是预制拼装已经施工方式。