预应力混凝土连续梁桥

预应力混凝土连续梁桥
一预应力混凝土连续梁桥
1.力学特点及适用范围
连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下,主梁受弯,跨中截面承受正弯矩,中间支点截面承受负弯矩,通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构,温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。
由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂,能充分发挥高强材料的特性,促使结构轻型化,预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力,加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和大跨径的桥梁。
2.立面布置
预应力混凝土连续梁桥的立面布置包括体系安排、桥跨布置、梁高选择等问题,可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式(图1)。结构形式的选择要考虑结构受力合理性,同时还与施工方法密切相关。
a
b
a.不等跨不等截面连续梁
b. 等跨等截面连续梁
图1 连续梁立面布置
1.桥跨布置
根据连续梁的受力特点,大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布置,但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布置。当采用三跨或多跨的连续梁桥时,为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等,达到经济的目的,边跨取中跨的0.8倍为宜,当综合考虑施工和其他因素时,边跨一般取中跨的0.5~0.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值,以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨,会在边跨支座上产生拉力,需在桥台上设置拉力支座或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航(车)净空及地质条件等因素的限制,并且同时总长度受到制约时,可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合,跨径从中间向外递减,以使各跨内力峰值相差不大。
桥跨布置还与施工方法密切相关。长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁,多采用等跨布置,这样做结构简单,统一模式。等跨布置的跨径
表1 腹板间距与顶板厚度
顶板两侧悬臂板的长度是调节顶板内弯矩的重要因素。悬臂板长度一般采用2~5m,当长度超过3m后,一般需布置横向预应力筋。
对于变截面连续梁,箱梁跨中底板厚度一般按构造选定,若不配预应力筋,厚度可取15~18cm;配有预应力筋,厚度一般为20~25cm。
在负弯矩区特别是在靠近桥墩的截面底板,承受较大的负弯矩,由于底板的宽度比顶
板小得多,底板的厚度要比顶板大,以适应受压要求。墩顶处底板厚度一般为支点梁高的1/10~1/12,底板厚度由跨中向支点逐渐加厚。
对于顶推法施工的等高连续梁,由于施工过程中截面承受交变的正负弯矩,底板往往设计成等厚。
(2)腹板厚度
跨中腹板厚度的选定,主要取决于布置预应力筋和浇注混凝土必要的间隙等构造要求。一般情况下可按以下原则选用:腹板内无预应力筋时,可取20cm;腹板内有预应力筋时,可取25~30cm;腹板内有预应力筋锚固头时,取35cm。为满足支点较大剪应力要求,墩上或靠近桥墩的箱梁根部腹板需加厚到30~
60cm,特殊情况可达100cm。大跨度桥腹板应采用变厚度形式,从跨中向支点分段线形逐步加厚,变厚段一般为一个节段长。为方便施工,简化内模构造,中、小跨径连续梁桥腹板一般采用等厚度形式。
3.横隔梁(板)
采用T型截面的连续梁桥,其横截面的抗扭刚度较小,为增加桥梁的整体性和横向刚度,一般均需设置中横隔板和端横隔板。中横隔板的数目、位置及构造与简支梁相同。
箱形截面的抗弯刚度和抗扭刚度较大,除在支点部位设置横隔板外,中间横隔板的数目较少,即使有横隔板,对横向刚度影响并不显著,而且增加了施工难度,目前的趋势是少设或不设中间横隔板。对于弯、斜梁,设置中横隔板的效明果显,横隔板的厚度可取15~20cm。
箱梁支点处端横隔板的尺寸和配筋形式与箱梁的支承方式有关。当支座直接位于主梁腹板之下时,端横隔板的主要作用是增加箱梁横向刚度,限制箱梁的畸变,横隔板厚度为30~50cm,横隔板中只需配置一定数量普通钢筋(图3)。当支座设置在横隔板中部时,横隔板还要承担着传递支反力的作用,是重要的受力结构,如采用普通钢筋混凝土结构,横隔板内的抗剪、抗弯及抗裂钢筋交错密布,导致混凝土浇筑困难且不易振捣密实,而如果采用预应力混凝土,横隔板厚度一般小于80cm,横隔板中设置曲线形的预应力筋,如图4所示,则可避免钢筋混凝土横隔板所产生的弊病。为满足施工、维
修和通风要求,横隔板上一般设置过人洞。

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