大跨径连续刚构桥设计和施工中几个问题的讨论.ppt

* * * * * * * * 湖南大学： 5m长的钢绞线经二次张拉后，回缩损失由24％降为5％，预应力效率至少是精轧螺纹钢的2倍。 梁高3m的4米长节段混凝土箱梁 两种预应力体系等应力时造价比较 32mm 精扎螺纹钢筋 9955.2 元 钢绞线 6793.4 元 刚构墩身建成后相当长时间，才建墩上梁的0号块。由于墩身横向收缩已大部分完成，而0号块横向收缩受到墩身约束导致底板中部出现裂缝。 所有存在龄期差的混凝土结合面，都有因收缩差而出现纵向裂缝的风险。 因此，节段浇筑时间间隔不要过长，截面配筋要考虑收缩影响。 超载特别是超重车轴荷载的作用，对横向的影响比纵向更大，这是因为纵向弯矩自重绝占大部分；而横向弯矩主要由活载引起，轴重超过规范时，易出现顶板下缘的纵向裂缝。 裂缝成因之一： 日照作用下腹板内侧拉应力可达2MPa 汽车活载对长期挠度的影响分析 对于长期作用在桥梁上的汽车活载，在计算中给予适当的折减，取两车道进行计算。计算20年时间活载效应产生的长期徐变挠度。泾河桥 活载效应造成的弹性挠度最大值为4.1cm，长期徐变挠度增量为4.7cm。 苏通桥 活载产生的弹性挠度为6.1cm，除去活载弹性挠度的影响，活载效应造成的长期徐变挠度增量为5.3cm 桥墩变形对主梁线形的影响 墩高不同 截面尺寸不同 竖向弹性变形不同 位置不同 竖向徐变变形不同 变形差 桥墩竖向变形差对主梁线形的影响包括两部分。 第一，桥墩竖向位移将直接引起墩顶处梁端的竖向下移，这将使每跨主梁线形产生线形变化。 第二，桥墩竖向变形使得主梁产生附加内力，进而使得主梁产生间接变形。 泾河桥成桥20年由桥墩变形引起的主梁直接和间接变形 直接变形要大于间接变形 泾河桥成桥20年由桥墩变形引起的主梁总变形见下图： 合拢成桥20年后引起主梁最大下挠（长期）最大值为 33.3mm。 沿截面高度的压应力分布梯度 对结构变形的影响 沿截面高度的压应力分布梯度 对结构变形的影响 应控制负弯矩区域截面的应力梯度 内支点底板厚度宜不小于跨径的1/140。 传统预应力配束观点以强度为目标进行控制设计，选择成桥后运营状态为基本图式（即一次落架图式），通过运营状态的内力包络图，按保留一定压应力储备原则来设计梁体内的预应力索。为了使施工中梁顶面的标高符合设计线形，通常设置一定的预拱度。在双悬臂施工中，梁的安装标高还要根据分块施工预应力大小以及梁段标高实测情况，通过工程控制计算来确定。 对大于150m 梁桥箱梁中按“零弯矩”配索设计在实际中很难办到，故需找新径。 “零弯矩”观点以挠度为控制目标，由于不设预拱度桥梁线型始终不变。根据林同炎教授提出的荷载平衡概念，假如用预应力产生的弯矩平衡自重产生的弯矩，这样在预应力和自重作用下结构将处于轴向受压状态，结构在混凝土长期收缩和徐变作用下，只会发生轴向变形，而不会发生弯曲下挠。从理论上讲，设计时只要保证结构在预应力和自重作用下，每个截面弯矩为零，那么建造时就可以不设置预抛高。这样有利于施工控制。 采用恒载零弯矩理论分阶段配置预应力钢束具体做法是：在悬臂阶段，按照结构零弯矩要求设计悬臂静定束。使单个T构仅受轴向压力作用。然后根据结构合拢顺序，设计后期束，满足正常使用阶段应力要求。对于采用悬臂浇注法施工的梁桥，由于每个节段混凝土龄期有差异，预应力损失难以精确计算。很难保证每个截面弯矩都为零。但是，可以根据恒载零弯矩理论配束，使每个截面在恒载作用下总弯矩较小，这样挠度和徐变内力均较小，有利于工程控制。 箱梁截面不均匀收缩徐变研究 均匀收缩 不均匀收缩 轴向变形，无截面转动 混凝土板，干缩率大致与板厚度的平方成反比 轴向变形，截面转动 箱梁截面不均匀收缩徐变研究 不同板厚的板收缩变形随时间的发展 薄板收缩速度快于厚板 混凝土300天、1000天、10000天 0.3m的板收缩应变为1.3m的板收缩应变的4.1倍、3.8倍、2.3倍 箱梁截面不均匀收缩徐变研究 板厚对徐变系数的影响 板厚从0.3~1.3m变化，徐变系数相差很小 箱梁截面不均匀收缩徐变研究 箱梁节段分析 收缩后保持平截面 梁单元实现 降温 不均匀收缩效应可以等效为梯度温度荷载在梁单元中实现 顶板厚度0.3m，不同底板厚度截面曲率随时间的发展 截面曲率先增大后减小 不均匀收缩对主梁挠度影响 主梁竖向变形值 主梁累计最大上拱值（mm） 主梁累计最大下挠值（mm） 板厚(m) 1年 2年 4年 10年 20年 均匀收缩 5.8 4.8 3.3 0.38 -2.7 不均匀收缩 21.7 25.7 28.9 29.3 12.8 板厚(m) 1年 2年 4年 10年 20年 均匀收缩 -34.1 -35.1 -36.5 -39.4 -42.4