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混凝土連續剛構橋設計理念研究

來源:華盛論文網 發表時間:2020-08-17 09:35 隸屬于:工業論文 瀏覽次數:

摘要 近年來,我國的橋梁結構建造技術日益完善,越來越多的橋梁工程在設計時使用了大跨度連續剛構橋。但隨著橋梁使用時間的延長,暴露出撓曲、裂縫等問題,受到了相關專家學者的高

国产富二代app下载   近年來,我國的橋梁結構建造技術日益完善,越來越多的橋梁工程在設計時使用了大跨度連續剛構橋。但隨著橋梁使用時間的延長,暴露出撓曲、裂縫等問題,受到了相關專家學者的高度關注[1]。因此,應探尋出更合理的設計理念和設計方法,以提升大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計水平,推動我國橋梁工程的可持續發展。

混凝土連續剛構橋設計理念研究

  1大跨度預應力混凝土連續剛構橋常見問題

  大跨度預應力混凝土連續剛構橋在設計初期,需深入了解其受力特征、施工工藝及風險等,并在設計圖紙中將相關事項給予說明,以便施工單位在橋梁建設過程中能夠進行動態調整,及時應對各種施工問題。如果橋梁設計理念和設計方法不當,可能會出現裂縫問題、下撓病害、墩臺病害等[2]。

国产富二代app下载   1.1裂縫問題

  橋梁結構裂縫往往存在于:邊孔近現澆段及中孔1/4L~3/4L段的主箱梁腹板部位處,箱梁較長懸臂翼緣板的跨中頂板及頂板懸臂根部位處,主箱梁底板跨中部。

国产富二代app下载   1.2下撓病害

  下撓病害是大跨度連續剛構橋中的一種常見病害,以跨中下撓病害為主。引發下撓病害產生的原因影有以下三方面[3]:(1)未對混凝土收縮徐變影響進行有效評估,在大跨度連續剛構橋設計中采用懸澆施工方法,導致隨著混凝土強度的提高,板件的厚度變小,從而導致徐變越來越大。(2)結構出現裂縫。由于出現的裂縫較多且較為嚴重,進而導致跨中下撓病害過于嚴重。(3)施工問題。施工方法不當是引發梁頂下撓的主要原因。1.3墩臺病害墩臺是指存橋梁基礎結構及上部結構之間的部位。墩臺病害包括墩臺變位、裂縫、銹蝕、孔洞外露、不均勻沉降、撞擊破壞、位移等。若不及時針對墩臺開展維修作業,將會嚴重弱化橋梁結構的使用功能。

国产富二代app下载   2大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計

  2.1大跨度連續剛構橋設計理念

国产富二代app下载   橋梁工程設計人員在對普通橋梁的正截面極限承載力開展驗算時主要是選擇平面模型,在對橋面板中的配筋進行計算時主要使用簡支模型。然而以上計算方法在實際應用過程中仍存在局限性,如使用一般空間分析及傳統的平面分析方法,便不能對橋梁的橫向彎曲、翹曲、二次應力分布情況進行充分考慮。一般空間分析方法及特征見表1[4.若二次應力分布特征不明確,將無法有效實施及開展橋面板配筋工作,進而引發箱梁出現開裂情況,導致大跨度連續剛構橋設計出現諸多不合理之處。通過以上研究可知,在對大跨度預應力混凝土連續剛構橋進行設計時,不建議采用空間分析法及平面計算軟件方法。而應采用設計理念為空間分析法的整體平面計算法。該設計理念可充分體現大跨度連續剛構橋的整體與局部受力特性,防止橋梁結構出現嚴重的開裂問題。

  2.2大跨度連續剛構橋設計要點

  2.2.1預應力束設計縱向預應力鋼筋束設計,其設計工作主要以橋梁結構彎矩圖為依據,但現階段設計工作主要以直線式配束實現。在進行橋梁結構縱向鋼筋束設計方案選擇時,通常采用以下設計方法[5]:(1)預應力橋梁的受力狀態與混凝土結構間存在密切的關系,需以此為依據確定彎起束及連續束等參數。(2)未充分了解大跨度連續剛構橋的抗剪強度機理。為提升橋梁的安全性,應提升鋼筋的數量。(3)對橋梁結構構件進行分類時,應以預應力大小為依據,將其分成部分預應力構件及全預應力構件兩種,并以此明確鋼筋數量。為提升有效應力,應做好豎向預應力鋼筋束設計工作。2.2.2箱梁尺寸設計確保箱梁尺寸設計的合理性。其中,箱梁尺寸設計工作一般包括橫隔板、橫斷面及橋跨三方面內容。橋跨布置應做好橋梁各跨跨徑、橋梁總跨度、橋梁高度的控制。大跨度連續剛構橋箱梁尺寸設計應嚴格按照《公路橋涵設計手冊》中的要求開展設計工作,大跨度連續剛構橋的經濟跨度為100~240m,最大理論跨度為200~300m。如橋梁總跨度比經濟跨度小,則應做好其他類型橋梁結構設計工作。另外,應增加箱梁底板厚度、頂板厚度及腹板厚度,以對橋梁結構截面進行保護,從而充分發揮橋梁的抗剪強度,確保橋梁結構施工期間鋼筋布置工作的便利性及合理性。在對大跨度預應力混凝土連續剛構橋進行設計時,應縮短相鄰橫隔板之間的距離,并加強支座隔板及端隔墻等工作內容。2.2.3配筋設計配筋設計是大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計中的一項重要內容,配筋設計工作包括橫向、縱向、豎向預應力筋的布置。其中,縱向預應力鋼筋束布置包括腹板預應力鋼筋束布置、頂板布置等,在進行配筋設計時,應嚴格遵循以下設計原則:①為避免拉應力區的出現,應做好錯位搭接工作。②應確保頂板預應力鋼筋束數量充足,以保證底板預應力束在箱梁橋體中保持較大的壓應力狀態,以儲備較多的預應力。普通鋼筋在實際使用過程中的作用主要包括以下兩方面:①防止橋梁施工期間混凝土材料出現收縮情況。②避免溫差所引發的剛構橋裂縫現象,改善橋梁運營期間的抗壓能力。因此,為充分發揮非預應力筋的性能,應提升混凝土材料及鋼筋的黏結力,以取得良好的局部配筋效果。另外,應保證頂板預應力數量的充足,以確保箱梁體具備足夠的預應力。

  3結論

  本文針對大跨度預應力混凝土連續剛構橋的常見病害、設計理念、設計要點等方面展開深入探討,主要得到以下幾方面的結論:①大跨度預應力混凝土連續剛構橋常見問題主要有裂縫問題、下撓病害、墩臺病害等;②大跨度預應力混凝土連續剛構橋在設計過程中主要是采用整體平面計算法,該方法能充分體現橋梁的受力特性(包括二次應力分布),并且還能充分考慮剛構橋局部復雜的受力特性;③大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計期間應重點關注預應力束設計、箱梁尺寸設計、配筋設計等方面。根據工程情況制訂完善的設計方案,以提升大跨度預應力混凝土連續剛構橋的社會及經濟效益,促進橋梁建設水平的提升。

  參考文獻:

国产富二代app下载   [1]楊瑩.大跨徑預應力混凝土連續剛構橋長期下撓因素影響分析[D].西安:長安大學,2019.

  [2]汪家緯.大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計要點及案例[J].公路交通科技(應用技術版),2018,14(10):198-200,212.

  [3]程巖.無砟軌道大跨度連續剛構橋變形特性分析[J].城市軌道交通研究,2016,19(10):57-60.

  [4]丁建偉.大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計若干問題研究[D].成都:西南交通大學,2013.

国产富二代app下载   [5]李三珍.大跨度預應力混凝土連續剛構橋設計、施工新技術及施工控制研究[D].昆明:昆明理工大學,2002.

  《混凝土連續剛構橋設計理念研究》來源:《交通世界》,作者:劉明

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聲明:《混凝土連續剛構橋設計理念研究》