190m预应力混凝土连续刚构桥设计文献综述

 2022-03-18 21:53:12

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文献综述

一、前言

混凝土是现代土木工程建设的主要材料。现代土木工程正在向可持续性和经济性的方向发展,合理利用建筑材料的特性,充分发挥各种材料的优势,如何降低工程建设项目的成本成为当今工程建设任务的当务之急。在结构体保持良好的工作效应的前提下,充分发挥自身结构性能,并且做到经济、环保、美观,在桥梁工程领域越来越受到重视。一般的预应力连续刚构桥是指刚构桥是指梁和桥墩刚性相连,使得桥墩不光承受上部荷载的压力,由于固接的原因,刚构桥桥墩还需要承担弯矩和轴力,而此时,桥墩也会产生弯矩去抵消桥面板带来的弯矩,因此,连续刚构桥在同等跨径下的弯矩值相比于连续梁桥较小,换言之,连续刚构桥的跨径也比连续梁桥大得多。

二、国内外组合梁桥发展现状

20世纪50年代,前联邦德国首次采用悬臂施工法建成了跨径114.2m的连续刚构桥,开创了混凝土梁桥用于大跨径的新局面,T型刚构桥得到了迅速的开展,随着高速公路的发展,要求行车变得平稳,多伸缩缝的T型刚构桥已经不能满足要求,因此连续梁刚构桥得到了极大的发展,在悬臂施工时,梁墩临时固结,合拢后桥墩处概设支座,体系由此转变为连续梁。连续梁除两端外无其他伸缩缝,有利于行车,但需梁墩临时固结和转换体系;需要较大的费用和养护工作量。

于是连续刚构桥应运而生,近些年得到了很大的发展,其结构特点是梁体连续、梁墩固结,既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点,又保留了T型刚构不设支座、不需体系转换的优点,方便施工,且顺桥向有很大的抗弯刚度和横向抗扭刚度,能满足大跨径桥梁的受力要求。连续刚构不仅在公路上被广泛应用,在铁路上也开始采用。

图 1 图为连续刚构桥在铁路上的运用

三、甘肃桥梁的调研情况

表 1甘肃桥梁调研情况

序号

桥名

桥型

1

嘉峪关市新文大桥

下承式拱桥

2

嘉峪关市世纪金桥

斜拉桥

3

兰州黄河铁桥

桁架桥

4

兰州市银滩黄河大桥

斜拉桥

5

兰州市小西湖黄河大桥

斜拉桥

6

酒泉市神舟友谊大桥

斜拉桥

7

金塔县黑河大桥

混凝土连续梁桥

8

天宁沟特大桥

连续刚构桥

9

雁滩黄河大桥

钢管混凝土系杆拱

10

兰州市城关区东岗黄河桥

变截面预应力混凝土连续箱梁

11

白银市新田黄河公路大桥

混凝土连续T梁桥

12

庆阳市天宁沟特大桥

混凝土连续刚构桥

13

合水县铁李川桥

实腹式石拱桥

14

枫相乡洛塘河双层高架特大桥

预应力混凝土连续梁桥

15

文县白水江廊桥

石拱廊桥

16

临夏州永靖县黄河刘家峡太极大桥

斜拉桥

17

舟曲县城江大桥

钢筋混凝土桁架拱桥

18

甘肃泾河特大桥

变截面连续刚构桥

19

甘肃省达川铁路桥

连续梁桥

20

甘肃白榆公路黄河大桥

混凝土拱桥

由于嘉峪关市目前只有两座桥梁,选取甘肃省的桥梁进行调查,选取了20座桥进行调研,在甘肃仍存在着一些历史悠久的桥,例如文县白水江廊桥,综合比较以后,甘肃省桥梁跨径较大,斜拉桥采用较多,梁桥、拱桥次之,其余桥型很少。

图 2图为天宁沟特大桥

四、连续刚构桥需要解决的问题

图 3国外大跨径刚构桥调研情况(1)

图 4国外大跨径刚构桥调研情况(2)

图 5国外大跨径刚构桥调研情况(3)

  1. 减少温度内力

由于连续刚构桥桥墩和梁固结,为超静定结构,尤其是多跨结构,超静定次数更多,而温度会给混凝土刚构桥变形,因而会使得混凝土刚构桥产生内力。

解决办法:减小墩的抗推刚度,在墩身采用双壁墩角,其抗推刚度由原来的绕桥墩中轴线而变成绕自身形心轴,而且双壁墩也可减小负弯矩区的峰值。同时还要防止船只撞击,双壁墩通常不能直接承受船舶的直接冲击力。

  1. 边、主跨跨径比的选择

在规范中,边、主跨的比值一般是在0.5到0.7之间,但是经过调研发现,大部分的刚构桥的边、主跨径比在0.55至0.58之间。

  1. 梁高

从上图的调研情况可以得知,连续刚构桥箱梁根部的高跨比为1/15.7到1/20.6之间没其中大部分为1/18左右,近些年来有的桥已经达到低于1/20,梁高跨比的下降,使得上部结构更加轻盈。在设计中,往往采用二次抛物线,但是在L/4到L/8界面处的混凝土应力十分容易超限,在设计时需要注意。

五、刚构桥的发展趋势

我国目前建桥狂潮仍在继续,而刚构桥的优化和发展也在不断进行,刚构桥因其独有的特征,在未来跨径可以进一步的增大,上部结构也将进一步的轻型化,预应力荷载的施加方式也将变得更加简单。

资料编号:[262121]

文献综述

一、前言

混凝土是现代土木工程建设的主要材料。现代土木工程正在向可持续性和经济性的方向发展,合理利用建筑材料的特性,充分发挥各种材料的优势,如何降低工程建设项目的成本成为当今工程建设任务的当务之急。在结构体保持良好的工作效应的前提下,充分发挥自身结构性能,并且做到经济、环保、美观,在桥梁工程领域越来越受到重视。一般的预应力连续刚构桥是指刚构桥是指梁和桥墩刚性相连,使得桥墩不光承受上部荷载的压力,由于固接的原因,刚构桥桥墩还需要承担弯矩和轴力,而此时,桥墩也会产生弯矩去抵消桥面板带来的弯矩,因此,连续刚构桥在同等跨径下的弯矩值相比于连续梁桥较小,换言之,连续刚构桥的跨径也比连续梁桥大得多。

二、国内外组合梁桥发展现状

20世纪50年代,前联邦德国首次采用悬臂施工法建成了跨径114.2m的连续刚构桥,开创了混凝土梁桥用于大跨径的新局面,T型刚构桥得到了迅速的开展,随着高速公路的发展,要求行车变得平稳,多伸缩缝的T型刚构桥已经不能满足要求,因此连续梁刚构桥得到了极大的发展,在悬臂施工时,梁墩临时固结,合拢后桥墩处概设支座,体系由此转变为连续梁。连续梁除两端外无其他伸缩缝,有利于行车,但需梁墩临时固结和转换体系;需要较大的费用和养护工作量。

于是连续刚构桥应运而生,近些年得到了很大的发展,其结构特点是梁体连续、梁墩固结,既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点,又保留了T型刚构不设支座、不需体系转换的优点,方便施工,且顺桥向有很大的抗弯刚度和横向抗扭刚度,能满足大跨径桥梁的受力要求。连续刚构不仅在公路上被广泛应用,在铁路上也开始采用。

图 1 图为连续刚构桥在铁路上的运用

三、甘肃桥梁的调研情况

表 1甘肃桥梁调研情况

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