预应力混凝土连续梁桥.pptx
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1、-1-预应力混凝土连续梁桥的设计-1-2024/6/17 周一大跨梁桥的几种类型-2-预应力混凝土连续梁桥的设计-2-2024/6/17 周一等截面连续梁等截面连续梁变截面连续梁变截面连续梁连续刚构连续刚构刚构刚构连续组合梁连续组合梁-3-预应力混凝土连续梁桥的设计-3-2024/6/17 周一大跨梁式桥具有以下优点:1、造价相对较低;2、施工简易快捷;3、建筑高度小,适应能力强;4、维护费用少。因而是因而是200m跨径以内的主力桥型。跨径以内的主力桥型。-4-预应力混凝土连续梁桥的设计-4-2024/6/17 周一 大跨梁式桥经长期使用后,容易出现一些大跨梁式桥经长期使用后,容易出现一些较常
2、见的病害。概括起来有:较常见的病害。概括起来有:概概 述述一、跨中下挠;一、跨中下挠;二、梁体开裂。二、梁体开裂。-5-预应力混凝土连续梁桥的设计-5-2024/6/17 周一1978年建成通车的帕劳共和国科罗巴岛桥,主跨年建成通车的帕劳共和国科罗巴岛桥,主跨241 m的的PC连续刚构桥,通车后不久就开裂和下挠,连续刚构桥,通车后不久就开裂和下挠,1996年年9月月倒塌。倒塌。典型实例:-6-预应力混凝土连续梁桥的设计-6-2024/6/17 周一一、梁体下挠问题-7-预应力混凝土连续梁桥的设计-7-2024/6/17 周一梁体下挠梁体下挠 跨中下挠跨中下挠是十分普遍的现象。是十分普遍的现象。
3、主因由主因由混凝土徐变引起混凝土徐变引起。跨中下挠往往跨中下挠往往伴随伴随跨中段出现横向裂跨中段出现横向裂缝和大量斜裂缝,其下挠可达到相当大缝和大量斜裂缝,其下挠可达到相当大的程度,造成严重病害。的程度,造成严重病害。-8-预应力混凝土连续梁桥的设计-8-2024/6/17 周一 黄石长江公路大桥跨中下挠,最大已达黄石长江公路大桥跨中下挠,最大已达到到33.5cm33.5cm,当然同时出现大量的主拉应力斜,当然同时出现大量的主拉应力斜裂缝与跨中区段横向裂缝。裂缝与跨中区段横向裂缝。梁体下挠梁体下挠-9-预应力混凝土连续梁桥的设计-9-2024/6/17 周一湖北钟祥汉江大桥湖北钟祥汉江大桥 因
4、下挠和开裂等严重病因下挠和开裂等严重病害而拆除重建!害而拆除重建!年月通车,05年拆除65m+3100m+65m,五跨连续箱梁桥-10-预应力混凝土连续梁桥的设计-10-2024/6/17 周一钟祥大桥正在拆除钟祥大桥正在拆除-11-预应力混凝土连续梁桥的设计-11-2024/6/17 周一跨中下挠的预防对策梁体下挠梁体下挠-12-预应力混凝土连续梁桥的设计-12-2024/6/17 周一(一)控制负弯矩区域截面的应力梯度梁体下挠梁体下挠-13-预应力混凝土连续梁桥的设计-13-2024/6/17 周一梁体下挠梁体下挠 徐变徐变下挠大下挠大 徐变徐变下挠小下挠小沿截面高度的压应力沿截面高度的压
5、应力分布梯度分布梯度:-14-预应力混凝土连续梁桥的设计-14-2024/6/17 周一梁体下挠梁体下挠 只有只有轴向轴向徐变徐变 徐变徐变上拱上拱沿截面高度的压应力沿截面高度的压应力分布梯度分布梯度:-15-预应力混凝土连续梁桥的设计-15-2024/6/17 周一设计对策:梁体下挠梁体下挠 上缘增大压应力(加预应力)下缘减小压应力(增加底板厚度)-16-预应力混凝土连续梁桥的设计-16-2024/6/17 周一梁体下挠梁体下挠 在梁根部区段,可使悬臂节段的自重完全由预应力抵消(零弯矩)。内支点上方底板厚度宜不小于跨径的1/140。-17-预应力混凝土连续梁桥的设计-17-2024/6/17
6、 周一梁体下挠梁体下挠-18-预应力混凝土连续梁桥的设计-18-2024/6/17 周一 跨中下挠的预防对策:(二)足够的正截面和斜截面强度 梁体下挠梁体下挠 鉴鉴于于跨跨中中下下挠挠往往往往与与横横向向裂裂缝缝与与斜斜裂裂缝缝一一起起发发生生,相相互互促促进进恶恶化化,因因此此保保证证梁梁有有足足够够的的正正截截面面强强度度和和斜斜截截面面强强度度是是首首要要的的。计计算中要充分考虑徐变的不利影响。算中要充分考虑徐变的不利影响。-19-预应力混凝土连续梁桥的设计-19-2024/6/17 周一 (三)设计文件的规定(1)混凝土加载龄期至少应在7天以上,强度和弹模至少在90以上。梁体下挠梁体下
7、挠(2)宜采用真空压浆,减小管道摩阻、防止漏浆。(3)严格控制混凝土超方。-20-预应力混凝土连续梁桥的设计-20-2024/6/17 周一(四)特大跨径梁桥跨中区段轻型化梁体下挠梁体下挠-21-预应力混凝土连续梁桥的设计-21-2024/6/17 周一斯托尔马桥斯托尔马桥(L L=301m=301m),跨中跨中182m182m为为C60C60轻质混凝土轻质混凝土 梁体下挠梁体下挠-22-预应力混凝土连续梁桥的设计-22-2024/6/17 周一重庆石板坡长江大桥跨中108m长为钢梁梁体下挠梁体下挠-23-预应力混凝土连续梁桥的设计-23-2024/6/17 周一(五)徐变计算适当考虑活载影响
8、梁体下挠梁体下挠 徐变计算不只针对恒载,应适当考虑大交通量活载的影响。苏通长江大桥辅航道桥设计考虑了二个车道的汽车荷载参与徐变计算,值得借鉴。-24-预应力混凝土连续梁桥的设计-24-2024/6/17 周一二、梁体开裂问题-25-预应力混凝土连续梁桥的设计-25-2024/6/17 周一 交通部公路科学研究院曾经对全国公路系统主交通部公路科学研究院曾经对全国公路系统主跨大于跨大于60 m60 m的近的近180座座主要预应力混凝土箱梁桥作了主要预应力混凝土箱梁桥作了裂缝调查与统计。根据统计结果:裂缝调查与统计。根据统计结果:腹板裂缝腹板裂缝顶板裂缝顶板裂缝底板裂缝底板裂缝横隔板裂缝横隔板裂缝齿
9、板裂缝齿板裂缝86.4%90.9%54.5%86.4%36.4%梁体开裂梁体开裂-26-预应力混凝土连续梁桥的设计-26-2024/6/17 周一梁体开裂斜裂缝梁体开裂斜裂缝(一)腹板斜裂缝-27-预应力混凝土连续梁桥的设计-27-2024/6/17 周一 腹板斜裂缝腹板斜裂缝是出现最多的梁体裂缝。与梁轴线呈2550开裂。斜裂缝的另一个特征是箱内腹板斜裂缝要比箱外腹板斜裂缝严重。这已为一些大跨径梁桥的检查结果所证实。梁体开裂斜裂缝梁体开裂斜裂缝-28-预应力混凝土连续梁桥的设计-28-2024/6/17 周一内侧(条)内侧(条)外侧(条)外侧(条)上游腹板上游腹板808100下游腹板下游腹板1
10、149294合合 计计1957384 黄黄石石长长江江公公路路大大桥桥通通车车七七年年后后,于于2002年年5月月对对大大桥桥进进行行了了检检测测,发发现现严严重重的的病病害害,箱箱梁梁裂裂缝缝检检出出2438条条,其其中中1957条条分分布布在在箱箱梁梁腹腹板板内内表表面面上上(占占80.3%),384条条分分布布在在腹腹板板外外表表面面上上(占占15.8%),87条条分分布布在在箱箱梁梁底底板板上上(占占3.6%)。箱梁腹板裂缝统计黄石长江公路大桥开裂现象-29-预应力混凝土连续梁桥的设计-29-2024/6/17 周一黄石长江大桥腹板裂缝-30-预应力混凝土连续梁桥的设计-30-2024
11、/6/17 周一梁体开裂斜裂缝梁体开裂斜裂缝 预防腹板斜裂缝的设计对策-31-预应力混凝土连续梁桥的设计-31-2024/6/17 周一梁体开裂斜裂缝梁体开裂斜裂缝1、腹板计算应考虑空间效应面内应力:-32-预应力混凝土连续梁桥的设计-32-2024/6/17 周一梁体开裂斜裂缝梁体开裂斜裂缝日照温差导致箱梁内部全截面受拉面外应力温度影响按照多国规范计算,日照作用下腹板内侧拉应力可达2MPa-33-预应力混凝土连续梁桥的设计-33-2024/6/17 周一产生水平拉应力产生水平拉应力梁体开裂斜裂缝梁体开裂斜裂缝跨中张拉后期索导致腹板受弯拉、底板受弯面外应力后期索影响-34-预应力混凝土连续梁桥
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