浅谈预应力混凝土连续箱梁桥设计中的问题.doc
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1、浅谈预应力混凝土连续箱梁桥设计中的问题摘要 桥梁设计是一项综合的工程,设计过程中会遇到一些问题,如桥位选择、桥面标高的确定、确定桥梁分孔、主梁截面选择、确定墩台基础形式、墩台基础埋置深度、结构尺寸的拟定,以及有关桥梁的其他问题,如主梁截面普通钢筋及预应力钢筋的布置、桥墩、桥台和桩基的配筋设计、桥面系的布置等.关键词 桥梁设计,预应力结构,连续箱梁桥,总体布置,结构计算相对于简支梁桥,连续梁桥结构体系和受力特点具有明显的优势,其跨中正弯矩降低很多,同时支点出现负弯矩。混凝土材料耐久性较好,能够适应桥梁结构后期运营使用过程中产生的磨损,钢结构在使用过程中,应做好防腐措施,工程造价过高。在桥梁结构形
2、式选择过程中,大多数设计单位会优先考虑混凝土连续箱梁桥,设计过程中遇到的问题,可以通过查阅桥梁规范,或者借鉴相似工程在设计过程中的经验取值,能够对设计具有指导作用。1。桥梁总体布置1。1 桥位设计桥位的选择常与桥梁结构体系、原有或新建道路线形及周围环境等众多方面。桥位设计应能够保证原有或既定交通的正常运营,能够通过设计的洪水流量,满足通航要求,并与桥址周围的工农业、自然环境等相协调.桥位选择需要注意保护文物、保护生态环境,同时要注意尽量少占用耕地和农田,尽量做到对有意义及有价值的建筑物的保护。桥位确定后,应进行桥孔布置。桥孔的大小和长度,应与天然状态桥下河槽或河滩流量分配相协调,并能满足泄洪排
3、沙的要求。桥孔的布置,应该针对不同桥位进行不同的设计,河槽稳定不会扩宽或河槽不稳定时,桥孔布置需考虑以上因素.桥孔布置后桥墩的选择也应满足一定的要求,尽可能小的减小对河流的影响,充分考虑桥墩阻水的影响。桥面标高的确定,应该根据该桥的使用要求进行选择,注意与既定道路之间的衔接。若桥面标高与既定道路高差过大,可以考虑设置引桥以克服高差.且河流通过设计水位时,须保证支座不受水流侵袭,同时还需要考虑桥墩阻水等各种因素引起的各类升高值,若桥梁结构有通航要求,还应该满足通航净空的要求。1.2 结构形式结构形式的确定应遵循一般原则中的安全、适用、耐久、经济、美观这五项要求,所选择的结构形式应有足够的抗力,以
4、抵抗各种可能的作用,包括偶然作用(如船撞、台风等)及地震作用。对于城市桥梁或标志性桥梁,同时应考虑美观,结构形式应尽量新颖,尽量保证与上下游河段的现有桥梁形式不相同.结构形式应尽量降低行车过程中的颠簸,故应尽量少的设置伸缩缝。主梁截面与墩台基础的形式需满足安全、适用、经济、耐久等要求,主梁截面的设计应进行技术经济性比较,尽量在保证安全的基础上,使桥梁的总造价降低,做到节约材料和环保.同时应考虑施工条件的影响,便于施工和缩短施工周期,仍须保证后期的检查和维修工作能够进行。墩台形式需要综合桥梁的结构形式、桥位地质情况和施工因素进行选择,重力式桥墩主要靠自身重量来平衡外力,一般采用天然石材或者是片石
5、混凝土进行砌筑,因此适合于桥位周围石材丰富的情况,而空心桥墩是实体墩向结构轻型化发展的一种形式。当桥墩较高时,推荐采用空心桥墩,能够减小圬工体积,利于保护环境和节约材料。桥台主要起到过渡的作用,从桥梁过渡到道路,同时又有挡土的能力,因此在设计时要充分考虑桥台背后填土对于台身的影响。轻型桥台的特点是利用本身的抗弯性能抵抗各种作用,同时大幅度减小了圬工体积。结构尺寸的拟定应当满足现行的设计规范与技术标准,主梁截面考虑抗弯惯矩和抗扭刚度,设计为混凝土箱梁,为便于检修,设计为单箱单室。施工过程中,箱梁的底板将会产生很大的压应力,因此底板设计为变厚度板。顶板的厚度设计应满足两方面的要求,其一,考虑桥面在
6、使用运营过程中的抗弯要求;其二,在正常使用过程中,顶板将承受负弯矩,应使预应力筋的平弯竖弯及锚固满足规范的规定。在横向布置多个支座时,可将箱梁看成连续梁,其顶板仍承受负弯矩,应设置横向预应力束。1。3 墩台基础墩台基础尺寸的拟定应满足抗震规范所规定的尺寸和构造要求.墩台的尺寸应根据上部结构形式、支座布置、主梁的施工方法等要求而决定,悬臂施工连续梁时,桥墩尺寸应能满足支承0#块,且能够安装挂篮.根据规范要求,墩台顶帽下应设置加强钢筋网,除此之外其余部分仅设构造钢筋即可。支座的布置应与结构体系相适应,对于连续梁桥,为保证梁体在温度和收缩徐变的影响下,尽可能的产生较小的次内力。每联设置一个双向支座,
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