桥梁中预应力混凝土T形梁预制阶段的力学分析
桥梁工程施工中预制T形梁施工技术
桥梁工程施工中预制T形梁施工技术摘要:在高速公路桥梁建设中,采用预制 T梁为常用的方法,其在保证工程质量、提高效率方面均有显著的应用优势。
但预制 T梁的施工环境复杂,质量要求高,极易由于某些细节把控不到位而出现问题,例如裂缝、支座病害等。
因此,需要加强对预制 T梁施工技术的探索,准确把握技术要点,提高预制T梁质量。
关键词:桥梁工程;预制T梁;预应力施工中图分类号:U445文献标识码:A引言T梁具有受力合理、结构稳定的显著特点,在我国桥梁工程中应用广泛。
但由于桥梁工程施工复杂,在现场浇筑T梁施工容易出现各种病害,严重影响T梁的稳定性和耐久性。
为避免此类问题,施工单位在T梁建设过程中应加强预制T梁施工技术的研究,先预制T梁施工,再运输至现场安装,以有效地提升T梁施工质量。
1预制T梁施工特点在桥梁施工中,由于T梁重量、体积过大等因素,对施工场地有着较高要求,在选择施工场地前,应根据T梁施工方法与工艺等因素,合理布置T梁场地。
吊装是T梁施工的重要环节,而桥梁建设活动通常发生在偏远地区,现场交通条件欠佳,大型吊机难以进入现场,明显加大吊装作业难度。
为此,需综合考虑T梁的尺寸及重量、现场场地条件等,合理选择吊机,妥善规划吊运路线。
在实际施工中,需规范作业,以免出现问题。
对于T梁的混凝土浇筑,其质量要求较高,若建设现场较为偏远,需注重对商品混凝土的准备工作,保证供应充足,采取连续浇筑方法,加强对混凝土质量的控制。
例如水灰比、水泥用量等均要成为重点考虑对象,以试验所得的配合比为准,精准控制各类原材料的用量。
遵循随拌随用的基本原则,尽可能缩短混凝土拌和后至浇筑前的间歇时间。
2工程概况某桥梁工程总长度为150m,桥梁主拱净跨为115m,桥面宽度为5.8m,桥梁结构为T梁,桥梁施工现场施工条件差,加之工程施工周期紧、质量要求严格。
为确保桥梁工程的整体施工水平,决定采用预制T梁施工技术,先在预制场内进行T梁的制作,再运输至现场安装。
某预应力混凝土简支T型梁桥施工方案设计
某预应力混凝土简支T型梁桥施工方案设计预应力混凝土简支T型梁桥是一种常见的道路桥梁结构,具有结构简单、施工便利、经济性好等优点。
下面将介绍预应力混凝土简支T型梁桥的施工方案设计。
1.设计基本参数(1)桥梁总长:80米(2)梁宽:12米(3)墩高:7米(4)轴线标高:3.5米(5)桥梁设计荷载:H30级公路活荷载标准(6)预应力张拉方式:选用预应力张拉系统,采用斜拉法进行预应力张拉2.施工工序(1)地基处理:对于桥梁的基础底部,应进行地基处理,包括地基平整、加固、加铺防水层等。
(2)墩柱施工:施工时应根据设计图纸要求,按照预制构件的尺寸和标高进行施工。
采用ARC预应力箱梁。
(3)沉箱灌浆:在墩柱施工完成后,进行沉箱灌浆,保证沉箱的稳定性和承载力。
(4)梁体施工:采用预制T型梁进行施工,预先进行压浆和预应力张拉。
(5)支座安装:在梁体施工完成后,将支座安装在墩台上。
(6)铺装施工:梁体施工完成后,进行道路的铺装和护栏的安装。
3.施工技术要点(1)预应力张拉:选用斜拉法进行预应力张拉。
根据设计要求,在合适的位置设置张拉孔,并安装预应力钢束。
采用较小的预应力张拉力,以保证梁体的稳定性。
(2)混凝土浇筑:在混凝土浇筑前,应进行模板的安装和处理。
混凝土应按照设计要求进行配制,并采取适当的震动措施,保证混凝土的密实性和均匀性。
(3)墩台施工:墩台的施工应按照设计要求进行,确保墩台的稳定性和承载力。
(4)支座安装:根据预制梁的标高,将支座安装在墩台上,保证梁体的稳定性和平稳度。
(5)护栏安装:在施工过程中,应按照设计要求进行护栏的安装,确保道路安全。
4.质量控制措施(1)施工过程中,要严格按照设计要求和规范进行施工,确保梁体的质量和强度。
(2)在混凝土浇筑过程中,要进行合理的震动措施,保证混凝土的密实性。
(3)在预应力张拉过程中,要严格控制张拉力,保证梁体的稳定性和承载力。
(4)在支座安装和护栏安装过程中,要保证安装的牢固性和稳定性。
不同斜交角度的T形梁桥力学性能分析
不同斜交角度的T形梁桥力学性能分析摘要:以20m跨径装配式混凝土简支T形梁桥为例,利用Midas Civil软件建立空间梁格模型,对该跨径不同斜交角度单跨T梁桥的力学性能进行了分析研究,为装配式斜交T梁桥的设计与研究提供参考。
分析结果表明:在顺车道方向,钝角区的支座反力明显大于锐角区的支座反力,当斜交角度为45°时,二者数值差距达60%;随着斜交角度的增加,最大弯矩值呈先增大后减小的趋势并且减小趋势逐渐趋于平缓,结构的最大挠度值逐渐减小,结构的最大剪力数值逐渐增加;斜交T形梁桥中,钝角处支承反力较大,宜采用刚度较大的支座,以增强结构耐久性。
同时,需考虑在钝角区上部结构中加密钢筋,以承受荷载。
关键词:桥梁工程;T梁;斜交角;力学性能引言斜交桥与正桥不同,其梁轴线的方向与支座连线不平行,所形成的夹角称为斜交角[1]。
装配式预应力混凝土T梁桥受力明确且构造简单,是中小型桥梁设计时所采用的重要形式之一[2],而一旦将正交的T梁桥变成斜交的T梁桥,其受力性能将明显不同于直线桥,受力就会发生较大变化,造成各腹板受力不一致,同时引起支座反力的变化等[3]。
本文以装配式混凝土简支T形梁桥为研究背景,应用Midas Civil软件建立空间梁格模型,分析不同斜交角度对混凝土T梁桥力学性能的影响,以期为混凝土T梁桥工程设计及维修加固提供参考。
1 工程概况根据装配式预应力混凝土T梁桥通用图,选取20m简支T梁为研究对象,桥面宽11.25m,由5片梁组成,梁高1.5m。
预制主梁及横隔梁、湿接缝、封锚端、桥面现浇混凝土均采用C50;桥面铺装采用沥青混凝土,设计荷载为公路一级。
主要采用的参数:计算跨径L=19.0m;弹性模量E=3.45×104MPa;截面惯矩I C=0.16m4;截面面积A C=0.754m2。
2 计算模型采用梁格法分别建立斜交角为0°、15°、30°及45°的四种简支斜梁桥模型,以分析斜交角度变化对斜梁桥受力性能的影响。
桥梁中预应力混凝土T形梁预制阶段的力学分析
表 3
图 2 预 应 力 钢筋 标 号
T
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结
构
一
图 1 梁 体 和 钢 11材料 的性能参数 . 111 物理 性 质 .. 本 文所 用 的数 据 来 源 于 设计 规范 料 的 物理 性 质 , 表 1 材 见 。
表 1
度
图 3 竖 向温 度 梯 度 ( 尺寸 单 位 : ) mm
产 生 向 上 反 向挠 度 ( 即反 拱 度 )某 些 情 况 下 在 梁 体 上 缘 还 会 出 现 纵 向 裂 缝 , 主体 用 材 , 以通 过 混 凝 土单 轴 受 压 的 应 力 一应 变 曲线 方程 对 材 料 , 所 这 些 问题 在 施 工 过 程 中往 往 难 以定 量 地 准确 控 制。 文 以交 通 部标 ; 中标 进 行 标 定 本 隹图 。 准 跨 径 为 3 m 的 预 应 力 混 凝 土 丁形 梁 为 例 , 基 于 有 限 元 理 论 , 采 用 0
二 是 温度 梯 度 施 加 的过 程 中 , 运 用 图 3中 的 竖 向 温度 曲线 可 。 在 混凝 土 中 , 梁 高 H在 4 0 若 0 mm 以 下 , 图 中 A= 一 0 ( m ) 且 H 1 0r 梁 a 高 大 于 或等 于 4 0 0 mm , A 3 0 则 = 0 mm。一 部 分钢 结 构 带 有 混凝 土桥 面 板 , = 0 mm, 在 图 中代 表 混 凝 土 面 板 厚 度 ( A 30 t mm ) 1 2 ℃ , , =5 T
成 带来 了负 面 影 响 , 阻碍 T形 梁 的推 广 和 普 及… 。 预 制 预 应 力 混 凝 土 T形 梁 的 施 工 过 程 中 ,尤 其 是 预 应 力 施 加 后, 梁体 会产 生 向上 反 向挠 度 , “ 拱 度 ”预 应 力 和 温 度 梯 度 是 其 即 反 , 产 生 的原 因 , 混凝 土 发生 徐 变 及 收 缩 , 间 不 断 延长 , 拱 度 也 会 因 时 反 随 之 加 大 , 以 , 将 会 导 致 构 件 发 生 很 大程 度 的 上拱 , 完 成 安 装 所 这 使 梁 的整呈波浪状 , 桥梁铺装层厚度不相 同, 甚至 有时无法对路线纵坡 进行调 整 , 国内外均 有很 多此种状况发生。 所 以 , 制 预 应 力 混凝 土 T形 梁 的 挠度 就 显 得 十 分 关键 。 控 1 模 型 的建 立 本文模 拟计算 了 3 mT形梁预制 , 0 因为横截面的长度对称 , 所以 将 一 半 长度 去 掉 。 选 用 丁 D 3 2单 元 f 2节点 线 性 杆 单 元 )的 钢 筋 、 C D R单 元( 38 8节点六面体单 元) 的混凝土。普通钢筋、 预应力钢筋和 混凝 土 可划 分 为 多个 单 元 , 数值 分 别 为 7 2 2 9 和 7 6 , 图 1 其 2 、0 、 3 9 如
预应力简支t型梁桥研究概况
预应力简支t型梁桥研究概况预应力简支T型梁桥是一种常见的桥梁结构,其具有结构简单、施工方便、承载能力强等优点,因此在现代桥梁建设中得到了广泛应用。
本文将从预应力简支T型梁桥的结构特点、设计原则、施工工艺等方面进行探讨。
一、预应力简支T型梁桥的结构特点预应力简支T型梁桥是由T型梁和简支墩组成的桥梁结构,其主要结构特点如下:1. T型梁:T型梁是桥梁的主要承载构件,其截面形状为T形,具有较高的承载能力和刚度。
T型梁的上部结构一般采用钢筋混凝土结构,下部结构采用钢结构或钢筋混凝土结构。
2. 简支墩:简支墩是T型梁的支座,其结构简单,施工方便。
简支墩一般采用钢筋混凝土结构,其高度一般为T型梁高度的1/3至1/2。
3. 预应力:预应力是指在桥梁施工过程中,通过预先施加一定的拉力,使桥梁构件在使用过程中处于一定的预应力状态,从而提高桥梁的承载能力和抗震能力。
二、预应力简支T型梁桥的设计原则预应力简支T型梁桥的设计应遵循以下原则:1. 结构合理:桥梁结构应合理,满足承载能力和使用要求。
2. 施工方便:桥梁结构应考虑施工方便,减少施工难度和施工周期。
3. 经济合理:桥梁结构应经济合理,尽可能减少材料和人力成本。
4. 安全可靠:桥梁结构应安全可靠,满足使用要求和抗震要求。
三、预应力简支T型梁桥的施工工艺预应力简支T型梁桥的施工工艺主要包括以下步骤:1. 基础施工:首先进行桥墩基础的施工,包括桥墩基础的开挖、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工作。
2. 梁体制作:梁体制作包括钢筋加工、混凝土浇筑、预应力张拉等工作。
在梁体制作过程中,需要注意梁体的尺寸精度和质量要求。
3. 梁体吊装:梁体制作完成后,进行梁体的吊装。
梁体吊装需要注意吊装设备的选择和吊装过程中的安全问题。
4. 梁体安装:梁体吊装完成后,进行梁体的安装。
梁体安装需要注意梁体的位置精度和安装质量要求。
5. 预应力张拉:梁体安装完成后,进行预应力张拉。
预应力张拉需要注意张拉设备的选择和张拉过程中的安全问题。
梁体预应力的受力分析
梁体预应力的受力分析摘要:高强度低松驰预应力钢材,不仅运用在混凝土梁桥中,还广泛的运用于钢箱梁桥,斜拉桥、自锚式拱桥等结构体系,预应力钢束的受力分析有重要意义。
关键词:预应力;摩阻损失;弯起半径预应力技术是大跨度结构中应用最为广泛的技术之一,在公路桥梁、厂房、体育馆和水坝等结构中都有大量应用。
通常以预应力索与高强混凝土结合使用,在预应力技术出现相当长时间里,人们都苦于对它的精确计算,直到上世纪80年代,林同炎先生著《预应力混凝土结构设计》,为预应力技术的发展点亮航灯。
但近代工程师们并没停留于此,随着近代计算机技术的发展,预应力混凝土的精确计算已成为现实。
本文通过对预应力的论述,从另外层面理解,希望能起到抛砖引玉的作用。
一、无摩阻预应力:无粘结预应力束、体外束及斜拉索均属于无摩阻预应力,以下通过一实例来殚述他的特点(图1)(图2)通过上面两种情形分析可得:1.柔性预应力钢束只能在径向与切向受力,是力矢平衡体,且任意微段都是力矢平衡体。
2.假设在上图两端加入简支边界条件,可知图1与图2的支反力是一样,且与钢束内力大小无关,预应力的主要作用在于他对内力重新调整,使结构受力更均匀,充分发挥其它建筑材料的力学特性。
3.钢束的反作用力就是梁体所受力,对于小变形梁体来说预应力是可以看作外荷载的。
二、有摩阻预应力:实际工程中的预埋金属波纹管,抽芯成孔的后张法预应力梁都有摩阻,但无摩阻的上面三点结论在有摩阻的条件下仍然成立。
因为有了摩阻就让受力更复杂,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62--2004(以下简称《桥规》)第6.2.2条提到预应力钢筋与管壁摩阻力引起的预应力损失。
梁体内距张拉端X距离位置上微段钢束受力可以分成三部分由《桥规》)第6.2.2条:可得第一部分:钢束材料应力第二部分:钢束摩阻力第三部分:混凝土对钢束径向压力其中第一、二部分为切向力,第三部分为径向力。
三、鉴于有摩阻预应力的复杂性,下面结合某公路桥梁30米T梁力学模型实例,通过不同软件与手算结果进行比较。
对预应力混凝土T形桥梁结构设计分析
对预应力混凝土T形桥梁结构设计分析[摘要]:如今,预应力混凝土已经广泛应用于桥梁工程设计中,而且是未来桥梁事业发展的趋势。
桥梁的设计要以“安全、功能、经济、美观”为原则,首先根据设计资料拟定桥梁的结构类型,对多种设计方案从适用性、施工复杂性、造价等多方面综合作出评价。
本文主要对公路桥梁中经常采用的预应力混凝土t形梁的结构设计做了简单介绍。
[关键词]:预应力混凝土 t形桥梁结构计算中图分类号:tu528.571 文献标识码:tu 文章编号:1009-914x(2012)26- 0423 -01 根据调研及查阅大量的资料,分别对钢筋混凝土拱桥、连续钢构桥、悬索桥及预应力混凝土t形桥梁的优缺点进行了比较,预应力混凝土t形桥梁较其它类型桥梁更具有工程造价低、施工工期短、施工技术成熟等优点。
本文主要从截面尺寸的选定、内力的计算、配筋设计等方面介绍了预应力混凝土t形桥梁的设计要点。
1 工程概况2 主梁内力计算分析2.1恒载、活载内力计算根据桥梁t梁的横截面及荷载的布置情况可分别求得各控制截面(跨中、支座、四分点、变截面处)的恒载和活载内力,然后再进行内力组合。
主梁恒载、活载的具体计算过程省略,恒载的计算多车道桥涵上的汽车荷载应考虑折减系数,当桥涵设计的车道数不小于两条时汽车荷载产生的效应应进行车道折减,折减后的结果不能小于两车道产生的荷载效应。
主梁横向分布系数:由于桥梁跨内设五道横膈梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的长宽比为,因此按照修正的刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mc。
计算主梁活荷载弯矩时全跨可采用统一的横向分布系数,对于跨中和四分点处剪力影响系数位于桥的跨中,故也可按照不变的横向分布系数计算。
对于支座和截面变化部位,由于主要荷载集中在支点部位应考虑支撑条件的影响,横向分布系数按照沿桥跨的变化曲线取值。
主梁内力按照相应组合方式进行内力组合,确定最大荷载效应位置及最大内力取值,根据数据对梁截面作出调整和配筋计算。
浅析预应力混凝土T型结构连续梁桥钢绞线张拉施工技术
浅析预应力混凝土 T型结构连续梁桥钢绞线张拉施工技术摘要:在桥梁工程规模持续升级以及扩大背景下,预应力技术应用更加广泛,充分促进桥梁工程顺利、快速进行。
对此,本文以衡桂高速第九合同段为例,介绍了预应力砼T型梁桥钢筋张拉施工技术要点,同时提出几点注意事项,为相关人员或单位在做同类型工程时作参考。
关键词:预应力砼;T型连续梁桥;预应力筋张拉施工前言:当下工程建设中,预应力砼具有广泛应用,预应力砼结构受力性能好、整体性好抗震能力强、变形小、伸缩缝少等优点。
预应力桥梁建设时,因为施工方法、人员、管理水平以及材料设备等方面因素,对预应力桥梁的质量均有一定的影响,作为施工单位应从源头抓起,在材料设备、工艺方法、管理等方面入手,切实提高工程质量。
1 工程概况衡桂高速第九合同段(K58+000-K66+300)包含两座大桥,寿福寺大桥、柏树园大桥两座大桥涵盖182片预制T梁,主梁由预制预应力砼T梁和8cm厚砼面板组成,预制预应力混凝土梁采用标准化梁长预制。
T梁中心线梁高200cm,T梁翼缘设置横坡,预制边梁宽205cm,中梁宽170cm,边跨预制T梁预制T梁梁长2937cm,中跨预制T梁梁长2890cm,梁与梁之间有65cm宽湿接缝,桥梁横断面由14片梁组成,共计T梁182片。
边梁以及中梁钢绞线各设置3束钢绞线分别为N1,N2,N3。
连续端设置4束负弯矩钢绞线N4,钢绞线采用Φs15.2mm,抗拉强度标准值fpk =1860MPa,张拉控制应力σcon=0.75fpk。
2 钢绞线张拉施工技术要点2.1布置预制场根据本工程施工特点和总体施工规划,预制场选定在K64+775—K64+995主线区成型后的挖方路基上,长度为150m,宽度为33.5m,面积为5025㎡。
预制场内设置制梁区、存梁区、钢筋存放区、钢绞线存放区、钢筋制作区、制作存放区、办公室以及生活区。
T梁台座经地基处理、基础浇筑、预埋件施工、台座浇筑等过程完成施工。
桥梁T型梁预应力施工技术
桥梁T型梁预应力施工技术桥梁T型梁是桥梁工程中不可缺少的一种构件,对于确保桥梁的稳固承重具有重要作用。
然而,随着建筑技术和工艺的进步,越来越多的施工技术被引入到桥梁建设中来,其中就包括了预应力施工技术。
那么,桥梁T型梁预应力施工技术是什么呢?T型梁预应力施工技术是一种先进的施工工艺,主要通过在钢筋或钢束上施加一定的拉力来达到预应力的目的,以增强混凝土的承载能力。
具体来说,这种技术会在混凝土浇筑前使用钢筋或钢束将模板中的混凝土板件用预程序设定的张力牢固地粘结在一起,在混凝土浇筑后,张力逐渐释放,并向混凝土施加压力。
这样,当外力作用于T型梁时,就会有与传统混凝土结构相比更大的承载能力和抗震能力。
理论上,T型梁预应力施工技术的优点是显而易见的。
首先,它可以提高桥梁的整体承载能力和耐震能力。
其次,该技术可以减少混凝土的开裂现象,延长桥梁的使用寿命。
另外,T型梁预应力施工技术也节约了施工时间,减少了工程成本。
然而,这种技术也存在一些难点和风险。
首先,预应力的调控是一项必要的工作。
如果预应力过大或过小,都会对桥梁的承载能力产生潜在的危害。
因此,控制和调节预应力的过程需要十分精密。
其次,在施工时应注意预应力的均匀施加和调整,以确保结构整体的稳定性和安全性。
值得一提的是,T型梁预应力施工技术在应用实践中也面临一定的困难和挑战。
比如,混凝土本身的性质和特点、钢筋和钢束的使用要求、施工模板的设计和制作等方面都需要考虑周到,增加了施工难度。
而且每个项目都需要进行根据具体情况进行设计,这也增加了设计的复杂度。
综上所述,桥梁T型梁预应力施工技术是一种先进的施工方法,在桥梁工程中有着广泛的应用。
然而,它也存在一定的难点和风险,施工过程中需注意控制预应力和调整稳定性。
因此,在应用这种技术时,建议在专业团队的指导下进行,确保施工的安全和质量。
预应力混凝土T型简支梁桥
2011—2012学年第一学期道桥专业毕业设计两河口公路预应力梁桥施工组织设计与预算班级:道桥3095姓名:凯学号:实习单位:中铁信达工程投资指导老师:刚起止日期: 2011.09-2011.12顶岗实习成绩评定单任务书一、毕业设计目的1、通过毕业设计这一环节,巩固并适当扩大和加强所学基本理论知识。
培养和提高学生的独立工作能力与分析和解决工程实际问题的能力,并提出解决问题的思路和设计方案。
2、进一步提高理论计算、绘图、编制说明书等基本技能与表达能力。
3、提高阅读参考书、设计规和施工规的能力。
二、毕业设计题目两河口公路预应力梁桥施工组织设计与预算(1)项目与研究背景桥梁是公路(铁路)跨越江河山谷与其他线路等障碍物的重要结构物,我国的桥梁的建设水平已经迈进了世界先进行列。
在桥梁建设中,先进设备,先进技术以与新工艺、新材料、新标准得到了广泛应用。
特别是近年来随着高等级公路建设的迅速发展,预应力钢筋混凝土桥梁已经在全国围得到普与,预应力钢筋混凝土桥梁技术不断被广大技术人员所掌握。
本设计的是一座预应力钢筋混凝土梁桥,包括上、下部结构的力计算分析和配筋设计,并按规定绘制部分施工图。
预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构比较有以下特点:1、提高了结构的抗裂性和耐久性。
2、增大了构件的刚度。
3、节省材料4、减轻结构自重和增加跨越能力。
5、预应力结构还可以作为一种构件拼装的施工手段,使大型建筑物的施工难度大大减小,又保持良好的整体性。
三、毕业设计容(一)设计(1)前言(2)桥梁上部结构设计1.结构尺寸拟定2.行车道板计算3.主梁作用效应计算4.预应力钢束估算与布置5.预应力损失与有效预应力计算6配预应力钢束后的力与力组合7.截面强度验算8.抗裂验算9.持久状态构件的应力验算10.短暂状态构件的应力验算11.挠度验算(3)支座的计算(4)桥梁墩台的设计1.拟定桥梁墩台的尺寸2.桥梁墩台的力计算与配筋计算(5)基础的设计(6)桥面铺装与栏杆(7)附属设施的选用(二)绘制施工图1.桥梁整体断面图2.主梁结构与配筋图3.横隔梁结构与配筋图4.行车道板结构与配筋图5.桥墩结构配筋图6.桥台(包括台帽、前墙、侧墙或耳墙)结构配筋图7.盖梁结构配筋图8.基础结构图四、主要参考文献1、交通部,公路工程技术标准(JTG B01-2003),:人民交通,20032、交通部,公路桥涵施工规(JTJ 041-2000),:人民交通,20003、交通部,公路工程基本建设项目概算预算编制方法,:人民交通, 2008.14、交通部,公路工程预算定额,:人民交通,2008.15、交通部公路定额站,公路工程施工定额,:人民交通,20096、交通部,公路工程机械台班费用定额,:人民交通,20087、公路定额站,公路工程施工招投标与计量,:人民交通,20078、陆春其,公路工程造价,:人民交通,20079、文德云,公路工程招标投标文件编制示例,:人民交通,200410、公路工程、桥梁工程、公路工程管理、地基基础等教材工程概况本毕业设计主要是关于小跨度预应力混凝土T型简支梁桥的设计。
40米预应力混凝土简支T形梁桥设计
40米预应力混凝土简支T形梁桥设计混凝土梁是一种常见的结构构件,具有较高的承载能力和耐久性。
在桥梁设计中,预应力混凝土梁被广泛应用于大跨度桥梁的建设,以提高其承载能力和耐久性。
本文将对一座40米预应力混凝土简支T形梁桥进行详细设计。
首先,我们将对梁桥的基本参数进行介绍,然后进行梁型选择和承载力计算,最后进行设计验算和施工方案分析。
一、梁桥基本参数介绍1.跨度:40米2.桥面宽度:8米3.车道数:双向两车道4.梁高:根据承载力和美观性要求确定5.材料强度等级:C50二、梁型选择和承载力计算根据跨度和桥面宽度,可以选择适当的梁型。
T形梁是一种常见的梁型,具有较好的承载能力和刚度。
在确定梁型后,可以进行承载力计算。
承载力计算主要包括以下几个方面:1.自重计算根据梁的几何形状和梁材料的密度,可以计算出梁的自重。
自重是梁本身的荷载,需要考虑在设计中。
2.活荷载计算根据桥梁所在位置的交通情况和设计要求,确定桥梁的活荷载标准。
活荷载包括车辆荷载、人行荷载和雪荷载等。
通过考虑不同车型和车辆分布情况,可以计算出桥梁的活荷载。
3.斜拉力计算根据梁桥的结构形式和施工方案,可以计算出各个斜拉杆的力值,以确保斜拉杆的承载能力。
4.承载能力验算将以上计算得到的各种荷载和力值进行叠加,并考虑梁的断面尺寸和材料强度等因素,进行承载能力验算。
如果承载能力满足设计要求,则说明梁型选择和尺寸设计合理。
三、设计验算和施工方案分析在完成承载力计算后,需要进行设计验算,以验证梁桥的设计是否合理。
设计验算主要包括以下几方面:1.梁截面尺寸验证梁截面尺寸需要满足强度和刚度要求。
通过计算得到的承载力和梁的几何参数,可以验证梁的截面尺寸是否满足设计要求。
2.钢筋配筋计算根据梁的截面尺寸和荷载要求,配筋计算是非常重要的一步。
通过配筋计算,可以确定梁中的钢筋布置和数量,以满足强度要求。
3.施工方案分析在设计验算完成后,需要对梁的施工方案进行分析。
施工方案包括梁的浇筑顺序、预应力筋的张拉过程、伸长量的计算等。
40米预应力混凝土简支T形梁桥设计解析
摘要预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占有重要的地位,在目前,对于中小跨径的永久性桥梁,无论是公路桥梁或者城市桥梁,都在尽量采用预应力混凝土梁式桥,因为这种桥梁具有就地取材,工业化施工,耐久性好,适应性强。
整体性好以及美观等多种优点。
本设计采用简支T梁结构,其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板和桥面部分等组成,显然主梁是桥梁的主要承重构件。
其主梁通过横梁和行车道板连接成为整体,使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。
桥面部分包括桥面铺装、伸缩装置和栏杆等组成,这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件,但它们的设计与施工直接关系到桥梁整体的功能与安全,这里在本设计中也给予了详细的说明。
本设计主要受跨中正弯矩的控制,当跨径增大时,跨中由恒载和活载产生的弯矩将急剧增加,是材料的强度大部分为结构重力所消耗,因而限制的起跨越能力,本设计采用40m标准跨径,合理地解决了这一问题。
在设计中通过主梁内力计算、应力钢筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板等设计,完美地构造了一座预应力混凝土简支T梁桥,所验算完全符合要求,所用方法均与新规范相对应。
本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用,这也正体现了我国桥梁的发展趋势。
关键词: 预应力混凝土简支T梁后张法施工IAbstractThe prestressed concrete beam plate bridge occupies my important status in our country bridge construction, in at present, regarding small span permanent bridge, regardless of is the highway bridge or the city bridge, all as far as possible is using the prestressed concrete beam plate bridge, because this kind of bridge has makes use of local materials, the industrialization construction, the durability is good, compatible, integrity good as well as artistic and so on many kinds of merits.This design uses simple support T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane boardand the bridge floor part and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the crossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and the construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sharp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 40m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king post section intensity and stress checking calculation, lane board and so on designs, a structure prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new standard corresponds. This design has highlighted the pre-stressed with emphasis in the bridge application, this has also been manifesting our country bridge trend of development.Key words: Pre-stressed concrete Simple support T beam Post tensioned constructionII摘要 (I)Abstract (II)第一章预应力混凝土简支T形梁桥设计 (1)1.1 桥梁跨径及桥宽 (1)1.2 设计荷载 (1)1.3 材料规格 (1)1.4 设计依据 (1)1.5 基本计算数据 (1)第二章截面设计 (3)2.1主梁间距与主梁片数 (3)2.2 主梁跨中截面尺寸拟订 (5)2.2.1 主梁高度 (5)2.2.2 主梁截面细部尺寸 (5)2.2.3 计算截面几何特征 (7)2.2.4 检验截面效率指标ρ(希望ρ在0.5以上) (9)第三章主梁作用效应计算 (10)3.1永久作用效应计算 (10)3.1.1 永久作用集度 (10)3.1.2永久作用效应 (11)3.2可变作用效应计算 (13)3.2.1冲击系数和车道折减系数 (13)3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数 (13)3.2.3车道荷载取值 (19)3.2.4可变作用效应 (19)3.3主梁作用效应组合 (24)第四章预应力钢束数量估算及其布置 (25)4.1 跨中截面钢束的估算和确定 (25)4.2 预应力钢束的布置 (26)第五章计算主梁截面几何特性 (35)5.1截面面积及惯矩计算 (35)5.2截面静距计算 (36)5.3截面几何特性汇总 (40)第六章主梁界面承载力与应力计算 (42)6.1持久状况承载能力极限状态承载力验算 (42)6.1.1 正截面承载力验算 (42)6.1.2斜截面承载力验算 (45)6.2 持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 (50)6.2.1正截面抗裂性验算 (50)6.2.2 斜截面抗裂性验算 (51)第七章主梁变形验算 (56)7.1计算由荷载引起的跨中扰度验算 (56)第八章横隔梁计算 (57)8.1作用在跨中横隔梁上的可变作用 (57)I8.2截面配筋计算 (57)第九章行车道板的计算 (59)9.1 悬臂板(边梁)荷载效应计算 (59)9.1.1 永久作用 (59)9.1.2 可变作用 (60)9.1.3 承载能力极限状态作用基本组合 (61)9.2 连续板荷载效应计算 (61)9.2.1 永久作用 (61)9.2.2 可变作用 (63)9.2.3 承载能力极限状态作用基本组合 (65)9.3 行车道板截面设计、配筋与承载力验算 (65)结论 (69)参考文献 (70)II第一章预应力混凝土简支T形梁桥设计1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径:40m(墩中心距离)主梁全长:39.96m计算跨径:39.00m桥面净空:净23.5+2×0.5m(防撞栏)=24.5m桥梁全长:5×40m=200m设计时速: 80km/h桥面净宽:半幅桥宽12m,配合25m的整体式路基。
浅析桥梁建设中预应力混凝土T 梁施工技术
道路桥梁Roads and Bridges38浅析桥梁建设中预应力混凝土T梁施工技术刘瑜(四川公路桥梁建设集团有限公司四川成都 610000)中图分类号:U45 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2017)05-0038-02摘要:随着我国科学技术的发展,一些高新技术逐渐被应用各种领域中。
尤其在桥梁建设阶段应用了大量的新材料、新技术,预应力混凝土施工技术就是其中一种。
预制T梁为目前最常见的模型,对于一些跨度较大的桥梁预制过程相对比较复杂,对预制采用原料、预制地点、模型的施工混凝土施工技术等方面要求相对严格,因此混凝土T桥梁施工技术受到了人们广泛关注。
本文首先介绍了T梁施工的常见方法,然后深入分析了施工过程中各个步骤,对每个工序的要点进行了概括总结。
希望本文的工作能为从事相关工作的人员提供一定的指导和帮助。
关键词:桥梁施工技术;混凝土施工;T桥梁;预制过程0引言所谓预应力T型梁就是桥梁的结构形式,因此,可以说桥梁T梁的施工技术与预应力T型桥梁预制一样,由于桥梁建筑的复杂性,导致预应力T型桥梁存在一系列问题如:模版误差大、吊装时安全性措施不到位等。
这些问题得不到解决将严重影响工程施工周期,且给桥梁施工及桥体带来安全性隐患,现阶段T型桥梁的施工方法种类繁多,包含浇筑支架法、逐次施工法、土墩架法、拔杆外吊法等,每种施工方法均具有优势,同时也存在不足之初,如逐次施工方法可能会导致混凝土裂纹增多问题,施工技术的采用需要根据具体的情况进行具体分析,桥梁企业需要结合实际的工程项目来完成桥梁施工建造,为桥梁建设奠定良好的基石。
1 T型梁预制安装施工方法由于T型梁在整个桥梁建筑中占有举足轻重的地位,因此加强对桥梁安装安全安装的研究有十分重要的意义。
其具体内容为以下两点:第一点,施工中应优先选用机械强度高、质量好的构件,以此来确保构建的整体质量水平及安全等级。
第二点,预应力T型桥梁安装阶段可以将下部与上部构建同时安装,这样能够提高工程建设效率,降低工程投资成本。
简析预应力混凝土T型刚构桥主梁体外预应力索补强技术
简析预应力混凝土T型刚构桥主梁体外预应力索补强技术潘金龙岩土科技股份有限公司浙江 310014摘要:预应力混凝土T型刚构桥使用一段时间后,在种种外部因素作用下,不可避免的产生T构悬臂端下挠,提供箱梁的应力储备,防止T构箱梁进一步下挠势在必行。
本文着重介绍一种预应力混凝土T型刚构桥主梁预应力索补强技术,提高桥的安全储备。
关键词:桥梁工程;跨航道;分离式;拆除工艺一、T构悬臂端下挠原因分析:预应力混凝土T构悬臂端下挠产生的原因主要有以下几个方面:(1)从结构上分析,T构箱梁在荷载作用下势必会产生一定的挠度,这也是此种类型桥梁的一个通病。
(2)从设计上看,主桥上部结构的施工一般采用的是悬臂拼装的施工方法,节段采用湿接缝或干接缝,块体之间存在着较大的拼装接缝,增加了其预应力损失值,使T构刚度有所降低,加大T构梁箱端部挠度的产生。
(3)由于混凝土的收缩及徐变值,尤其是混凝土的徐变对预应力值损失有一定的影响,从而进一步加大了悬臂端的下挠。
(4)由于T构箱梁端部出现较大挠度,使该处的桥面跟从沉降,从而使桥面出现折现,汽车行驶时,在该处形成冲击力,增加了该处的荷载,使挠度进一步加大,这样就形成了一个恶性循环。
解决这个问题的有效方法:预应力混凝土T型刚构桥主梁预应力索补强技术二、体外预应力施工顺序1、箱梁内新旧混凝土接触面凿毛,凿毛面和凿除面清刷。
2、墩顶横隔板钻孔,孔直径16cm。
3、齿板横桥向每15cm设置一道15*2cm的横向剪力槽,凿除面清刷干净。
4、各跨钻孔种植锚筋。
5、布设各跨转向板普通钢筋。
6、浇注各跨转向板混凝土和齿板,浇注防震限位装置混凝土基础。
7、在所有箱梁顶板碳纤维粘贴完成,梁体裂缝均已采取压浆和封闭的措施处理完毕而且预应力锚固齿板、转向板和现浇段等新浇混凝土达到100%设计强度后,开始张拉体外纵向预应力钢束。
8、按设计文件张拉体外钢束,工地现场必须配置4个千斤顶以上,张拉过程中必须对称张拉。
预应力混凝土T形梁桥
预应力混凝土T形梁桥【摘要】本文设计的是预应力混凝土T形梁桥,第一部分主要内容主要是通过水文计算确定桥长,并通过方案的比选确定出本次设计的桥型,第二部分的内容比较多,主要包括结构尺寸的拟、恒载和活载内力计算、根据承载力配筋并进行截面的承载力和应力验算、张拉预应力钢筋和计算预应力钢筋的各种应力损失、验算局部承压和梁的挠度变形计算,同时还简单的计算复核了横隔梁和行车道板的承载力。
最后进行了下部结构盖梁和墩柱进行了简单的计算。
关键词:预应力内力组合承载力应力损失Prestressed Concrete T-beam BridgeAuthor:Bai XueliangTutor:Chang Jianmei Abstract :This paper is the design of prestressed concrete T-beam bridge .The first part is mainly determined by hydrology calculations long bridge, Adoption of the program and the selection of identifying this type design of the bridge, the second part of the contents of more, key structural dimensions, including the design, dead load and live Load, According capacity reinforcement and the capacity for cross sections and stress calculation, prestressed reinforced and prestressed reinforced the stress loss, partial pressure and checking the beam deflection, also simple calculation reviewed Cross beams and plates lane capacity.Keywords :prestressed internal force portfolio Carrying Capacitylosses capacity stress1 G河水文设计原始资料及计算1.1 设计原始资料(1)、桥面平面图(2)、桥位地质纵剖面图(3)、设计流量:Q s=377m3/s(4)、设计流速:3.02m/s(5)、河床比降:0.5‰(6)、汛期洪水含沙量:11㎏/ m3(7)、桥位处于山区地区。
30米预应力混凝土T型简支梁桥课程设计
30米预应力混凝土T型简支梁桥课程设计1. 引言本文档旨在介绍一个关于设计30米预应力混凝土T型简支梁桥的课程设计。
设计的主要目标是满足承载能力、稳定性和耐久性要求,同时考虑施工可行性和经济性。
2. 桥梁参数•梁长:30米•梁宽:3米•梁高:1.5米•荷载要求:根据设计要求和规范确定3. 结构设计3.1 梁截面设计根据桥梁的跨度和荷载要求,选择适当的梁截面形式。
本设计选择T型梁截面,可以提供足够的强度和刚度,同时便于施工。
T型梁的下翼缘和上翼缘由3层混凝土构成,钢筋混凝土梁板和纵向预应力钢筋共同工作。
采用预应力设计可以提高梁的承载能力和延性,确保桥梁的安全性。
3.2 荷载分析根据设计要求和规范,确定桥梁的荷载特性和组合荷载。
荷载分析是桥梁设计的重要部分,需要考虑静力和动力荷载以及其组合。
静力荷载包括自重、活荷载和永久荷载等。
动力荷载包括风荷载和地震荷载等。
组合荷载需按照规范要求进行合理组合。
3.3 预应力设计预应力设计是为了提高桥梁的承载能力和延性,减小变形和裂缝。
预应力可以通过施加预应力钢筋或预应力束来实现。
预应力设计需要确定预应力钢筋的数量、强度和布置方式。
预应力筋的预应力张拉和锚固需要注意施工的可行性和安全性。
4. 施工可行性和经济性考虑在桥梁设计中,施工可行性和经济性也是需要考虑的重要因素。
设计应该遵循合理、规范的施工要求,确保桥梁的安全性和质量。
施工可行性考虑方面包括施工工艺、材料选用、施工方法和设备等。
经济性考虑方面包括成本控制、材料节约和工期等。
5. 结论本文档详细介绍了30米预应力混凝土T型简支梁桥的课程设计。
设计中考虑了梁截面设计、荷载分析、预应力设计以及施工可行性和经济性的要求。
通过合理的设计和施工,可以确保桥梁的安全性和可靠性。
桥梁设计(装配式预应力混凝土简支T形梁
吉林大学桥梁毕业设计(装配式预应力混凝土简支T形梁)目录第一部分前言第二部分设计任务书第三部分上部结构一设计资料……………………………………………二横截面布置……………………………………………三主梁内力计算……………………………………………四预应力纲束的估算与布置……………………………………………五主梁截面几何特性……………………………………………六承载能力极限状态计算……………………………………………七预应力损失计算……………………………………………八抗裂性验算……………………………………………九持久状况应力验算……………………………………………十短暂状态应力验算……………………………………………十一行车道板计算……………………………………………使二横隔梁计算……………………………………………十三支座计算……………………………………………第四部分下部结构设计一设计资料……………………………………………二盖梁计算……………………………………………三桥墩墩柱计算……………………………………………四钻孔灌注桩计算……………………………………………第五部分主要参考资料第六部分对设计的评价及心得体会前言一、设计简介:本设计主要依据设计任务书完成,因桥位横断面及地质资料不明,故本桥采用假设地质资料。
二、工程地质:水文地质条件(本设计为假设条件);地基土上层为硬塑性粘土,土层厚度为8米,其地基土的比例系数m=15000KN/m4,桩周土极限摩阻力τ =60Kpa,σ容许承载力[σ0]=260Kpa;①中层为硬塑性亚粘土,土层厚度为7米,其地基比例系数m=18000KN/m4,桩周土极限摩阻力τ =70Kpa,容许承载力[σ0]=300Kpa;下层为中密粗沙加砾石,土层厚度为12米,其地基土的比例系数m=35000KN/m4,桩周土极限摩阻力τ =120Kpa,容许承载力[σ0]=450Kpa。
三、设计要点:设计荷载:汽-20,挂-100;地震基本烈度为7度桥梁设计宽度:桥面净宽:9+2×1.5m ;上部构造:预应力混凝土T型梁桥;下部构造:柱式墩台,钻孔灌注桩基础;标准跨径:40m ;计算跨径:39.96m;孔径长3+3×35+3 m,桥梁全长126m;钢筋:预应力钢筋:Φ15.24(7Φ5.0)钢铰线,后张法施工。
预应力混凝土T型梁预制技术探索
预应力混凝土T型梁预制技术探索1.工程概况某路基上建设40米T梁预制场,台座采用15-20cm厚的片石商品混凝土为基础,其上支模浇筑C25商品混凝土为台身。
台座宽度按设计梁底宽度控制,两侧用5×5角钢护边并贴以止浆带。
台座设反拱以控制张拉后的起拱度。
台身预留拉杆孔以留作固定模板用。
存梁场地基与预制场类同,用重型钢轨在梁支座位置形成支撑,存放预制完成的梁。
张拉千斤顶在施工前送国家标准计量部门进行校验,在施工过程中,每隔3个月或每200次,定期送去校验,以保证张拉吨位的正确性。
2.模板施工技术侧模用钢板和型钢加工而成,即由侧板、支承侧板的水平肋、竖向肋、支托竖向肋的直撑、斜撑、振动器、固定架等构件组拼成整体。
为保证T梁外观质量,拟采用4~6m/节的大面积整体式模板,模板的制作采用工厂精制加工。
端模主要由紧贴梁端锚垫板的端面板及端模骨架组成,安装时连在侧模上。
为防止漏浆,模板各拼装块接缝处加垫橡胶条或海绵条,侧模与底模用台座的预埋拉杆拉紧。
模板的装拆用龙门吊上的电动葫芦起吊,安装后对各部位尺寸进行检查,拼装误差应符合设计及规范的要求。
3.钢筋加工与绑扎钢筋下料时先核对钢筋种类、直径、尺寸、数量、计算下料长度,用钢筋切断机截断。
然后在弯曲机平台上按1:1的比例放大样弯曲,弯制后的钢筋经检查符合要求后挂牌存放在整洁的场地内,严防不同规格型号的钢筋混堆乱放。
对于钢筋骨架绑扎,首先在底座上划好钢筋间距线,以控制布筋尺寸,然后绑扎底板纵筋及箍筋,从中间向两端绑扎腹板钢筋,最后绑扎端头筋。
绑扎结束后要检查定位网位置,准确率要达到100%。
砂浆垫块用模具制作,且中间预埋扎丝,以利绑扎,垫块内实外美,厚度符合设计要求。
波纹管预埋时,先对定位网钢筋检查,符合设计位置后与结构筋点焊牢固,然后穿入波纹管并绑扎牢固,波纹管应无孔洞,接头牢固。
4.商品混凝土浇注及养护商品混凝土浇注前,要检查模板接缝,拉杆螺栓,模板连接螺栓及底脚楔子,模板支立必须牢固可靠。
装配式预应力钢筋混凝土简支T粱桥承载力评估
装配式预应力钢筋混凝土简支T粱桥承载力评估摘要:文中论述了桥梁荷载试验的基本内容和方法,通过荷载试验评估其承载力.,桥梁荷载试验可检验桥梁结构的设计与施工质量,判断桥梁结构实际承载等级,为竣工验收提供必要的依据。
同时,可为完善同类结构分析理论积累资料。
关键词:粱桥;荷载试验;评定Abstract:This paper describes the principle and methods for the load test for an old bridge. By the reason of work completion acceptance,it is necessary to check the work state of the bridge.So loading test was applied,to evaluate the work state and judge carrying capacity of the bridge.Through the test on this bridge,it is hoped to decide whether the bridge can adapt the demand for the bridge’s traction.By the way,the results here delivered may be helpful for the same kind of bridge’s designing and evaluation.Key words:beam bridge;loading test;assessment1概况我国是一个桥梁大国,在建和已建桥梁众多。
既有桥梁在运营过程中因受地震、雨雪、冰冻等自然因素影响,桥梁结构会受到不同程度的损伤,给交通运营造成事故隐患,因此通过荷载试验检验桥梁实际承载力是必要的。
某简支预应力T粱桥,单片T梁长30m,其中一T梁翼缘板厚度分两次浇注,为了验证其承载能力是否满足设计荷载要求,对该片梁进行单梁荷载试验。
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桥梁中预应力混凝土T形梁预制阶段的力学分析作者:刘惠宇来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2011年第06期摘要:预制预应力混凝土T形梁的过程中,尤其是施加预应力后,梁体会产生向上反向挠度(即反拱度),某些情况下在梁体上缘还会出现纵向裂缝,这些问题在施工过程中往往难以定量地准确控制。
本文以交通部标准图中标准跨径为30m的预应力混凝土T形梁为例,基于有限元理论,采用ABAQUS软件中的Drucker-Prager creep模型,模拟计算了预应力混凝土T 形梁在钢筋预应力、温度梯度和混凝土徐变作用下的反拱度和纵向应力变化规律。
关键词:预应力温度梯度徐变反拱度纵向应力我国目前的高等级公路施工中,预应力混凝土T形梁属一种较常见的公路桥梁结构形式。
预制后张法预应力混凝土T形梁的施工速度较快,大梁重量轻且截面尺寸不大,适用于工业化生产,同时普遍应用于中等大型桥梁及跨径桥梁的引桥施工。
其中也包含技术合理、造价低廉、安全可靠的施工措施,也有技术保守、成本高、安全可靠性低的施工方案。
后者给T形梁按期保质、高效和经济的预制完成带来了负面影响,阻碍T形梁的推广和普及[1]。
预制预应力混凝土T形梁的施工过程中,尤其是预应力施加后,梁体会产生向上反向挠度,即“反拱度”,预应力和温度梯度是其产生的原因,因混凝土发生徐变及收缩,时间不断延长,反拱度也会随之加大,所以,这将会导致构件发生很大程度的上拱,使完成安装梁的整呈波浪状,桥梁铺装层厚度不相同,甚至有时无法对路线纵坡进行调整,国内外均有很多此种状况发生。
所以,控制预应力混凝土T形梁的挠度就显得十分关键。
1 模型的建立本文模拟计算了30mT形梁预制,因为横截面的长度对称,所以将一半长度去掉。
选用T3D2单元(2节点线性杆单元)的钢筋、C3D8R单元(8节点六面体单元)的混凝土。
普通钢筋、预应力钢筋和混凝土可划分为多个单元,其数值分别为722、209、和7369,如图1所示。
1.1 材料的性能参数1.1.1 物理性质本文所用的数据来源于设计规范[2]材料的物理性质,见表1。
Drucker-Prager Creep模型需对材料的摩擦角、流动系数、剪张角、蠕变系数A、n、m进行定义。
其中,可通过材料三轴压缩试验来标定摩擦角,而本文的摩擦角及蠕变系数则是通过混凝土三轴抗压强度[3]和徐变系数来标定的[4]。
1.1.3 Drucker-Prager Hardhing模型在Drucker-Prager Hardhing模型中可通过以下三种方式对材料的强化特性来定义:①拉伸应力-应变关系;②剪切应力-剪切应变;③压缩应力-应变关系。
因为混凝土是以压缩是受力特性的主体用材,所以通过混凝土单轴受压的应力-应变曲线方程对材料进行标定[5]。
1.2 施加约束和荷载约束施加的过程中,运用对称性来研究实际结构的一半进行有限元建模,所以,对于非对称面的一端可动铰支座约束,而将约束施加于对称面上。
荷载施加的过程中需兼顾以下三点:一是运用降温法施加预应力,其降温是:△T=σ/(E·α),△T、σ、E和α分别为温度变化、预应力钢筋的有效应力、预应力钢筋的弹性模量及预应力钢筋的线膨胀系数。
本文在预应力钢筋上所加的有效预应力见表3,预应力钢筋的标号见图2。
二是温度梯度施加的过程中,可运用图3中的竖向温度曲线[6]。
在混凝土中,若梁高H 在400mm以下,且图中A=H-100(mm)梁高大于或等于400mm,则A=300mm。
一部分钢结构带有混凝土桥面板,A=300mm,t在图中代表混凝土面板厚度(mm),T1=25℃,T2=6.7℃,A=300mm。
三是对徐变进行分析时,将此计算的龄期确定为28天,加载参数见表2。
2 计算结果分析2.1 T形梁反拱度的分析预制预应力T形梁时,反拱度会产生于梁体,且徐变不断发展,反拱度也将随之变动。
反拱度直接影响着预应力T形梁的承载和后期施工,所以模拟计算分析反拱度时,必须以温度梯度及预应力为前提来计算徐变。
如图4、图5。
图4表明,若徐变为60天,预应力混凝土的反拱度则为2.9cm,反拱度在完成预应力的施加后,变成了1.19cm,为总反拱度的41%;温度梯度产生反拱度是1.15cm,占总反拱度的39%;若徐变为60天,则其对产生0.56cm的反拱度,为总反拱度的20%。
对图4反拱度曲线分析得知,在15米的预应力T形梁处,达到最大的挠度。
例如,在梁中央上表面的中点处,将挠度随时间的变动的曲线提取出来(见图5),刚发生徐变时,其很快的增长,达到了0.1cm/day的增长率,然后增长率逐步降低,在60天处达到了2.9cm的总反拱度和0.008cm/day的增长率,大体上能够保持平衡。
2.2 纵向应力分析进行实际的工程施工时,纵向应力σz是一着重点,所以针对向应力σz做出以下研究。
以对徐变状况、预应力和温度梯度的分析为前提,计算后的出梁端处为最大纵向应力σz,因此转为研究梁端。
计算后得出最大压应力发生于梁端单元51处,而最大拉应力发生在了单元62处。
单元51、62见图6。
单元51、62上的应力随时间变化如图7所示。
由图7可知,纵向应力σz主要是由钢筋的预应力和温度梯度产生的,在徐变过程中,纵向应力σz基本不变。
最大拉应力为2.38MPa,最大压应力为15.2MPa。
3 结论3.1 由钢筋预应力产生的反拱度占总反拱度的41%,由温度梯度产生的反拱度占总反拱度的39%,由混凝土徐变产生的反拱度占总反拱度的20%。
3.2 钢筋预应力是影响混凝土纵向应力的重要因素。
温度梯度对纵向应力影响不大。
混凝土徐变对纵向应力有一定影响,混凝土徐变60天后,最大纵向应力减小约3.3%。
3.3 在混凝土徐变作用下预应力混凝土T形梁的反拱度有所增加,而且增加的速率随着时间增大而减小,预应力混凝土T形梁纵向应力在徐变的过程中略有减小,但减小的量很小。
3.4 最大纵向应力σz出现在梁端。
因此在张拉过程中加垫板,以避免应力集中,从而减小纵向应力σz,以免T形梁发生局部承压破坏。
3.5 对于反拱度偏大的梁,其抗裂度也较高,这对梁的抗裂性能是有利的。
但是,当反拱值较大时,将影响后浇混凝土叠合层的厚度,这将对叠合板的承载力带来不利影响。
在工程实际中,反拱度的设计规定值为16~30mm,本课题模拟结果为29mm,在规定范围之内,说明该T形梁满足规范要求。
参考文献:[1]王宝忠.后张法预应力混凝土T型梁的施工工艺要点[J].《工程技术》,2007,09:65.[2]中华人民共和国建设部.混凝土设计规范GB 50010-2002[M],北京:中国建筑资讯网,2002,21—25.[3]中华人民共和国建设部.混凝土设计规范GB 50010-2002[M],北京:中国建筑资讯网,2002,95—98.[4]中华人民共和国交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)[M],北京:人民交通出版社,2004,119—120.[5]中华人民共和国建设部.混凝土设计规范GB 50010-2002[M],北京:中国建筑资讯网,2002,93—94.[6]中华人民共和国交通部.公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2004)[M],2004,北京:人民交通出版社,2004,35—37.Mechanical Analysis at Stage ofPre-stressed Concrete of Prefabrication in BridgeLIU Hui-yuAbstract:In the prefabricated stage of prestressed concrete T-beam, particularly after the imposition of prestressing, a reverse upward deflection (that is inverted camber) will appear; under certain circumstances longitudinal cracks will appear on the edge of the beam. All these problems in the construction process are often difficult to accurately control quantificationally.Taking the 30 metres long-span of prestressed concrete T-beam of the standard plans in the Ministry of Communications for instance, based on finite element theory, adopting the Drucker-Prager creep model in Abaqus, Simulation calculation of prestressed concrete beams reinforced t-shaped in prestressed, temperature gradient and creep of concrete under the action of the inverted camber and longitudinal stress variation。
Keyword:prestressed, temperature gradient, creep, inverted camber,longitudinal stress 注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。