预应力混凝土简支T型桥梁施工组织设计
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8X25m预应力混凝土简支T型桥梁组织设计
1绪论
桥梁是为道理跨越天然或人工障碍而修建的建筑。我国幅员辽阔,地形西高东低,河道综合交错,有着著名的长江、黄河、珠江。在历史的长河中,中华名族建设了数以万计的桥梁,成为华夏文明的重要组成部分。中国古代的桥梁成就举世瞩目,在东西方桥梁发展史中占有崇高地位,为世人所公认,被外国旅行家赞誉为其妙的桥梁之乡。
(5)桥面铺装:采用厚度为10cm沥青混凝土,坡度由盖梁找平。
(6)桥梁横断面:具体尺寸见下图。
2主梁截面几何特性计算
2.1截面几何特性:
梁间距:1.6m
主梁宽:1.6m
预制时边梁宽:1.4m;中梁宽1.2m;主梁之间留0.4m后浇段
主梁高:1.6m
验算截面效率指标ρ
以跨中截面为例
成桥阶段跨中横截面
3主梁内力计算
3.1恒载内力计算
3.1.1主梁预制时的自重(第一期恒载)g
此时翼缘板宽1.2m
(1)按跨中截面计算,主梁每延米自重(即先按等截面计算)
中主梁:g1′=0.4949×25=12.3725KN/m
边梁:g1′=0.51505385×25=米重
4ΔV1+4ΔV2=1318959cm³
ΔV=1318959cm³
g2′+ g3′=1318959×10-6×25/24.96=1.321KN/m
1.1设计资料
1.1.1桥面跨径及桥宽
标准跨径:总体方案选择的结果,采用装配式预应力混凝土T型简支梁,跨度25m。
主梁长:伸缩缝采用4cm,预制梁长24.96m。
计算跨径:取相邻支座中心间距24.5m。
桥面净空:由于该桥所在路线的宽度不大,所以不采用分离式桥面。全桥横向布置:0.5m(人行道)+4m(车道)+1m(绿化带)+4m(车道)+0.5m(人行道)=10m
为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等),必须修建各种类型的桥梁和涵洞,因此桥涵是交通线路中的重要组成部分,特别是现代高等级公路以及城市高架道路的修建中,桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上一般说来桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的10~20%而且随着公路等级的提高,其所占比例还会加大。
目前预应力混凝土已经成为国内外土建工程最主要的一种结构材料,而且预应力技术已经扩大应用到型钢、砖、石、木等各种结构材料,并用以处理结构设计,施工中用常规技术难以解决的各种疑难问题。近年来我国在混凝土工程技术,预应力技术应用方面取得了极大进步。近二三十年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型跨度以及施工方法与技术等方面都有突破性进展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。
T型梁桥在我国公路上修建最多,早在50、60年代,我国就建造了许多T型梁桥,这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。80年代以来,我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝上简支T型梁桥(或桥面连续),如河南的郑州、开封黄河公路桥,浙江省的飞云江大桥等,其跨径达到62m,吊装重220t。预应力混凝土T形梁是一种简支T形梁结构,具有吊装轻,结构简单,受力明确、节省材料、施工简单、架设安装方便、跨越能力较大等优点,现在已被越来越多的桥梁建设所采用。近年来,随着我国高速公路建设的迅猛发展,预制预应力混凝土T形梁在我国高速公路建设中得到了广泛应用。
1.1.2.设计荷载
根据线路的等级,确定荷载分等级(根据《通规》):
计算荷载:公路Ⅱ级车道荷载,人群荷载3.0KN/m²
1.1.3.材料及工艺
水泥混凝土:主梁用C40,人行道、栏杆及桥面铺装用C30;
钢筋:预应力钢筋:低松弛钢绞线,fpk=1670MPa;
非预应力钢筋:直径大于或等于12mm时采用HRB335钢筋,直径小于12mm时采用HPB235钢筋。
V=9×130×445=520650cm³
V1= × ×98×445×9=65415cm³
V2= × ×(130+108)×9×445=158865cm³
V3= ×9×445×9=18022.5cm³
ΔV1=V-V1-V2-V3=278347.5cm³
ΔV2=130×9×45.5- ×9×9×45.5=51392.25cm³
其中截面的参数指标为
Ai=5093.4444cm²
Si=317830.9cm³
ys=62.4cm
Im=15.76×106cm4
2.2检验截面效率指标ρ
上核心矩:Ks= = =31.7cm
下核心矩:Kx= = =49.586cm
截面效率指标:ρ= = =0.51
根据设计经验,预应力混凝土T型梁在设计时,检验截面效率指标取ρ=0.45~0.55,且较大者亦较经济。因为初拟截面算出的ρ在0.45~0.55之间,所以初拟的主梁跨中截面是合理的。
锚具:采用与预应力钢绞线配套的XM锚具。
1.1.4.设计依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD62-2004)。
(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)。
1.2构造布置
(1)梁间距:采用装配式施工,根据经济因素及现场的吊装能力,主梁间距一般在1.8~2.3m之间,但本设计选用1.6m,整个桥横向共6片主梁;设计主梁宽均为1.6m;预制时,边梁宽1.4m,中梁宽1.2m,主梁之间留0.4m后浇段,以减轻吊装重量,同时能加强横向整体性。
(2)主梁高:根据预应力混凝土T型梁的截面尺寸设计经验,梁高选取在 ~ 之间,本设计选用1.6m。
(3)横隔板间距:为了增强主梁之间的横向连接刚度,除设置端横隔梁外,还设置3片中横隔梁,间距为4.9m,共计5片。
(4)梁肋:根据抗剪强度需要和施工振捣的需要(一般取在15~25cm之间),厚度暂定为16cm,在梁端一个横隔板间距内腹板中部按直线加宽至马蹄宽34cm。
近20年来世界上各国的桥梁工作者致力寻求桥梁结构的功能与经济、美学的辩证统一,创造出不少典型桥例推动了桥梁工程的发展。随着科技的发展,新材料的开发和应用,在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。目前,我国桥梁建设正在与国际接轨,开始向大跨、新型、轻质和美观方向发展。
1绪论
桥梁是为道理跨越天然或人工障碍而修建的建筑。我国幅员辽阔,地形西高东低,河道综合交错,有着著名的长江、黄河、珠江。在历史的长河中,中华名族建设了数以万计的桥梁,成为华夏文明的重要组成部分。中国古代的桥梁成就举世瞩目,在东西方桥梁发展史中占有崇高地位,为世人所公认,被外国旅行家赞誉为其妙的桥梁之乡。
(5)桥面铺装:采用厚度为10cm沥青混凝土,坡度由盖梁找平。
(6)桥梁横断面:具体尺寸见下图。
2主梁截面几何特性计算
2.1截面几何特性:
梁间距:1.6m
主梁宽:1.6m
预制时边梁宽:1.4m;中梁宽1.2m;主梁之间留0.4m后浇段
主梁高:1.6m
验算截面效率指标ρ
以跨中截面为例
成桥阶段跨中横截面
3主梁内力计算
3.1恒载内力计算
3.1.1主梁预制时的自重(第一期恒载)g
此时翼缘板宽1.2m
(1)按跨中截面计算,主梁每延米自重(即先按等截面计算)
中主梁:g1′=0.4949×25=12.3725KN/m
边梁:g1′=0.51505385×25=米重
4ΔV1+4ΔV2=1318959cm³
ΔV=1318959cm³
g2′+ g3′=1318959×10-6×25/24.96=1.321KN/m
1.1设计资料
1.1.1桥面跨径及桥宽
标准跨径:总体方案选择的结果,采用装配式预应力混凝土T型简支梁,跨度25m。
主梁长:伸缩缝采用4cm,预制梁长24.96m。
计算跨径:取相邻支座中心间距24.5m。
桥面净空:由于该桥所在路线的宽度不大,所以不采用分离式桥面。全桥横向布置:0.5m(人行道)+4m(车道)+1m(绿化带)+4m(车道)+0.5m(人行道)=10m
为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等),必须修建各种类型的桥梁和涵洞,因此桥涵是交通线路中的重要组成部分,特别是现代高等级公路以及城市高架道路的修建中,桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上一般说来桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的10~20%而且随着公路等级的提高,其所占比例还会加大。
目前预应力混凝土已经成为国内外土建工程最主要的一种结构材料,而且预应力技术已经扩大应用到型钢、砖、石、木等各种结构材料,并用以处理结构设计,施工中用常规技术难以解决的各种疑难问题。近年来我国在混凝土工程技术,预应力技术应用方面取得了极大进步。近二三十年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型跨度以及施工方法与技术等方面都有突破性进展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。
T型梁桥在我国公路上修建最多,早在50、60年代,我国就建造了许多T型梁桥,这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。80年代以来,我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝上简支T型梁桥(或桥面连续),如河南的郑州、开封黄河公路桥,浙江省的飞云江大桥等,其跨径达到62m,吊装重220t。预应力混凝土T形梁是一种简支T形梁结构,具有吊装轻,结构简单,受力明确、节省材料、施工简单、架设安装方便、跨越能力较大等优点,现在已被越来越多的桥梁建设所采用。近年来,随着我国高速公路建设的迅猛发展,预制预应力混凝土T形梁在我国高速公路建设中得到了广泛应用。
1.1.2.设计荷载
根据线路的等级,确定荷载分等级(根据《通规》):
计算荷载:公路Ⅱ级车道荷载,人群荷载3.0KN/m²
1.1.3.材料及工艺
水泥混凝土:主梁用C40,人行道、栏杆及桥面铺装用C30;
钢筋:预应力钢筋:低松弛钢绞线,fpk=1670MPa;
非预应力钢筋:直径大于或等于12mm时采用HRB335钢筋,直径小于12mm时采用HPB235钢筋。
V=9×130×445=520650cm³
V1= × ×98×445×9=65415cm³
V2= × ×(130+108)×9×445=158865cm³
V3= ×9×445×9=18022.5cm³
ΔV1=V-V1-V2-V3=278347.5cm³
ΔV2=130×9×45.5- ×9×9×45.5=51392.25cm³
其中截面的参数指标为
Ai=5093.4444cm²
Si=317830.9cm³
ys=62.4cm
Im=15.76×106cm4
2.2检验截面效率指标ρ
上核心矩:Ks= = =31.7cm
下核心矩:Kx= = =49.586cm
截面效率指标:ρ= = =0.51
根据设计经验,预应力混凝土T型梁在设计时,检验截面效率指标取ρ=0.45~0.55,且较大者亦较经济。因为初拟截面算出的ρ在0.45~0.55之间,所以初拟的主梁跨中截面是合理的。
锚具:采用与预应力钢绞线配套的XM锚具。
1.1.4.设计依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD62-2004)。
(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)。
1.2构造布置
(1)梁间距:采用装配式施工,根据经济因素及现场的吊装能力,主梁间距一般在1.8~2.3m之间,但本设计选用1.6m,整个桥横向共6片主梁;设计主梁宽均为1.6m;预制时,边梁宽1.4m,中梁宽1.2m,主梁之间留0.4m后浇段,以减轻吊装重量,同时能加强横向整体性。
(2)主梁高:根据预应力混凝土T型梁的截面尺寸设计经验,梁高选取在 ~ 之间,本设计选用1.6m。
(3)横隔板间距:为了增强主梁之间的横向连接刚度,除设置端横隔梁外,还设置3片中横隔梁,间距为4.9m,共计5片。
(4)梁肋:根据抗剪强度需要和施工振捣的需要(一般取在15~25cm之间),厚度暂定为16cm,在梁端一个横隔板间距内腹板中部按直线加宽至马蹄宽34cm。
近20年来世界上各国的桥梁工作者致力寻求桥梁结构的功能与经济、美学的辩证统一,创造出不少典型桥例推动了桥梁工程的发展。随着科技的发展,新材料的开发和应用,在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。目前,我国桥梁建设正在与国际接轨,开始向大跨、新型、轻质和美观方向发展。