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文檔簡介
1、橋梁工程實(shí)習(xí)報(bào)告一、 實(shí)習(xí)目的與意義通過三橋梁工程認(rèn)識實(shí)習(xí),使我們將課本中學(xué)到的知識與實(shí)際相結(jié)合,進(jìn)一步加深了對所學(xué)知識的認(rèn)識,了解路橋?qū)I(yè)的概念和內(nèi)涵,了解路橋工程結(jié)構(gòu)和施工的基本知識,建立起初步的工程意識,激發(fā)我們對橋梁工程這門課的求知欲,同時(shí)培養(yǎng)我們熱愛專業(yè),增加學(xué)習(xí)和從事本專業(yè)的自信和自豪感。二、 實(shí)習(xí)內(nèi)容北線參觀渭河、三原、銅川1. 渭河大橋1) 概念斜交橋【skew bridge】指的是橋梁的縱軸線與其跨越的河流流向或路線軸向不相垂直的橋梁。在橋梁建設(shè)中,常常由于橋位處的地形限制,或者由于高等級公路對線形的要求而將橋梁做成斜交。2) 斜橋的受力性能 理論和實(shí)驗(yàn)證明,簡支于橋臺的斜板
2、在垂直荷載下一般有下列特性:a) 荷載有向兩支承邊之間最短距離方向傳遞的趨勢;b) 各角點(diǎn)受力情況可以用比擬連續(xù)梁的工作來描述;c) 在均布荷載作用下,當(dāng)橋軸線方向的跨長相同時(shí),斜板橋的最大跨內(nèi)彎矩比正橋要小,跨內(nèi)縱向最大彎矩或最大應(yīng)力的位置,隨著斜交角的變大而自中央向鈍角方向移動;d) 斜板橋的跨中橫向彎矩比正橋的要大;3) 實(shí)習(xí)見聞實(shí)習(xí)所見的渭河大橋就是一座橫向分段裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁斜橋,這是因?yàn)殍F路路線的方向已經(jīng)選定,但是由于渭河改道,必須滿足橋墩最大截面與河道水流方向正交,以保證最小阻力保護(hù)橋墩,如圖8所示,并且鐵路橋多為箱梁,外觀厚重,橋墩布置的密度較大。為了使裝配式梁的預(yù)制塊件
3、進(jìn)一步減小尺寸和自重,用縱向豎縫劃分的主梁再通過橫向豎縫劃分成較小的梁段,這種梁又被稱為串聯(lián)梁。對于這樣的預(yù)知梁段,由于沒有鋼筋穿過接縫,就必須在安裝對位后串聯(lián)以預(yù)應(yīng)力箍施加預(yù)應(yīng)力才能保證所有接縫具有足夠的連接強(qiáng)度,使梁整體受力。串聯(lián)梁的優(yōu)點(diǎn)是:塊件尺寸小,質(zhì)量輕,可以工廠化成批預(yù)制后方便地運(yùn)至遠(yuǎn)近工地;其缺點(diǎn)是塊件預(yù)制精度要求很高,用環(huán)氧樹脂作梁段接觸面的黏合劑時(shí),塊件端面互接的間隙不應(yīng)厚于環(huán)氧樹脂圖層的厚度,故而要采用全梁預(yù)制的方法。同時(shí)還要注意到這座鐵路橋的橋墩,圖9所示是這座橋的重力式橋墩,主要靠自身重力平衡外力保證橋墩穩(wěn)定 因?yàn)槠涠丈磔^為厚實(shí),可用天然石材或片石混凝土砌筑,適用于作用
4、較大、地基良好的大、中型橋梁,或流冰、漂浮物較多的河流中。其缺點(diǎn)是圬工體積較大與阻水面積較大。為此,宜采用配置有鋼筋混凝土懸臂式墩帽的實(shí)體墩替代,在保證橋梁剛度的前提下以減少墩身的平面尺寸,從而可以減小墩身體積,見圖10所示。圖8 圖9圖10這座橋的支座也很有特色,采用的是鑄鋼支座,見圖11所示,且支座與橋軸向正交,即斜橋正座(若支座方向也是斜的,會造成偏載,對支座的危害很大)。支座的作用是傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力,包括恒載和活載引起的豎向力和水平力;保證結(jié)構(gòu)在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形。鑄鋼支座全部由鋼材制造,其特點(diǎn)是活動性能好、無橡膠支座日久老化的特點(diǎn),特別適用于
5、嚴(yán)寒地區(qū)的橋梁,養(yǎng)護(hù)好的鑄鋼支座使用壽命長,一般不需要更換。圖112.渭河大橋1) 橋面橫坡的設(shè)置為了迅速排出橋面雨水,通常使橋梁設(shè)有縱向坡度外,尚應(yīng)將橋面鋪裝沿橫向設(shè)置雙向的橋面橫坡。對于板橋或就地澆筑的肋梁橋,為了節(jié)省鋪裝材料并減小恒載重力,可將橫坡設(shè)在墩臺頂部而做成傾斜的橋面板,此時(shí)鋪裝層在整個(gè)橋?qū)捝暇涂勺龀傻群竦?。對于裝配式肋梁橋,為架設(shè)和拼裝方便,通常都采用不等厚的鋪裝層(包括混凝土三角墊層和等厚的路面鋪裝層)以構(gòu)成橋面橫坡。在較寬的橋梁中,用三角墊層設(shè)置橫坡將使混凝土用量與恒載重力增加而過多,在這種情況下也可直接將行車道板做成雙向傾斜的橫坡。2) 實(shí)習(xí)見聞 實(shí)習(xí)所見的渭河大橋,如圖
6、12所示。 主梁梁體采用7-9片箱梁,整體預(yù)制吊裝而成,跨徑40米(全國跨徑最大的預(yù)制吊裝橋梁是杭州灣大橋,跨徑達(dá)到80米),在梁的支點(diǎn)、跨中以及1/4處設(shè)置有橫隔板。 橋墩采用雙柱式,在蓋梁上至少有2個(gè)板式橡膠支座,如圖13所示,避免偏載造成失穩(wěn)而出現(xiàn)裂縫。板式橡膠支座的活動機(jī)理是:利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角,利用其剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移。圖12圖133.雙曲拱橋1) 概念雙曲拱橋(two-way curved arch bridge)指的是拱圈由縱向拱肋和橫向拱波組成的拱橋。2) 由來1964年江蘇省無錫縣建橋職工創(chuàng)造的一種新型拱橋。他的主拱圈由拱肋,拱波,拱板,和橫向聯(lián)系構(gòu)件幾個(gè)部分
7、組成,外形在縱橫兩個(gè)方向均成弧形曲線,因之稱為雙曲拱。 3) 形式主拱圈的形式有單波、多波、多波高低肋等,其中雙肋單波可以節(jié)省材料,并且跨徑會更大些。拱肋截面有矩型、倒T形、I形、L形、薄壁箱形等,其中薄壁箱型截面用于大跨徑雙曲拱橋,倒T形、槽型截面用于小跨徑雙曲拱橋。 雙曲拱橋按其行車道所處的位置屬于上承式拱橋。若從主拱圈的橫截面上看,它是由拱肋、拱波、拱板和橫向聯(lián)系等幾部分組成。由于介于拱肋之間的拱波也呈曲線形,且與主拱圈的曲線正交,故而稱為雙曲拱橋。這種橋型是20世紀(jì)60年代我國江蘇省無錫縣由建橋職工首創(chuàng)的一種橋型,它充分發(fā)揮了預(yù)制裝配的優(yōu)點(diǎn),可以不要拱架施工,節(jié)省木料,加快施工進(jìn)度,而
8、所耗用的工料又不多。 雙曲拱比單曲拱能承受更大的載荷,主要是因?yàn)殡p曲拱不僅在一個(gè)方向上呈拱形,而且在與其垂直的另一方向也呈拱形。自行車的擋泥板就是這種雙曲拱形的。當(dāng)它受力時(shí),力使沿著兩個(gè)拱的方向更均勻地傳遞;某一局部受力過大時(shí),雙曲拱能迅速自行調(diào)整平衡,使整個(gè)雙曲拱不會因局部受力過大而損壞。 拱形結(jié)構(gòu)除了能用于建造橋梁外,另一個(gè)重大的用處就是建造水壩。特別是雙曲拱形壩,由于拱形頂所受的水壓力能通過拱體均勻地傳遞給河岸,依靠堅(jiān)固的兩岸來維持的穩(wěn)定,它與完全靠自身重量來維持平衡的重力壩相比,不僅可以減少體積,節(jié)約材料,而且還有一定的彈性,對地基的局部變形具有一定的適應(yīng)能力,有較好的抗震性能。 4)
9、 特點(diǎn) 它的最主要優(yōu)點(diǎn)是:將主拱圈以“化整為零”的方法按先后順序進(jìn)行施工,再以“集零為整”的方式組合成承重的整體結(jié)構(gòu)。施工順序是:先施工拱肋,之后再是橫向聯(lián)系,由于某些位置處的橫向剪力不大,故而橫向聯(lián)系可以不做成板狀以節(jié)省材料,然后是拱波,最后才是拱板,將拱波聯(lián)接,還用以施工橋面板用。它的缺點(diǎn)是:因主拱圈分期形成,呈現(xiàn)組合結(jié)構(gòu)的受力特征,整體性較弱,在地震荷載作用下容易破壞。 5) 實(shí)習(xí)見聞所見到的農(nóng)用雙曲拱橋,見圖1所示。施工時(shí),拱肋要?jiǎng)澐譃槠鏀?shù)段進(jìn)行,這樣的話可以對稱進(jìn)行施工,拱頂中線處就只有一條接縫;若拱肋劃分為偶數(shù)段進(jìn)行施工,拱頂處會有一塊板單獨(dú)施工,而且接縫不在拱頂中線處,拱頂中線易
10、開裂。由于雙曲拱橋的整體性差,所以容易開裂,如圖2和圖3所示。拱圈拱肋橫向聯(lián)系拱波圖1 雙曲拱橋裂縫裂縫圖2 圖34.拱梁組合體系梁橋 1) 概念拱梁組合體系中的梁和拱都是主要承重結(jié)構(gòu),兩者相互配合共同受力。由于吊桿將梁向上吊住,這樣就顯著減小了梁中的彎矩;同時(shí)由于拱與梁連接在一起,拱的水平推力就傳給梁來承受,這樣梁除了受彎以外尚且受拉。拱梁組合體系的橋能跨越較一般簡支梁橋更大的跨度,而對墩臺沒有推力作用,因此,對地基的要求就與簡支梁橋一樣,如圖4所示。圖42) 形式a) 剛性系梁柔性拱(強(qiáng)梁弱拱)這種組合式梁橋的特點(diǎn)是:拱只承受軸力,其他基本不參與受力;荷載基本由梁來承擔(dān),梁要承擔(dān)豎向力、橫
11、向力以及彎矩,并且配筋基本都是在剛性系梁中,因此這種橋梁對系梁的設(shè)計(jì)以及施工難度會相對較大。由于強(qiáng)梁弱拱式橋梁的拱纖細(xì),造型比較優(yōu)美,因此在中國建造廣泛。b) 柔性系梁剛性拱(弱梁強(qiáng)拱) 這種組合式梁橋的特點(diǎn)是:主梁承受拱的推力,并且提供拉力用以平衡拱施加的水平推力,故而橋臺的受力會小些,并且形式也會相對簡單一些;壓力、剪力以及彎矩均是由拱來承受的,因此對拱肋的強(qiáng)度和剛度要求都很大。由于這類橋梁的墩臺受力較小,故而適合修建在軟土地基上。c) 剛性系梁剛性拱(強(qiáng)梁強(qiáng)拱)這種組合式梁橋的特點(diǎn)是:拱肋和梁均承擔(dān)剪力和彎矩,因此二者的尺寸相對接近,架梁的時(shí)候也會比較容易,施工方便;并且這類橋梁的配筋在
12、梁體內(nèi)分擔(dān)均勻,外形均衡,具有平衡美感;由于上述兩種組合式梁橋的拱肋只承受軸力,強(qiáng)梁強(qiáng)拱式橋的拱肋還要承受彎矩,因此這種類型的橋梁受力很不利,而且施工時(shí)也比較廢料。3) 實(shí)習(xí)見聞在實(shí)習(xí)中所見到的拱梁組合體系梁橋是一座鐵路橋,故而活載會比較大,如圖5所示,該橋是一座下承式強(qiáng)梁弱拱組合梁橋。圖5 該橋除了橋梁的形式外,還應(yīng)注意的是橋梁的吊桿以及橫向聯(lián)系。吊桿(suspender)的作用是將梁和拱聯(lián)接起來以及將橋面的荷載傳遞給拱肋。根據(jù)外形,可將吊桿分成豎直型吊桿和斜吊桿。斜吊桿的主要優(yōu)點(diǎn)是只承受拉力,并且拉力方向是斜的,可以分解出水平力來減少拱肋所承受的彎矩;它的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)以及施工都比較困難,并且
13、后期維修會比較困難。圖6、圖7分別是該橋的豎直型吊桿以及吊桿固定索。圖6圖7 橫向聯(lián)系的作用是增強(qiáng)橋梁的整體穩(wěn)定性,是橋梁的抗彎剛度變大。對于橫撐,根據(jù)其外形可以分為一字形、K形、X形等,圖6中包含了一字形和K形橫撐。K形橫撐對橋面系凈空的高度要求較低,可以使視野更寬闊,相反,一字形會修建的比較低,但是一字形橫撐的施工會相對簡單。5.三原新龍橋1) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 典型的斜拉橋由斜拉索、塔柱和主梁組成。斜拉橋的受力可以看成用高強(qiáng)鋼材制成的斜拉索將主梁多點(diǎn)吊起,主梁恒載及作用在主梁上的活載通過斜拉索傳至塔柱,再通過塔柱基礎(chǔ)傳至地基。這樣大跨度的主梁的截面尺寸比同跨徑的梁橋截面尺寸小得多,大大減
14、少了主梁的材料用量,結(jié)構(gòu)自重明顯減輕,大幅度增大了橋梁的跨越能力。2) 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系課本P4474543) 斜拉索的構(gòu)造課本P45644614) 索塔的構(gòu)造課本P4644655) 實(shí)習(xí)見聞 三原新龍橋斜拉橋橋長為73.28米,橫跨清峪河,走向?yàn)槟媳弊呦?。三跨雙臺、雙塔雙索面斜拉型對稱布置,主橋采用墩、塔固結(jié)、橋面系支撐體系,見圖17所示。中跨88.8米,邊跨39米,橋面以上塔高24.6米,塔架為寶石形框架。主梁斷面為分離式雙箱混凝土箱梁,主梁由雙箱梁和行車道板組成,箱梁高為1.2米,寬1.0米。拉索布置,每塔六對,每塔均為雙索,見圖18所示。圖17圖18 按照錨固體系來說,該橋是自錨式斜拉
15、橋,見圖19所示,主跨完全依靠斜拉索提供彈性支承,還有邊墩支承,邊跨最外側(cè)一對的端錨索錨固在接近邊墩的主梁上,索力可以直接傳遞到邊墩上;因此,錨固剛度比跨內(nèi)索大,背索索力可以較大地控制索塔及主梁的受力狀態(tài)。由于該橋塔墩固結(jié),塔梁分離,如圖17、20所示,該橋?yàn)榘肫◇w系,但在塔墩處主梁下設(shè)置豎向支撐,如圖21所示。半漂浮體系的主梁內(nèi)力在塔墩支承處出現(xiàn)負(fù)彎矩峰值,溫度及混凝土收縮、徐變內(nèi)力較大,須加強(qiáng)支承區(qū)的主梁截面。圖19圖20圖216.原老龍橋1) 歷史 陜西省現(xiàn)存最完整的古代石拱橋三原古龍橋,是橋梁史上一顆璀璨的明珠。 龍橋,亦稱三眼橋,建造在三原縣南北二城之間的清峪河上,是一座三孔石拱橋
16、。明朝工部尚書溫純倡導(dǎo)集資建造。明代萬歷十九年(公元1591年)破土動工,萬歷三十年,歷時(shí)十二年之久的龍橋工程始告竣工。其后,清代順治十三年、乾隆二十年又多次維修,增飾續(xù)建。龍橋全長一百一十米,寬十一米,高二十六米,橋面長五十余米。全橋三孔,中孔最大,偏孔較小。橋身石縫以糯米石灰汁粘合,長方形青石鋪面。橋兩側(cè)豎有四梭尖圓頂狀石柱欄桿,左右兩邊各三十二根。欄桿之間,各嵌青石板三十塊,板上雕刻“王祥臥冰”等栩栩如生之畫面。三孔橋之上端,東西兩邊各砌石雕龍頭三個(gè)。龍頭傲視長空,氣宇軒昂。每逢雨季,橋面積水從龍頭口中噴出,飛流直下,如瀑布飛降,頗為壯觀。橋之南北二坡,曲徑回轉(zhuǎn),成形。坡道捕以磨盤石,兩
17、旁砌筑青磚花墻。南北坡頭,豎有石坊,坡道轉(zhuǎn)彎之坡頭南北各有城樓一座。分別見圖14,15,16所示。圖14圖15圖162) 實(shí)習(xí)見聞 老龍橋是一座實(shí)腹式圓弧拱(無鉸拱,超靜定),故而背后橋臺要采用重力式。這座橋值得我們注意的是側(cè)墻的砌筑方式是通縫,對于拱橋的整體性是不利的,拱橋的砌縫通常采用三合土與石料拌合,用錯(cuò)縫的方式進(jìn)行砌筑,橋面上的雨水會沿著砌縫滲出去,這樣會引起兩個(gè)問題:第一,混凝土中的碳酸鈣會離析出來,圖15中的白色印記就是混凝土離析出來;第二,冬天雨水滲入到石料中去易造成凍脹,進(jìn)而引起風(fēng)化,故而一般選取密實(shí)度較好的花崗巖作為石料。東線參觀1. 浐灞一號橋1)轉(zhuǎn)體施工A)豎向轉(zhuǎn)體施工B
18、)平面轉(zhuǎn)體施工2)實(shí)習(xí)見聞如圖48所示,浐灞1號橋是一座蝴蝶拱,蝴蝶拱肋跨度80米、矢高22米,矢跨比1/3.6,向橋兩側(cè)外傾20度形成蝴蝶拱造型。拱肋上將安裝吊索拉起全長112.9米,寬29.5米主跨鋼箱梁。蝴蝶鋼拱拱肋向外斜,截面成八邊形造型,這是利用了吊桿的非保向力效應(yīng):通過吊桿與拱肋將橋面板重心上移,當(dāng)拱肋有側(cè)傾趨勢時(shí),柔性吊桿會對其產(chǎn)生水平恢復(fù)力,有抑制拱肋傾斜的作用,使拱肋不易傾倒,因此也不需要用橫向聯(lián)系了。這座蝴蝶拱是一座不等跨的三跨連續(xù)無鉸鋼拱橋,在兩拱肋之間有橫系梁聯(lián)接,組成一個(gè)類似板凳狀的結(jié)構(gòu),較為穩(wěn)定,橋面系簡支安放在該板凳狀的結(jié)構(gòu)上,而且橋面系由吊桿吊著。由圖49中我們
19、可以看到鋼梁底面有好多窟窿,這是吊桿錨固的地方,人可以鉆進(jìn)去檢查維修。每個(gè)吊桿處都有一道橫梁,而且吊桿吊著橫梁,吊桿、橫梁以及拱肋均是鋼結(jié)構(gòu),吊桿之間的間距大概在5米左右,適用于跨徑10米左右的橋梁上。這座橋的施工工序是:先架好拱肋,拱肋的施工一般分為奇數(shù)段進(jìn)行施工,因?yàn)楣绊斒茌^大的正彎矩,若將接縫放在拱頂,則會成為薄弱環(huán)節(jié),易發(fā)生破壞,圖50中拱肋上的圓形焊縫在焊接之前是供施工人員進(jìn)到拱肋內(nèi)部施工時(shí)用的;再利用吊桿將橫梁吊著,繼而將縱梁架在橫梁上,最后再施工橋面系。圖48 圖49圖502. 浐灞二號橋位于西安浐灞生態(tài)園區(qū),大橋東接廣運(yùn)潭生態(tài)景區(qū),西接浐灞半島,是浐灞大道跨越灞河的控制性工程。
20、如圖51所示,該橋?yàn)楸馄搅骶€型混合式鋼箱斜拉橋,全長485米,橋梁寬度29.6米,雙向6車道。主橋部分全長240米,鉆孔樁基礎(chǔ),上部高90米,為雙索面拱形單斜塔斜拉橋,半漂浮體系。主跨為最大跨徑145米的鋼箱梁。橋塔為拱門式鋼結(jié)構(gòu)主塔,高78米,傾角75度,鋼塔自重約1621噸,其重量在混合斜拉橋中居國內(nèi)第一,浐灞二號特大橋首次采用平面拼接、整體豎轉(zhuǎn)的施工工藝,即將鋼橋塔在其平面位置進(jìn)行整體拼裝,然后利用起重塔、千斤頂,將其搬轉(zhuǎn)完成安裝。該橋結(jié)構(gòu)獨(dú)特、新穎、復(fù)雜,景觀橋設(shè)計(jì),國內(nèi)罕見。是西安市的一大新景觀,也是西安市一座 “地標(biāo)”建筑。這座橋的橋塔采用的是獨(dú)塔,并且有75度的傾角,在全國是非常
21、少見的,橋塔不在橋跨中間,并且橋塔兩側(cè)的橋跨跨徑不相等。主跨采用的是混凝土鋼箱梁,兩分離式鋼箱用橫隔板聯(lián)接起來后,再在其上澆筑混凝土,其中橫隔板內(nèi)部布置有橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋。邊跨跨度較小,采用的是混凝土箱梁,這樣可以起到配重的作用。如果把橋塔布置成90度且不等跨,則橋塔受力會不均勻,且對橋塔的穩(wěn)定性不利;若將整個(gè)橋梁全做成鋼箱梁,則主跨的重量要比邊跨大很多,也對橋塔的穩(wěn)定性不利。橋塔處沒有支座,故而是漂浮體系,但是在橋塔與主梁之間的橫橋向立著放有滑板橡膠支座,防止地震來臨時(shí)二者相互撞擊產(chǎn)生較大的橫向位移,以及滿足縱向位移。斜拉索的錨固面與斜拉索垂直,如圖52所示,這是為了避免產(chǎn)生水平分力,使混凝土
22、產(chǎn)生剪切破壞。如圖53所示的梯形橋臺,在原先用片石砌筑的混凝土橋臺與新砌筑的石料橋臺之間已經(jīng)脫離開了。圖53中橋臺與主梁之間的混凝土構(gòu)件為帽梁,能夠受彎,而臺帽只是傳力用的。圖54中的盆式橡膠支座,下部與帽梁相接,上部已經(jīng)焊到主梁上去了外面是缽一樣的護(hù)壁是鋼結(jié)構(gòu),里面層疊放置橡膠與鋼板,以防止主梁發(fā)生變形。一般來說,鋼梁結(jié)構(gòu)的阻尼比比混凝土梁小得多,大約是混凝土梁的25%,因此容易發(fā)生風(fēng)振動,因此要使用加固措施,圖55中傾斜的部分叫做風(fēng)嘴,它的作用是改善主梁的抗風(fēng)性能,避免發(fā)生渦振等。圖56中伸縮縫是模數(shù)式伸縮縫。535251 565554 3. 廣運(yùn)大橋廣運(yùn)大橋位于東三環(huán)北段,跨越灞河,大橋
23、全長1061米,主要由主道橋和輔道橋組成。五跨鋼管拱主橋跨越灞河,每跨為50米,最大跨度達(dá)80米。主道橋橋梁全長837米,分左右幅,每幅寬16.5米,共雙向八車道。廣運(yùn)大橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎,層次感強(qiáng)、造型美觀,氣勢宏偉,遠(yuǎn)看如長虹臥波,近看似銀色巨龍,目前是西安市唯一的跨河景觀大橋,見圖57所示。圖57圖58圖59 該拱橋?qū)儆谙鲁惺絼傂韵禇U柔性拱,是靜定結(jié)構(gòu),鋼管拱被焊接在橋墩上。圖58中的方形塊是用來錨固T型橫梁內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力筋。系桿是用來抵消相鄰兩跨之間的水平力。吊桿里面是鋼絞線,吊桿上面直接錨固在拱肋外面的錨固箱內(nèi),如圖59所示這樣可以保證不削弱拱肋的截面。四個(gè)支座的擺放形式如圖60所示。4.
24、 藍(lán)田南河大橋1) 概念拱橋按結(jié)構(gòu)可以分為:三鉸拱、無鉸拱和兩鉸拱。關(guān)于拱橋的施工方法有搭架施工、纜索吊施工、懸臂施工等。在砌筑石拱圈時(shí),根據(jù)受力需要,構(gòu)造上應(yīng)滿足:2) 實(shí)習(xí)見聞藍(lán)田南河橋是一座實(shí)腹式連拱石拱橋,主拱有8跨,如圖61所示,8個(gè)主孔連接在一起后,當(dāng)車輛荷載作用在其中一孔上,周圍的孔都會受力,距離受力的孔越近,則分擔(dān)的應(yīng)力和變形越大。從圖62中可以看出,主孔與附孔之間的橋墩比其余的橋墩要大,這種墩被稱為水平推力墩。由于主孔的跨度比附孔的要大,故而二者的水平推力會有差別,因此兩孔之間的墩會受力不平衡,所以要利用水平推力墩來平衡不平衡的水平推力,水平推力墩是依靠自身重力來平衡不平衡的
25、水平力的,若由于橋位選擇等原因,可以講水平推力墩的截面尺寸做的和其他墩的尺寸相同,但前提是必須可以抵消不平衡的水平力。除了設(shè)置水平推力墩,還有以下措施可以用來平衡不平衡的水平推力:a) 調(diào)整矢跨比,矢跨比越大,水平推力就越小,因此,主孔要采用較大的矢跨比,附孔采用較小的矢跨比;b) 調(diào)整主孔與附孔的起拱線標(biāo)高,應(yīng)該降低主孔的起拱線,升高附孔的起拱線;c) 將主孔做成實(shí)腹式的,這樣可以減輕恒載,而將附孔做成實(shí)腹式的;圖615. 藍(lán)田某加固橋從圖62中可以看出,這座橋的橋墩是獨(dú)柱式的,并且也是挑臂式的,使用挑臂式橋墩可以使橋面系更寬一些,由于挑臂端處有彎矩存在,因此應(yīng)該布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。對于挑臂式橋
26、墩的補(bǔ)強(qiáng)措施是張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。該橋的主梁采用的是T型梁,對于主梁的加固措施是用鋼板加固裂縫位置,如圖63所示。另外,跨中翼緣底端也貼有鋼板加固,如圖64所示。橋梁的裂縫按形式可以分為兩類:一種是跨中的豎向裂縫,對于這類裂縫的改善措施是向裂縫內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂;另一種裂縫是墩頂附近的沿45度的斜裂縫,對于這類裂縫所采取的改善措施就是用鋼板加固,而且鋼板的方向要與斜裂縫的方向垂直,如圖63所示。從圖63中還可以看到防震擋塊,防止梁的水平位移過大而導(dǎo)致落梁。該橋也有橫隔梁來增加橫向剛度,而且端橫隔梁處還有預(yù)應(yīng)力筋,如圖65。該橋采用的是墊層支座,耐久性很差。圖62 圖63 圖64圖65西線參觀1. 機(jī)場
27、高速公路橋1) 連梁裝置連梁裝置是公路橋梁防落梁系統(tǒng)中的最終安全保護(hù)措施,用于避免橋梁上、下部結(jié)構(gòu)相對位移過大、支座喪失支承功能后發(fā)生落梁。地震來臨時(shí),抗震支座及防震擋塊(防止橫橋向位移過大)最先發(fā)生作用,當(dāng)防震擋塊等防震裝置失去作用并且位移過大時(shí),連梁裝置才開始發(fā)揮作用,連梁裝置通常是在1-2級(罕遇)地震時(shí)才發(fā)生作用。連梁裝置的結(jié)構(gòu)形式有兩種:鋼板式和拉索式。鋼板式連梁裝置是通過鋼板將梁連在一起的裝置;拉索式連梁裝置是用托架將拉索與上部結(jié)構(gòu)連在一起的,見圖22所示,但對于橋的邊跨或者大體積橋與小體積引橋相連接的地方,因?yàn)榇嬖谙辔徊睿识荒軐⒗魇竭B梁裝置用在橋的上部結(jié)構(gòu),要讓梁體與下部結(jié)
28、構(gòu)連在一起。連梁裝置的設(shè)計(jì)荷載,取支座反力(梁體的恒重)以及2倍的水平地震力二者中的最大值。2) 連續(xù)梁橋 將簡支梁梁體在支點(diǎn)上連續(xù)就成為連續(xù)梁橋,連續(xù)梁至少布成兩跨,一般布置成多跨一聯(lián)。每聯(lián)跨數(shù)越多,聯(lián)長越長,由溫度變化和混凝土收縮等引起的縱向位移就越大,伸縮縫和活動支座的構(gòu)造就越復(fù)雜;每聯(lián)跨數(shù)越少,聯(lián)長越短,伸縮縫數(shù)量越多,則對高速行車越不利。一般情況下,連續(xù)梁中間墩上只需設(shè)置一個(gè)支座,見圖23所示,而在相鄰兩聯(lián)連續(xù)梁的橋墩處仍需設(shè)置兩個(gè)支座。在荷載作用下,連續(xù)梁由于支點(diǎn)附近負(fù)彎矩的卸載作用,跨中正彎矩顯著減小。 等截面連續(xù)梁的施工簡單,適用于跨海大橋的引橋;變截面連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)有:省料,可
29、以減輕自重;受力方面,梁體支座附近的負(fù)彎矩的卸載作用,可以減小跨中正彎矩,同時(shí),在墩頂附近的截面尺寸要大一些,跨中的截面只要滿足抗剪、抗扭要求就行,故而跨中截面尺寸較小。3) 連續(xù)剛構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⒅髁鹤龀蛇B續(xù)梁體,并與薄壁橋墩固結(jié)。它與連續(xù)梁橋一樣,可以做成多跨一聯(lián)。連續(xù)剛構(gòu)橋兩題的受力性能與連續(xù)梁相似,而薄壁墩底部所承受的彎矩和梁體內(nèi)的軸力會隨著墩高的增加而急劇減少。在跨徑大的而墩高小的連續(xù)剛構(gòu)橋中,由于體系溫度的變化,混凝土收縮等將在墩頂產(chǎn)生較大的水平位移,為減少水平位移在墩中產(chǎn)生的彎矩,連續(xù)剛構(gòu)橋通常采用水平抗錐剛度較小的雙薄壁墩。4) 實(shí)習(xí)見聞 由于日本是一個(gè)地震多發(fā)國家,因此連梁裝置
30、在日本的橋梁中經(jīng)常使用以防止地震荷載下,主梁發(fā)生落梁破壞。實(shí)習(xí)所見的機(jī)場高速公路橋是目前我國唯一一個(gè)使用連梁裝置的橋梁,見圖22所示。 機(jī)場高速公路橋是一座三跨連續(xù)變截面箱梁,為了使受力最為完美,因此將邊跨的長度做成中跨長度的0.50.8倍,見圖24所示。圖22 圖23圖242. 咸陽渭河大橋1) 實(shí)習(xí)見聞 咸陽渭河二號大橋全長2660米,其中渭河大橋長800米,橋面寬25米,引橋長600米,橋塔高88米,是目前西北地區(qū)最大的斜拉橋,見圖37所示。本橋引橋?yàn)楹喼П氵B續(xù)的箱梁,主橋?yàn)楠?dú)塔雙索面斜拉橋,半扇形布索,23對拉索,為全漂浮式體系。 如圖38所示,這座斜拉橋的一束拉索由兩根拉索組成,這是
31、為了減小索塔的應(yīng)力集中,同時(shí)為了可以讓力分散開來。 但是這樣做同樣有很多缺點(diǎn):第一個(gè)缺點(diǎn)是,當(dāng)風(fēng)繞過上面那根拉索后會形成具有一定規(guī)律的渦流,當(dāng)渦流大到一定程度的話會打到下面的那根拉索上,從而使下面的那根拉索發(fā)生振動,當(dāng)所有的索都發(fā)生頻率相同的振動時(shí),會引起共振,這種現(xiàn)象稱為尾流渦振現(xiàn)象;第二個(gè)缺點(diǎn)是,下雨時(shí),雨水沿著下面那根拉索流動,形成雨線從而改變拉索的形狀,容易形成風(fēng)雨振動;還有一個(gè)缺點(diǎn)是,當(dāng)風(fēng)吹過時(shí)會形成軸向流,從而也使拉索發(fā)生振動。為了減小風(fēng)雨振動這方面的問題,可以采取下面幾類措施:第一,采用阻尼器,可以增加拉索的阻尼比,使拉索的剛度增加,從而減小拉索的振動;第二,用輔助索將幾根拉索串
32、到一起,但這樣做看上去會出現(xiàn)斜拉索交錯(cuò)凌亂的視覺。圖39中斜拉索端頭的黃色構(gòu)件是橡膠圈,用來增大斜拉索的阻尼比,這種方法適用于短的斜拉索,當(dāng)這種方法用到較長的斜拉索上時(shí),即使端頭不發(fā)生振動,斜拉索的其他地方也會發(fā)生振動。在防止斜拉索發(fā)生振動的同時(shí),同樣要注意防止橋面發(fā)生振動,可以采取的措施有:改變橋梁的斷面;加一些阻尼器;使用風(fēng)嘴等抗風(fēng)裝置。 該斜拉橋雙橋塔是實(shí)心的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在橫橋向呈H形,考慮到索面的問題,將橋塔做的稍微傾斜一些,如圖38所示。圖38中橋塔上面的楔形塊是拉索錨固箱,做成楔形狀是為了使錨固面和拉索方向垂直,使受力均勻。在塔柱錨固區(qū)內(nèi)埋設(shè)鋼箱,鋼箱內(nèi)設(shè)錨梁,斜拉索錨固在錨梁
33、上,鋼錨箱承擔(dān)斜拉索產(chǎn)生的局部拉應(yīng)力,塔柱混凝土承擔(dān)鋼錨箱傳來的整體壓力或偏心壓力。中間有兩根拉索是直的,為零號索,起支撐作用,是用來將主梁吊到橋塔上。若零號索下面有支座,為支撐體系,若沒有,如圖40所示,該橋?yàn)槠◇w系。漂浮體系,主梁漂浮在橫梁上,塔柱下面會有橫梁,這是因?yàn)樾崩髟跈M橋向的傾角很小,不能提供有效的橫向支承,只有端支承給主梁提供橫橋向位移約束,這對支承水平荷載非常不利,所以必須在塔梁交接處對漂浮體系主梁施加一定的橫向約束,以抵抗由于風(fēng)力、地震力等引起的橫向水平力。全漂浮體系為塔墩固結(jié),塔梁分離。主梁除兩端有制作支承外,其余位置均由拉索支承,成為在縱向可自由漂移的多點(diǎn)彈性支承連續(xù)梁。其主要優(yōu)點(diǎn)是:滿載時(shí),塔柱處主梁不出現(xiàn)負(fù)彎矩峰值,溫度及混凝土收縮、徐變引起的次內(nèi)力較小,主梁各截面的變形和內(nèi)力的變化平緩,受力均勻。圖37圖38圖39圖40圖41圖42咸陽二號橋的引橋是簡支變連續(xù),其施工流程為:a)預(yù)制主梁,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后,張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束,壓漿并及時(shí)清理主梁(預(yù)應(yīng)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁)底板通氣孔。 b) 設(shè)置臨時(shí)支座并安裝好永久支座,逐孔安裝主梁,置于臨時(shí)支座上為簡支狀態(tài),及時(shí)連接橋面鋼筋與橫梁鋼筋。 c) 連接接頭段鋼筋,設(shè)置接頭鋼束波紋管并穿束。在日溫最低時(shí)(不高于+15)澆筑連續(xù)接頭、中橫梁及兩側(cè)與頂板鋼束
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