預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的特點及構(gòu)造.ppt

1、a，1，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的特征和結(jié)構(gòu)(學(xué)習(xí)項目6.1 )，a，2，學(xué)習(xí)目標(biāo)，一，了解預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的受力特征二，掌握預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)。a、3、一、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的特點，1 .優(yōu)點連續(xù)梁在支點負(fù)彎矩的釋放作用下，大幅減少了正彎矩，減少了彎矩圖面積(連續(xù)梁的設(shè)計在截面上最大正彎矩和負(fù)彎矩連續(xù)梁為超靜定結(jié)構(gòu)，受溫度變化、混凝土收縮徐變、地基不均勻沉降的影響顯著，對地基要求高。 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)剛性大，變形小，動力性能好，主梁變形彎曲曲線緩慢，有利于高速行駛。 因為連續(xù)梁有正負(fù)彎曲力矩段，所以截面通常采用上下對稱的箱形截面。 預(yù)應(yīng)力簡支梁的跨度直徑超過4060m時，中定負(fù)荷彎矩和活負(fù)荷彎矩急劇增大，梁的

2、截面尺寸和自重顯著增加，不僅消耗材料，還給施工帶來困難的預(yù)應(yīng)力連梁，由于支點負(fù)彎曲力矩的存在預(yù)應(yīng)力連梁跨度大時，梁體重量過大，預(yù)制施工困難，多采用現(xiàn)澆施工，工期長，費用高。 如果改變a、4、a、5、連續(xù)梁的相鄰跨度的比，或者增加支點附近的梁的高度而形成高梁，則可以調(diào)整各控制截面的彎曲力矩的變化幅度，或者降低跨度中的正的彎曲力矩，預(yù)應(yīng)力筋的大部分被配置在梁的頂部，進(jìn)行拉伸成為高梁的話，在中間支點的負(fù)彎曲力矩變大，但是梁的高度增加，鋼筋的使用量不增加的同時，也可以增大支點附近的梁的高度，抵抗在支點的大的剪斷力。 連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理配置有利于實現(xiàn)縱壓、懸臂法等施工方法，促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋工程

3、的發(fā)展。 在立面中，連續(xù)梁在中間橋墩上只有一個支撐臺，在垂直載荷下，橋墩只能承受軸向壓力。 除了剎車腳，可以縮小其他橋墩及其基礎(chǔ)的尺寸。 a、6、2 .主要缺點預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置難以發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點。 由于梁的大部分截面存在正、負(fù)力矩，預(yù)應(yīng)力鋼筋合力的偏心接近截面中性軸，預(yù)應(yīng)力的作用降低，影響了梁的極限強度。 梁在偏心的縱向預(yù)壓力下彎曲變形。 變形受到約束時，支撐部位會產(chǎn)生附加的反作用力，預(yù)應(yīng)力作用會下降。 超靜定連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作很復(fù)雜，拉伸順序、施工方法和材料性能等對其應(yīng)力狀態(tài)有很大的影響，很難正確計算。a、7、2、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的整體布置，1 .平面橋梁的平面形狀取決于線路的方向和

4、河道或立體交叉線路的方向，受橋的地形和地物的制約，通常有正交、斜交、單向曲線和反向曲線橋等平面布置。 正交橋最常見，橋臺位置與主梁的中心線垂直，結(jié)構(gòu)最簡單。 連續(xù)梁可以由幾個跨度構(gòu)成一個連接，橋可以由一個連接或多連構(gòu)成。 常見的連續(xù)梁橋各連由37個跨度構(gòu)成，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，連續(xù)梁橋的一系列跨度數(shù)和長度增加。 例如錢塘江二橋18跨度，中跨度80m，全長1340m。 a、8、2 .立面的布置、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的立面的布置必須考慮橋孔分支、主梁的高度和梁底曲線的形狀等因素。 根據(jù)橋渡相互關(guān)系，根據(jù)被劃分為等渡(a )和不等渡連續(xù)梁(b )的梁的高度的變化，根據(jù)被劃分為等高(ad )和可變高度

5、連續(xù)梁(bc )的下部結(jié)構(gòu)的支承形式，被分為普通的單式橋墩(ab )、v形橋墩(e )和雙薄壁柱橋墩(f )的主根據(jù)被劃分為空腹式桁架結(jié)構(gòu)(d )的主梁和下部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，將墩梁分離成連續(xù)梁和墩梁粘結(jié)的連續(xù)t構(gòu)橋。、a、9、a、10、1 )橋孔跨越，連續(xù)梁連續(xù)通過各橋臺的頂上，各支點的縱向只設(shè)置一列支撐臺，橋臺頂上的縱向設(shè)置兩列支撐臺，兩聯(lián)間的主梁被分割。 等跨度的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)簡單，適合用對接法、移動模板法的簡單支撐連續(xù)法施工。 然而，等跨距布置控制全橋設(shè)計，使得邊緣超過內(nèi)力，并不經(jīng)濟。 等跨度的跨度尺寸主要取決于經(jīng)濟分孔和施工設(shè)備條件。 為了減小等跨度配置時的跨度中的正力矩，可以采用不等跨度形式

6、。 如果跨數(shù)較少，則采用奇數(shù)跨，而常見于三或五跨。 對三跨度連續(xù)高粱來說，邊緣跨度和中間跨度之比通常為0.50.7。 對于預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，為了增加邊跨剛度、減少現(xiàn)場彎矩的變化幅度、減少預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，應(yīng)該取較小的值。 如果邊緣跨度長度過短(比小于0.3 )，則邊緣跨度橋臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺、臺連續(xù)梁用懸臂施工法施工時，一部分邊為懸臂為了減少臺燈和現(xiàn)澆段的長度，邊的跨度長度最好是中跨度長度的0.65倍以下。a、11、a、12、2 )梁高和梁底曲線、變截面梁的變化規(guī)律可采用圓弧線、二次拋物線或折線等，最常用的是二次拋物線，其變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩變化規(guī)律

7、幾乎接近。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋除了選擇梁的高度變截面外，箱形截面也可以選擇截面底板、頂板和腹板變厚，以滿足梁內(nèi)各截面的不同受力要求。 變截面梁的高度和最大跨度的比，跨度中截面優(yōu)選為1/301/50，支點截面優(yōu)選為1/151/20，跨度中和跨度中的比優(yōu)選為0.50.7。a、13、a、14、三、預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，1 .主梁橫截面高鐵預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橫截面多采用箱形截面。 箱形截面整體性好，扭轉(zhuǎn)剛性大，具有良好的靜力和動力穩(wěn)定性。 同時箱形截面的頂板和底板具有廣闊的面積，能有效地抵抗正負(fù)力矩，滿足配筋的要求。 預(yù)應(yīng)力混凝土連梁多采用目前的澆筑工程，為了施工方便，箱形截面多采用單箱單室截面形式。 箱梁頂

8、板一般等厚的腹板一般要改變厚度，用支點加厚(靠近支點的地方受主拉伸應(yīng)力支配，必須加厚)。 底板一般要改變厚度，用支點加厚(支點主要由縱向壓縮應(yīng)力控制，要加厚)。 箱梁腹板分為直腹板和斜腹板兩種。 a、15、2 .橫隔板、橫隔板根據(jù)位置分為端橫隔板和中橫隔板，一般的端橫隔板必須設(shè)置(天花板梁的情況下作用于端橫隔板)。 需要在支點設(shè)置橫隔板，具有約束箱梁變形、扭曲變形、支承反作用力的承受和傳遞的作用。 箱梁內(nèi)的橫隔板通常采用板式結(jié)構(gòu)，為滿足施工、維護(hù)和通風(fēng)的要求，在橫隔板上設(shè)有人孔。a、16、a、17、3 .預(yù)應(yīng)力筋結(jié)構(gòu)、箱梁的預(yù)應(yīng)力筋配置分為縱向、橫向和縱向三向預(yù)應(yīng)力體系，其中，縱向預(yù)應(yīng)力筋被稱

9、為主筋。 縱向和橫向預(yù)應(yīng)力筋常用于鋼絞線和高強度碳鋼線，縱向預(yù)應(yīng)力筋主要采用冷拉高強度粗鋼筋。 高強度碳素鋼絲目前主要采用鐓粗錨定形式，錨定應(yīng)力損失小，接合長度方便，常用于擠壓工藝施工，縱向預(yù)應(yīng)力筋需要接合長度，常用接合長度。 縱預(yù)應(yīng)力鋼絞線主要采用75鋼絞線(標(biāo)準(zhǔn)強度1860MPa，直徑15.24mm )，可采用由單一鋼絞線和多根鋼絞線組成的束，成束配置時采用群錨定系。 常用錨定類型有OVM、QM、XM等，OVM型錨定在QM型錨定的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。 采用鋼絞線張力時，OVM型錨桿最方便，采用高強度碳素鋼絲時，最好采用XM型錨桿。 鋼束一般采用兩端張力，所以主橋邊跨地板的鋼束張力結(jié)束后，可以

10、進(jìn)行相鄰引橋的施工。a、18、a、19、各OVM錨固單元由OVM錨固件、鋼絞線或鋼絲束、金屬管構(gòu)成。 OVM錨分為張力錨和固定錨。固定端錨是一種不用于混凝土拉伸的錨，具有p型、h型。 固定端的p型錨包括中央開孔的平板，鋼絞線穿過板孔，在鋼絞線的末端按壓按壓蓋，加上約束環(huán)和螺旋環(huán)，構(gòu)成p型錨，能夠應(yīng)用于將預(yù)應(yīng)力傳遞到梁端的結(jié)構(gòu)。a，20，1 )縱向預(yù)應(yīng)力筋的類型、連續(xù)梁用節(jié)法施工時，結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨施工階段而變化，縱向力筋的配置應(yīng)根據(jù)具體階段內(nèi)力的需要拉伸或解體。 施工階段拉伸的力筋中，也有因使用負(fù)荷而產(chǎn)生不利的作用的，這種力筋應(yīng)該在成為橋的階段分解，稱為暫時的束。 暫時束放在短束上，不使用

11、連接器進(jìn)行長連接，不壓漿地錨定在板上，使錨露出梁外。 很多肌肉被拉伸后，不再被取下，變成了永久的束。 這種力筋同時抵抗施工階段的彎曲力矩和運營階段的彎曲力矩。 另一種類型的力筋在施工階段不需要，但在運營階段，例如需要用懸臂法施工連續(xù)梁的底板力筋。 這樣的束在成橋后被拉，稱為后期束，一般固定在板上。a、21、箱梁齒板、a、22、齒板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋拉伸模式圖，a、23、預(yù)應(yīng)力筋的配置形式為體外布筋。 體外肌分為永久型和裝卸型。 前者在主梁截面以外的管道內(nèi)設(shè)置力筋，利用橫隔梁和轉(zhuǎn)向塊等構(gòu)造物對梁施加應(yīng)力。 此類體外筋不削弱主梁的截面，無需確保細(xì)孔，預(yù)制裝配式可以通過干縫合接合，施工容易，迅速，更換容易。

12、 部分預(yù)應(yīng)力筋只在施工的某些階段需要，裝卸型的體外力筋是指為了在施工中滿足施工負(fù)荷的要求，在主梁截面上外裝預(yù)應(yīng)力筋，施工后去除這些預(yù)應(yīng)力筋，可能會不利于橋的使用階段。a、24、2 )縱向預(yù)應(yīng)力筋的布置、縱向預(yù)應(yīng)力筋的布置不僅取決于結(jié)構(gòu)形式，還取決于施工和運營階段的內(nèi)力分布，常用的配筋方式有連續(xù)配筋和段配筋。 如果連續(xù)梁的彎矩沿著梁的長度變化，跨越連續(xù)梁中間部分的鋼筋必須位于梁的下凸緣內(nèi)，中間支撐附近的鋼筋必須位于梁的上凸緣內(nèi)。 無論什么樣的布筋方式，都要體現(xiàn)這種思想。 (1)連續(xù)配筋的優(yōu)點是，力筋的錨和拉伸比較簡單，錨的數(shù)量少。 根據(jù)梁立面的形狀和載荷，可以線性或曲線放置連續(xù)鋼筋。 采用滿布支

13、護(hù)施工法施工時，沒有施工內(nèi)力變化的問題，可以直接根據(jù)成橋內(nèi)力采用連續(xù)配筋。 對應(yīng)的截面連續(xù)，可以采用連續(xù)曲線的配筋。 但是，由于梁跨度大，曲線多，預(yù)應(yīng)力損失大，穿通工程可能大，或連續(xù)曲線配筋合適，橋長100m。a、25、連續(xù)直布筋的連續(xù)梁，在中下法蘭內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋，在支點附近上法蘭內(nèi)有預(yù)應(yīng)力筋，實現(xiàn)改變梁高的方法(圖a )。 為了實現(xiàn)這一目的，等高梁只能使力筋具有波形，適應(yīng)載荷內(nèi)力的變化(圖b )。 為了充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的作用，實際上改變高度的梁的預(yù)應(yīng)力筋也被曲線性地配置(圖c )。 圖d根據(jù)連梁受力特征，采用分段直線配筋方式。 另外，對于a、26、變高的連續(xù)高粱，由于截面重心線呈曲線狀，因此，

14、如果預(yù)應(yīng)力筋采用連續(xù)直線配筋，就可以得到偏心距離。a、27、(2)分段鋼筋、分段鋼筋是用推壓施工和單純支變連續(xù)法等分段法施工的連續(xù)梁中最常用的鋼筋方式。 分段鋼筋的缺點是筋的錨定數(shù)量多，拉伸受箱內(nèi)的間隙限制(正的力矩筋分散在翼緣板或腹板突出的鋸齒板上錨定)的分段施工中，永久束分為直線束和彎曲束，直線束配置在截面上下翼緣的彎曲束是腹板不需要耐彎曲時，為了滿足剪切阻力，彎曲固定在網(wǎng)上。a、28、圖示是用懸臂法施工的連續(xù)梁的彎曲梁配置圖，經(jīng)由支承部的鋼筋區(qū)段向腹板內(nèi)彎曲，跨越錨定在各區(qū)段的接縫的中間部的鋼筋在反彎曲點從梁的頂部向下彎曲到中間部的底部，接縫混凝土a、29、單純支變連續(xù)施工時可以采用的配

15、筋方式是，橋墩頂接縫混凝土達(dá)到拉伸強度后，使用設(shè)置在接縫處的局部預(yù)應(yīng)力筋來確立結(jié)構(gòu)連續(xù)性的方式移動?？颍纯醉樞驖苍O(shè)混凝土、拉伸筋，在接縫處拉伸的鋼筋和還沒有拉伸的鋼筋a、30、擠壓工藝的施工，擠壓階段和使用階段受梁的力的情況差異很大，根據(jù)這兩個不同的受力階段，預(yù)應(yīng)力鋼筋一般用于承受擠壓階段的懸臂梁的負(fù)彎矩和跨度的正彎矩分為配置在斷面上下邊緣的直線筋為了滿足使用階段的要求而追加設(shè)置的后期張力鋼筋，被配置在橫跨中底部和支點部的增加部分的直筋上。 分段推壓工程分段預(yù)制，分段推壓，前期預(yù)應(yīng)力筋也分段拉伸，采用接頭連接長度，連接長度一般采用兩個梁段，間隔排列，減少接頭的數(shù)量，改善主梁的受力，簡化施工。

16、 截面底板薄時，需要在連接器部加厚。a、31、a、32、后期筋分為直筋和彎曲筋，直筋配置在支點截面的頂部和中間截面的底部，彎曲筋設(shè)置在腹板內(nèi)。 腹板最初只設(shè)置有預(yù)應(yīng)力筋管，橋梁到達(dá)最終位置時才緊張，固定在支點斷面的1/3跨度附近腹板內(nèi)側(cè)的垂直鋸板上。a、33、3 )縱向預(yù)應(yīng)力在箱梁截面上的配置原則，(1)力筋在截面上對稱配置，以免梁體發(fā)生橫向彎曲。 (2)彎曲束盡量配置在腹板和肋內(nèi)，盡量減少或避免平坦的彎曲，簡化結(jié)構(gòu)，減少預(yù)應(yīng)力損失。 (3)頂、底板的力筋適當(dāng)?shù)丶性诟拱?、肋等混凝土的厚度位置，均勻地分散配置是不好的?避免發(fā)生縱向的龜裂。 (4)因為力筋數(shù)量多，所以必須在板的中央部配置鋼筋時

17、，請避開橫向正力矩大的區(qū)域，或者使用小型的預(yù)應(yīng)力。 (5)力筋多的情況下，分層配置，首先可以錨定或彎曲靠近腹板中央部的力筋。 (6)當(dāng)橫截面的懸臂梁較大或箱梁的腹板間隔較大時，由于載荷，橫向的力較大，在箱梁的頂板內(nèi)配置橫向的預(yù)應(yīng)力筋。 垂直預(yù)應(yīng)力筋的作用是抗剪，經(jīng)常采用粗鋼筋，配置在腹板上。 關(guān)于a、34、4 )橫向和縱向的力筋的配置，在橫截面的懸臂梁的寬度大的情況下或箱梁的腹板的間隔大的情況下，由于載荷，截面的橫向的力大，為了控制橫向的龜裂和龜裂的寬度在允許范圍內(nèi)，可以對行駛車線板施加橫向的預(yù)應(yīng)力，其在雙向或三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的情況下，要特別注意處理各力筋間的空間位置關(guān)系。 根據(jù)需要，采用無粘結(jié)

18、力的筋，簡化結(jié)構(gòu)、技術(shù)，便于配置。 垂直預(yù)應(yīng)力的作用是抗剪，通常使用粗鋼筋放置在網(wǎng)上，其間隔由計算決定，通常在0.31.0之間。a、35、a、36、4 .閉合段結(jié)構(gòu)、懸臂法在連續(xù)系橋梁建設(shè)中存在閉合問題。 閉合段是指各t構(gòu)造完成后，相鄰懸臂間梁端的連接段。 閉合段施工實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換，是懸臂法施工技術(shù)的一個非常重要的工程。 閉合段混凝土從澆筑到達(dá)到設(shè)計強度，拉伸預(yù)應(yīng)力筋需要一定的時間。其間，由于溫差的變化、新混凝土澆注的早期收縮、梁段混凝土的收縮和徐變、結(jié)構(gòu)體系的變化、施工載荷和外力的變化等原因，在結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生變形和內(nèi)力，直接影響到未達(dá)到強度的閉合段混凝土的質(zhì)量。 為了保證a、37、工程質(zhì)量，從閉合段混凝土的澆筑到混凝土達(dá)到設(shè)計強度、拉伸中段預(yù)應(yīng)力筋，保證新澆筑混凝土不受任何外力，為了在各種因素的影響下使與閉合段連接的梁體變形協(xié)調(diào)，設(shè)計和施工具體來說，1 )在滿足施工必要的前提下，盡量縮短閉合段的長度，減