悬臂浇筑施工连续梁桥

悬臂浇筑施工连续梁桥悬臂浇筑施工连续梁桥 一 悬浇梁体分段一 悬浇梁体分段 1 墩顶梁段 A 0 号段 1 长度一般为 5m 10m 但也不一定 这主要根据具体情况而定 比如 XXXX 桥主桥 为了刚开始能 放两个挂篮对称施工 0 号块有 13m 2 施工托架 在混凝土浇筑以前 应对托架进行试压 2 由 0 号段两侧对称分段悬臂浇筑部分 B 1 长度一般为 2 5m 5m 也有个别跨度大的桥梁的分段为 2 5m 3 5m 4 5m 2 一般一个梁段的施工周期为 6 10 天 3 根据计算经验 梁段的多少直接影响结构配束计算 在不影响工期的前提下 适当增加梁段数 十 分有利于纵向预应力钢束配置 以避免因梁段不足采用大吨位预应力钢束引起张拉端局部应力过大 同时 也使全桥截面受力状态均衡 边缘应力储备适当 3 边孔在支架上浇筑部分 C 1 长度一般为 2 3 个悬臂浇筑分段长 4 合拢段 D 1 长度一般为 2m 3m 看到 2m 用得最多 2 合拢方法 3 不宜过小 二 挂篮使用经验二 挂篮使用经验 1 XX 桥 1 挂篮在施工过程中的布置一般为对称的 挂篮单方向的长度一般比所划分悬浇的梁段长度长 0 5m 1m 举个例子 悬浇梁段的划分长度为 4 5m 则挂篮单方向的长度可取为 6m 两支点间的距离可 取为 5m 2 挂篮重量与最重梁段的比例为 0 45 2 XXX 大桥 主跨 120m 连续梁桥 1 用的是菱形挂篮 2 计算经验 挂篮的前后吊点假设为前面已浇梁段的两个端面点即可 对整个结构影响不大的 3 XXXX 主桥 1 挂篮的前后吊点假设为前面已浇梁段的两个端面点 2 挂篮重量取为 800kN 以临时荷载考虑 三 施工挂篮三 施工挂篮 1 按照构造形式可分为桁架式 斜拉式 型钢式 混合式桁架式 斜拉式 型钢式 混合式 2 平行桁架式挂篮 1 结构特点 它的上部结构一般为一等高桁架 其受力特点是 底模平台及侧模支架所承荷载均由前 后吊杆垂直传至桁架节点和箱梁底板上 故又称吊篮式结构 桁架在梁顶用压重或锚固或二者兼之来解决用压重或锚固或二者兼之来解决 倾覆稳定问题倾覆稳定问题 桁架本身为受弯结构 2 评价 早期使用较多 由于其自身载荷大 现在一般已不大采用 早期使用较多 由于其自身载荷大 现在一般已不大采用 3 平弦无平衡重挂篮 1 结构特点 平弦无平衡重挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上 取消压重 取消压重 在主桁架上部增设前后上 横梁 根据需要 其可沿主桁纵向滑移 并在主桁横移时吊住底模平台及侧模支架 由于挂篮底部荷载作 用在主桁架上的力臂减小 大大减小了倾覆力矩 故不需平衡压重不需平衡压重 其主桁后端则通过梁体竖向预应力筋 锚固于主梁顶板上 2 评价 由于其并未从根本上克服平行桁架式挂篮结构庞大 自身静荷较大的缺点 应用不是很广泛 由于其并未从根本上克服平行桁架式挂篮结构庞大 自身静荷较大的缺点 应用不是很广泛 4 弓弦桁架式挂篮 1 结构特点 弓弦桁架 又称曲弦桁架 式挂篮的主桁外形似弓形 故可认为是从平行桁架式挂篮演 变而来 除具有桁高随弯矩大小变化 受力合理的特点外 还可在安装时在结构内部预施应力以消除非弹 性变形 故也可取消平衡重 所以一般重量较轻 2 评价 受力较合理 对不想一次性投入过多的施工单位有一定的吸引力 但其缺点是杆件数量多 制作安装都较麻烦 且易丢失 总体来讲 使用较广泛 总体来讲 使用较广泛 3 应用示例应用示例 桥名 最大跨度 最大段重 挂篮 类型 挂篮主要特点 挂篮重 平衡重 挂篮总重 梁 段 广东虎门大 桥辅航道桥 连续刚构 连续刚构 270m 240 5t 弓弦 桁架 式 万能杆件为主的曲 弦桁架 1 号段开 始灌注 滚动行走式 滚动行走式 88 7t 无 88 7t 240 5t 0 37 江苏南京 草场门大桥 连续梁桥 连续梁桥 60m 87t 弓弦 桁架 式 万能杆件为主的曲 弦桁架 1 号段开 始灌注 滑动行走式 滑动行走式 43 6t 无 43 6t 87t 0 50 5 5 菱形桁架挂篮 1 结构特点 菱形挂篮可认为是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来 其上部结构为菱形 前部伸出 两伸臂小梁 作为挂篮底模平台及侧模前移的滑道 其菱形结构后端锚固于主梁顶板上 无平衡压重 而 且结构简单 故大大减轻了自身荷载 2 评价 具有结构简单 受力合理和一次移动到位等特点 较受欢迎 具有结构简单 受力合理和一次移动到位等特点 较受欢迎 3 应用示例应用示例 桥名 最大跨度 最大段重 挂篮 类型 挂篮主要特点 挂篮重 平衡重 挂篮总重 梁 段 南京长江二 桥北汊桥 连续梁桥 连续梁桥 165m 156t 菱形 桁架 式 49t 无 49t 156t 0 31 京九铁路泰 和赣江特大 桥 80m 140t 菱形 桁架 式 菱形型钢桁架 2 号段开始灌注 46 8t 无 46 8t 140t 0 33 黄石长江公 路大桥 连续刚构 连续刚构 245m 265t 菱形 桁架 式 万能杆件为主的主 桁 1 号段开始灌 注 104t 无 104t 265t 0 39 建德洋安大 桥 连续梁桥 连续梁桥 120m 菱形 桁架 式 6 6 滑动斜拉式挂篮 1 结构特点 滑动斜拉式挂篮在力学体系方面有较大突破 其上部结构采用斜拉体系代替梁式或桁架 式结构的受力 而由此引起的水平分力 通过上下限位装置 或称水平制动装置 承受 主梁的纵向倾覆 稳定由后端锚固压力维持 其底模平台后端仍吊挂后锚固于箱梁底板之上 2 评价 被认为是国内目前最轻的挂篮之一 跨度和梁高都较大时不便使用 被认为是国内目前最轻的挂篮之一 跨度和梁高都较大时不便使用 3 应用示例应用示例 桥名 最大跨度 最大段重 挂篮 类型 挂篮主要特点 挂篮重 平衡重 挂篮总重 梁 段 湖南株洲 湘江大桥 1988 年首 次使用 90m 101t 滑动 斜拉 式 钢斜拉杆拉住底模 架 1 号段开始悬 灌 31 5t 无 31 5t 101t 0 31 湖北襄樊 汉江虹大桥 100m 104 6t 滑动 斜拉 式 钢斜拉杆拉住底模 架 1 号段开始悬 灌 32 4t 无 32 4t 104 6t 0 31 7 7 预应力斜拉式挂篮 1 结构特点 预应力斜拉式挂篮的最大特点是利用梁体内腹板的预应力筋拉住模板 从而使得挂篮结 构简化 重量变轻 2 评价 属永久结构和临时结构相结合 需设计 施工 乃至建设单位意见一致方可采用 属永久结构和临时结构相结合 需设计 施工 乃至建设单位意见一致方可采用 8 三角形组合梁挂篮 1 结构特点 三角形组合梁挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上 将受弯桁架改为三角形组合梁结构 又由于斜拉杆的拉力作用 大大降低了主梁的弯矩 从而使主梁能采用单构件实体型钢 由于挂篮上部结 构轻盈 除尾部锚固外 还需较大压重还需较大压重 其底模平台及侧模支架等的承重传力与平行桁架式挂篮基本相同 2 评价 虽较平行桁架式挂篮轻 但仍需一定的压重 故应用受到一定的限制 虽较平行桁架式挂篮轻 但仍需一定的压重 故应用受到一定的限制 9 自承式挂篮 1 结构特点 自承式挂篮分为两种 一种是模板支撑在整体桁架上 桁架用销子和预应力筋挂在已成 箱梁的前端角上 灌注砼时主梁和行走桁架移至一边 挂篮前移时再安上 吊着空载的模板系统前移 另 一种是将侧模制成能承受巨大压力的刚性模板 通过梁上的水平及竖向预应力筋拉住模板来承受砼重量 走行方法与前者相同 由临时吊车悬吊着模板系统前移到下一梁段 这种方法对跨度不是很大的等高度箱 梁较为适宜 2 评价 本质上与预应力斜拉式挂篮并无很大区别 唯一不同的只是预应力筋采用特殊设计 并配置本质上与预应力斜拉式挂篮并无很大区别 唯一不同的只是预应力筋采用特殊设计 并配置 必要的定位销和钢销 必要的定位销和钢销 10 牵索式挂篮 1 牵索式挂篮是斜拉桥主梁悬臂浇注专用挂篮 它又分为长平台牵索挂篮和短平台牵索挂篮两种 牵索挂篮主要有以下优点 A 承载能力大 该挂篮可承受斜拉桥主梁一个索区砼的灌注重量 B 施工速度快 一个索区砼一次灌注成型 C 利用牵索挂篮 使施工时的大部分荷载直接传至主塔 已成梁段受力小 减少了主梁配筋 降低 了工程造价 D 挂篮自重轻 E 挂篮采用上承式桁架 使底模直接联在桁架上 不但增强了挂篮的刚度 而且扩大了桥面施工空 间 F 施工过程中 斜拉桥主梁最大变位量减小 容易实现索力一次张拉到位 简化了施工工序 提高 了工效 四 纵向预应力筋的布置四 纵向预应力筋的布置 1 悬臂预应力筋悬臂预应力筋 1 定义 在悬臂浇筑施工时 要配置承受负弯矩的悬臂预应力筋 亦称 一期配筋或前期预应力束 连续预应力筋连续预应力筋 1 定义 合拢成桥后 要配置承受恒 活载产生正 负弯矩的预应力筋或连续预应力筋 亦称二期配 筋或后期预应力束 五 其他杂项五 其他杂项 1 悬臂施工连续梁桥 底板束的张拉应按照从长束到短束长束到短束的张拉顺序进行 2 关于锚固齿块 1 要尽量将齿块设在底板内压应力较大处 以及底板较厚处 2 要尽量减少齿块的数量 而可增加每束的张拉力 这样可在总体上减少所增加的混凝土数量和钢筋 用量 3 预应力筋布置 1 钢束在横断面中布置时直束靠近顶板位置 弯束位于或靠近腹板 便于下弯锚固 六 一些收获六 一些收获 1 关于塑料波纹管 1 优缺点 优点 密封性能好 孔道摩阻系数比钢管和金属波纹管小 缺点 价格昂贵 比金属波纹管贵 1 2 倍 塑料管与混凝土的粘结力即共同工作不如金属波纹管 而 且受温度变形影响大 2 外径与内径 一般来讲 76 以下的不小于 2 5mm 85 不小于 3mm 130 不小于 3 5mm 壁厚要均匀 不允许有负公差 2 关于悬臂施工阶段建模 1 对于悬臂施工的桥梁 成桥前结构的约束点少 属静定结构 模拟时一定要模拟对 不能把其模 拟为超静定结构 2 大桥在悬臂施工阶段 主梁悬臂根部承受由自重产生的较大的负弯矩 箱梁顶板为拉应力 底板为 压应力 形成较强的劈裂作用 为受力最不利截面 这种负弯矩主要由预应力钢筋来平衡 在合拢后 结 构受力体系发生变化 由静定结构转化为超静定结构 除悬臂根部截面外 跨中合拢截面也是最不利截面 七 裂缝问题七 裂缝问题 1 某些大跨径桥梁设计 对跨中压应力的储备留得过大 即后期底板束张 拉应力过大 由于混凝土材料的泊松比影响 沿预应力作用的横向会产生拉应变 也会加剧底板在顺桥向 裂缝的发展 2 为避免主拉应力产生斜裂缝 在靠近梁端增加腹板和底板的厚度在靠近梁端增加腹板和底板的厚度 适当加密或加粗腹板的 箍筋 或增设弯起束 有效地减小剪应力值是较为积极的的措施 八 运用桥梁博士进行分析八 运用桥梁博士进行分析 1 施工阶段分析 1 如果不考虑湿重 0 号块 上挂篮 1 号块 张拉 1 号块预应力 移动挂篮 2 号 块 2 如果考虑湿重 0 号块 上挂篮 1 号块湿重荷载 取消 1 号块湿重荷载 安装 1 号块 张 拉 1 号块预应力 移动挂篮 2 号块湿重 取消 2 号块湿重荷载 安装 2 号块 3 我的分析方法 当然是考虑湿重的 0 号块 上挂篮 1 号块湿重荷载 取消 1 号块湿重荷载 安装 1 号块 张拉 1 号块预应力 移动挂篮 2 号块湿重 取消 2 号块湿重荷载 安装 2 号块 张拉 2 号块预应力 1 刚度验算 1 桥博 2 95 及其以下版本 位移的计算 是按照不开裂换算截面刚度计算的 未做刚度折减处理 因 此 就全预应力和部分预应力混凝土 A 类构件来讲 对计算出的位移值应再乘以一个 1 0 85 的系数 2 桥博 3 0 以上版本 位移的计算 是按照不开裂换算截面刚度计算的 未做刚度折减处理 因此 就全预应力和部分预应力混凝土 A 类构件来讲 对计算出的位移值应再乘以一个 1 0 95 的系数 3 关于冲击系数 1 在桥博中 最好按照规范计算出汽车荷载的冲击系数手工填入 因为好像桥博没有自行考虑 4 使用阶段预应力钢束有效预应力值超过规范要求的问题 1 有效预应力值距设计值过大或过小对结构来说都是不利的 预应力值过大 超过设计值过多 虽然结构的抗裂性较好 但因抗裂度过高 预应力筋在承受使用荷载 时经常处于过高的应力状态 与结构出现裂缝时的荷载很接近 往往在破坏前没有明显的预兆 将严重危 及结构的使用安全 另外 如果张拉力过大 会导致结构的反拱度过大或预拉区出现裂缝 对结构同样不 利 预应力值过小 或张拉阶段预应力损失过大 则结构可能过早出现裂缝 亦不安全 2 新版 钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理 张树仁鲍卫钢等 2004 年 9 月 P400 中 他们认为 只要使用阶段钢束有效预应力值不超过规范规定的 5 就认为是可以满足要求的 即 规范 规定限值为 1209MPa 1209 的 5 为 60 45 则 1209 60 45 1270Mpa 也就是说 只要使用阶段的钢束有 效预应力值不超过 1270MPa 就认为是可以接受的 5 预应力损失的计算原理及变化因素 1 预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失 s1 对于两端张拉的情况 预应力损失在张拉端最小 向钢束跨中逐渐增大 直至最大 对于单端张拉的情 况 预应力损失在张拉端最小 向另一端逐渐增大 直至最大 两端张拉的情况下的 沿程分布图 1 2 锚具变形 钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 s2 要考虑一个反摩阻的影响 显然 考虑反摩阻作用的筋束 由于张拉端截面处的反摩阻力为零 将使筋束回缩的变形最大 值也 最大 离张拉端距离逐渐增大 筋束回缩所受到的反摩阻力也增大 筋束回缩应变则变小 值也变小 依此类推 自张拉端到跨中一定长度后 筋束的回缩力将与反摩阻力达到平衡 筋束的回缩应变为零 则 值也变为零 筋束回缩影响长度 两端张拉的情况下的 沿程分布图 2 3 钢筋