最新大跨径预应力混凝土箱梁桥的设计问题教学课件.ppt
《最新大跨径预应力混凝土箱梁桥的设计问题教学课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新大跨径预应力混凝土箱梁桥的设计问题教学课件.ppt(30页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、大跨径预应力混凝土箱梁桥的大跨径预应力混凝土箱梁桥的设计问题设计问题引 言 (1)我国桥梁建设的新跨越 (2)长江江苏段的大桥 (3)箱梁桥出现的主要问题 腹板开裂与跨中下挠1.腹板主预应力束的设置 弯曲预应力筋不可少 2.竖向预应力筋的采用 (1)竖向预应力筋存在的问题 (2)竖向预应力筋的选用与对日本NAPP技术的认识3.箍筋的合理配置及腹板的合适厚度 (1)箍筋不抗裂、只提高受剪承剪力 (2)腹板不能过薄4.大跨径箱梁桥的跨中下挠问题 (1)开裂对下挠的影响 (2)剪力对挠度影响的考虑5.材料选择及其它结束语 1.腹板主预应力束的设置 弯曲预应力束不可少 大跨径预应力箱梁桥主要有连续梁桥
2、和连续刚构桥。并且,它们多为变截面箱梁。大家知道,为了抵抗梁的自重和梁上的荷载所引起的弯矩和剪力及其产生的弯曲拉应力和剪应力,防止梁跨中下部出现竖向裂缝和梁腹中产生斜向裂缝,提高梁的受弯承载力和受剪承载力,箱梁桥腹板中应配置有足够的主预应力束,并且,通常,它由纵向预应力束和离支座不同距离处的下弯预应力束组成,如图3示。但是,80年代末以来,国内不少大跨径预应力混凝土连续梁和连续刚构的箱梁桥设计中采用了全部直线式的纵向预应力束(没有下弯预应力束),另加竖向预应力筋的方案,如图4示。图图3 有下弯束的主预应力配束方案有下弯束的主预应力配束方案图图4 直线式的主预应力配束方案直线式的主预应力配束方案
3、 80年代末提出的这种仅配直线预应力束的方案的目的是简化施工,减少预应力束的摩擦损失。然而,近二十年来,按这种设计方案建造的大跨径预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥,普遍地在梁腹中出现斜裂缝,有的甚至相当严重。2003年我在浙江省交通厅一次学术报告会上,也专门讲过这一问题。同时,他们告诉我,二十多年前设计建造的以及最近几年设计建造的连续梁桥及连续刚构桥由于加设了弯起预应力束,腹板斜裂缝大为减少,甚至没有出现。该大桥孔跨布置为230m+45m+70m+45m+230m,全长280m,主桥为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥,双箱双室截面,支点梁高4.21m,跨中梁高2.21m,梁底曲线为二次抛物线,
4、箱梁混凝土强度等级为C50。主预应力配束方案为直线束、弯起束、下弯束,其中下弯束较多。因此,正确的纵向主预应力束的配束方案,应该是按弯矩包络图配置足够的直线束和下弯束。因为配置了预应力下弯束后,不仅可抗弯,而且能提供较高的预剪力,可平衡较多的自重剪力、活载剪力,减小箱梁截面上的剪应力。同时,可消除可能在梁较高区段的腹中出现预应力盲区。另一个重要问题是:应配置多少主预应力束?这个问题我没有考虑好,一般地可取用抵抗全部自重弯矩加上一半活载弯矩所需要的。2.竖向预应力筋的采用 在腹板内配置适量的竖向预应力筋是合理的,尤其当下弯束不足时。对于竖向预应力束,我建议采用预应力粗钢筋,因为它的施工相对较为方
5、便,如果采用钢绞线束,那么,其强度虽高,但预应力损失也大,而且施工不易。(1)设计竖向预应力筋时,必须认识到它存在的问题:受箱梁高度的限制,竖向预应力筋长度往往较短,所以其预应力锚具损失等较大,有的桥梁实测预应力损失竟达张拉应力的50%。当竖向预应力筋采用精轧螺旋钢筋时,其张拉施工精度难以保证。竖向预应力孔道较窄,张拉后的灌浆不易饱满,甚至无浆,这大大削弱了截面的抗剪能力。竖向预应力筋单端张拉,且锚于梁顶,因此,一旦发生脱锚,对桥上运行车辆产生危险,日本就发生过这样的事故,所以一位回国专家说,日本已提出了不采用竖向预应力筋的建议。(2)竖向预应力筋的选用及对日本NAPP技术的认识:如何保证竖向
6、预应力的有效性?不少设计人员认为,与所选用的预应力筋的品质关系极大,因此,他们提出了全部采用进口的精轧螺旋粗钢筋,甚至要求梁高小于10m的区段需全部采用日本的预应力中空钢棒,并采用日本东方建设株式会社提供的NAPP工法。日本NAPP工法中的预应力中空钢棒结构构造示意如下图:图图10 预应力中空钢棒结构构造示意预应力中空钢棒结构构造示意 预应力中空钢棒主要由中空钢棒、反力钢棒、NAPP支座、锚固螺母、末端支座组成。中空钢棒与反力钢棒之间还填充了树脂以满足耐久性要求。它是一种先张法工艺。在工厂预先施工预应力,混凝土浇筑前,将其施工在设计位置,然后浇筑混凝土,达到强度后,采用专用的释放设备释放张拉力
7、,同时也将预应力导入到混凝土结构构件中。中空钢棒是很贵的。一座200多米的连续刚构桥就要为此多花费千万元计(比精轧螺旋钢筋方案)。据有关资料介绍,预应力中空钢棒技术在1992年由日本东方建设株式会社和高周波热炼株式会社开发研制。精轧螺纹粗钢筋与预应力中空钢棒的比较:精轧螺纹粗钢筋采用后张法,并要求灌浆;预应力中空钢棒采用先张法,不需灌浆但要填充树脂。当梁高15m时,两种工艺的预应力损失基本相同;当梁高较矮时,精轧螺纹粗钢筋预应力损失较大。竖向预应力筋的设置范围,我认为,绝对不应该在刚构全长上设置,连续刚构主墩中心线两侧各34倍梁高区段之外,就不必设置,更不应该采用中空钢棒。因为主墩中心线两侧各
8、34倍梁高区段之外,剪力已很小,这些部位主要是受弯,而不会出现斜裂缝。而且,这些部位梁高较小,锚固损失很大,采用竖向预应力筋效率相对不高。因此,通常,只需在主墩各1/4跨度范围内及过渡墩1/4跨度范围内设置竖向预应力筋。另一方面,当梁高超过10m时,精轧螺旋钢筋的锚固损失已不大,它与中空钢棒预应力方案已基本相同。譬如=5mm,h=15m时,L1仅67MPa。况且,为了减小L1,可超张拉或二次张拉。再一方面,当梁高超过10m时,用NAPP工法,要用连接器接长,这就更麻烦了。综上,我认为,应少用或不用中空钢棒及NAPP 工法。3.箍筋的合理配置及腹板的合适厚度 (1)箍筋不抗裂,只提高受剪承载力
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 大跨径 预应力 混凝土 箱梁桥 设计 问题 教学 课件
限制150内