现阶段,在施工连续刚构桥的方法中,悬臂法施工是大多数工程建设单位使用的方法。而在这种方法下施工,桥梁底板既要承受桥梁自重、还要在桥墩附近承受巨大的压应力,比如说在施工时添加挂篮的支座反力。所以在设计时,我们通常把底板截面形式变成变截面组来做,支座处的底板厚度较厚,跨中处的底板厚度薄[2]。
1.3.3 箱梁顶板厚度
在确定箱梁底板厚度时,一定要考虑到两方面:第一个是这个刚构桥一定要满足横向抗弯,第二个是要满足在顶板上布置预应力钢束的相关要求。顶板厚度太薄,抗弯强度不够,预应力钢束布置不下;顶板厚度太厚,自身自重加大,而且还会浪费混凝土。所以说,这是一个整体考虑,厚度取值要适中。
1.3.4 主梁高度
主梁高度一般都是根据主跨来确定的。主跨较长的连续刚构桥,一般采用多跨不等跨的形式,而且主梁高度是变化的。跨度比较小的桥梁,可以采用等跨等梁高的设计。变高度梁的截面变化方程一般采用二次抛物线。比如说此次设计的桥梁,就是采用四跨,变高度连续梁来设计的。
1.4 连续梁桥悬臂法施工方法介绍
此次设计的施工方法为悬臂施工法。
1.4.1 施工特点
总体施工形式为在已经的建好的桥墩上,分别向左右方向同时对称施工。在施工的同时,要不断地在箱梁上缘加入预应力钢束来抵消桥梁产生的负弯矩,得以让施工进行下去。这种施工的优点是:不妨碍水上通航、多段同时施工,施工速度快,工期短、节约施工成本。在相邻两桥墩同时施工到跨中会和时,采用加入合拢段将两段连接,形成整体。
1.4.2 托架与挂篮
施工时,在桥墩两侧同时对称施工,每施工一段,就会等混凝土达到一定强度后,布置预应力钢束,然后开始下一段施工。这个过程中,就要使用到托架和挂篮,随着工程进度推进,完成一个阶段的施工后,挂篮也会随之前进(一般在0号块会采用托架施工,其余段使用挂篮施工),准备开始下一段施工。如此循环,直到两段会和合拢[8]。
1.4.3 工艺流程
主要工艺流程有:0号块托架施工→拼装挂篮→浇筑梁段→挂篮前进、位置调整、挂篮固定→浇筑下一个梁段→循环施工完成悬臂法施工→拆除挂篮→合拢段施工。
1.5 Midas软件
本次设计过程中,主要用到的软件是Midas。Midas在土木工程设计方面表现较为出色,人机交互界面比较友好,对于第一次接触Midas的我来说,还是比较容易上手的。不管是它的模型编辑功能还是计算结果输出功能都非常强大,输出功能可以让我们得到想要的数据、表格和各种内力图,对于后期修改来说,这也是难能可贵的功能。以下内力计算结果全部来自Midas的计算。此次毕业设计所使用的为Midas6.71试用版。
1.6 本文研究内容
本次设计课题为50m+80m+80m+50m公路预应力连续刚构桥,为了能设计出安全可用的桥梁,本次设计过程中,采用了Midas软件来进行桥梁结构内力的分析计算,除此之外,还使用Autocad2013来进行图纸绘画,使用Excel来进行数据统计计算工作。全桥模型共有72个梁单元(本次设计没有包括桥梁下部结构设计),3个桥墩,钢束总量为192束,满堂区段为9m。桥墩基础的施工方法为挖孔灌注多排桩基础,桥梁梁段的施工方法为悬臂浇筑法,详细的施工方法见第6章。
本文是此次四跨连续刚构桥的论文部分,文章顺序亦是本次毕业设计的研究顺序,从建立桥梁模型,施加荷载,再到预应力钢筋布置和应力验算。在完成桥梁的全部计算工作后,再绘制梁预应力钢筋布置图和桥梁模型图,图纸见CAD图纸1-7最后进行文档修改整理。
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