根据选用的施工方案(悬臂浇筑)及所用施工机具(挂篮)的承重、支承点位置及支反力,对上部箱梁进行施工分段,梁段长度规格应尽量减少,以利于挂篮施工。梁段长度变化处的梁段重量差应尽量减少,以利于施工控制。即考虑悬臂施工挂篮起吊能力并兼顾计算单元划分进行分段。箱梁分段完成后进行单元划分编号。根据施工的要求,一般一段的重量在100-200吨之间,这就要求单元长度在3m-5m之间。本桥划分为3m、3.5m、4m三种。
全桥主梁分为88个单元,边跨两端各13m为现浇段,划分边跨、中跨合拢段均为2m,划分成两个单元。坐标原点建在全桥左端桥面上,沿跨径为x轴(向右为正)。3.2 梁单元自重计算
在恒载内力计算之前有必要对本设计的施工过程给与简要介绍,以便进行合理内力计算。如图5-2,第一施工阶段为预制主梁,待混凝土达到设计强度100%后张拉正弯矩区预应力钢束,再将各跨预制T梁安装就位,形成有临时支座支承的简支梁状态;第二施工阶段首先浇筑第①、②跨及第④、⑤跨连续段接头混凝土,达到设计强度后,张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆;第三施工阶段浇筑第②、③跨及第③、④跨连续段接头混凝土,达到设计强度后,张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆;第四施工阶段拆除全桥的临时支座,主梁支承在永久支座上,完成体系转换,再完成主梁横向接缝,最终形成五跨连续梁;第五施工阶段进行防护栏及桥面铺装施工。由施工过程可知结构恒载是分阶段形成的,主要包括:预制T梁一期恒载集度(g1),成桥后T梁一期荷载集度(g1),二期恒载集度(g2)。 参考文献[9]P236,根据单元划分及相应的恒载集度,采用桥梁博士Dr. Bridge进行恒载内力计算。表2、表3、表4分别给出g1、g1、g1+g2作用下的梁在第1、4、5施工阶段的恒载内力。4.1 预应力筋估束
(1)估筋原则
① 受负弯矩在最大弯矩作用下截面上缘不出现拉应力,截面下缘不至压碎
② 受负弯矩在最小弯矩作用下截面下缘不出现拉应力,截面上缘上至压碎
③ 受正弯矩在最大弯矩作用下截面下缘不出现拉应力,截面上缘不至压碎
④ 受正弯矩在最小弯矩作用下截面上缘不出现拉应力,截面下缘不至压碎
(2)预应力钢束的估算
A、边跨跨中截面7#
①根据正常使用极限状态正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为
为短期效应弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由Midas输出的数据:。
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有。
代入公式得到:
采用每根钢绞线面积,抗拉强度标准值=1860,张拉控制应力取 ,预应力损失按张拉控制应力的20%估算。则: ②根据承载能力极限状态进行估束。
当在荷载Mmax作用下:
a、保证下缘不出现拉应力:
为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由Midas输出的数据:
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有
。 当在荷载Mmin作用下:
a、保证上缘不出现拉应力:
为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由Midas输出的数据:
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有
③钢绞线根数的选定
因为,暂选定钢绞线根数。
B、根部截面26#:
①根据正常使用极限状态正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为 为短期效应弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由Midas输出的数 为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有。
代入公式得到:
采用每根钢绞线面积,抗拉强度标准值=1860,张拉控制应力取 ,预应力损失按张拉控制应力的20%估算。
②根据承载能力极限状态进行估束。
当在荷载Mmin作用下:
a、保证上缘不出现拉应力:
为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由桥梁博士输出的数据:
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有。
代入公式得到:
b、保证下缘不被压碎:
为基本组合弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。
由Midas输出的数据:
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有 。
③钢绞线根数的选定
因为,暂选定钢绞线根数根。
C、主梁跨中截面44#:
①根据正常使用极限状态正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为
为短期效应弯矩组合设计值,由表查得:,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。由Midas输出的数据:。
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,假设,则有 。
代入公式得到:
采用每根钢绞线面积,抗拉强度标准值=1860,张拉控制应力取 ,预应力损失按张拉控制应力的20%估算。则 ②根据承载能力极限状态进行估束。
当在荷载Mmax作用下:
一、布置原则
1.纵向预应力钢筋为结构的主要受力钢筋,为设计和施工方便,进行了对称布束,锚头布置尽量靠近压应力区。
2.钢束在横断面中布置时,直束靠近顶板位置,弯束位于或者靠近腹板,便于下弯锚固。
3.本桥采用橡胶管抽芯成型的波纹管,根据《桥梁设计规范》预规第6.2.26条之规定,其水平净距不小于3.5cm,至构件底面边缘的净距不小于5cm,管道的内径比预应力筋的外径至少大1cm.
4.据《桥梁设计规范》预规第6.2.26条规定,后张法预应力构件的曲线预应力钢筋的曲率半径钢绞线不应小于4m.二、纵向预应力布置
A、边跨跨中7#截面
底板500根钢绞线共分为20束,每束25根。
构造要求:预留孔道间净距≮40mm,梁底净距≮50mm,梁侧净距≮35mm。
预应力钢束布置如图,预应力钢束的重心取距梁底线15cm。 图中布置均满足上述要求。
C、主梁跨中44#截面底板处450根钢绞线共有30束钢绞线通过,每束15根。
布置如图所示:A—A图为主梁根部截面26#,B—B图为主梁跨中截面44#。4.3 横向预应力筋布置
顶板横向预应力束采用Φ15.2钢绞线,采用交错单端张拉方式,每三根钢绞线成一束,采用扁锚体系,相应的预应力锚具张拉端和锚固段分别为MB15-3和MH15-3设计,沿纵桥向50厘米间距布置。
0号块横隔板,两边跨端横隔板下缘横向预应力筋采用Φ32精扎螺纹钢筋,采用交错单端张拉方式,相应锚具参照YGM-32设计。
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