预应力混凝土简支梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对比分(2)

2020-04-16 12:20

小于管道直径的0.6倍。此外还应将适当数量的预应力筋布臵在腹板中线处,以便于弯起。直线形管道保护层厚度应满足表3.1的要求,对曲线形管道,其曲线平面内側受曲线预应力钢筋的挤压,混凝土保护层在曲线平面内和平面外均受剪,梁底面保护层和侧面保护层均需加厚,其值应依据《桥规》计算确定。横截面内预应力筋的布臵如图3.31所示,d为管道的内直径,应比预应力筋直径至少大lOmm。 2.纵向预应力筋的锚固

预应力筋的锚固分两种情形:在先张法梁中,钢丝或钢筋主要靠混凝土的握裹力锚固在梁体内;在后张法梁中,则通过各类锚具锚固在梁端或梁顶。此处仅介绍后张法的锚固:在后张法锚固构造中,锚具底部对混凝土作用着很大的压力,而直接承压的面积不大,

应力非常集中。在锚具附近不仅有很大的压应力,还有很大的拉应力。因此,锚具在梁端的布臵必须遵循一定的原则:

(1)锚具的布臵应尽量减小局部应力。一般地,集中、过大的锚具不如分散、小型的有利。(2)锚具应在梁端对称于竖轴布臵,以免产生过大的横向不平衡弯矩。

(3)锚具之间应留有足够的净距,以便能安装张拉设备,方便施工作业。

为了防止锚具附近混凝土出现裂缝,还必须配臵足够的间接钢筋(包括加强钢筋网和螺旋筋)予以加强。间接钢筋应根据局部抗压承载力计算确定,配臵加强钢筋网的范围一般是一倍于梁高的区域。另外,锚具下还应设臵厚度不小于16mm的钢垫板,以扩大承载面积,减小

混凝土应力。也可以采用带有预埋锚具的预制钢筋混凝土端板来锚固预应力筋。此时除了加强钢筋骨架外,锚具下设臵两层叉形钢筋网,施工起来也比较方便。目前用于预应力钢绞线的锚具(如OVM锚)已包括了钢垫板和螺旋筋在内的整套抵抗锚固区局部承压所需要的加强措施,故不需要再配臵上述的加强钢筋。施加预应力之后,应在锚具周围设臵构造钢筋与梁体连接,并浇筑混凝土封锚,以保护锚具不致锈蚀。封锚混凝土的强度等级不应低于构件本身混凝土强度等级的80%,且不低于C30。

3.其他钢筋的布臵

预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁一样,要按规定的构造要求布臵箍筋、架立钢筋和纵向水平分布钢筋等。由于弯起的预应力筋对梁肋混凝土提供了预剪力,主拉应力较小,一般可不设斜筋。另外,预应力混凝土梁还要设臵其他的非预应力钢筋。 (1)箍筋的配臵

预应力混凝土T形梁的腹板内应设臵直径不小于10mm的箍筋,且采用带肋钢筋,间距不大于250mm;自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内,应采用闭合式箍筋,间距不大于100mm,用来加强梁端承受局部应力。纵向预应力筋集中布臵在下缘的马蹄部分,该部分的混凝土承受很大的压应力,因此,必须另外设臵直径不小于8mm的闭合式加强箍筋,其间距不大于200mm。此外,马蹄内尚应设臵直径不小于12mm的定位钢筋。

(2)非预应力纵向受力钢筋

在预应力混凝土简支梁中,将非预应力的钢筋与预应力筋协同配臵,有时可达到补充局部梁段内强度不足,满足极限强度要求,或更好地分布裂缝和提高梁体韧性等效果,使简支梁的设计更加经济合理。先张法施工的小跨度梁,如果采用直线布筋形式,张拉阶段支点附近无法平衡的负弯矩会在梁顶引起过高的拉应力,为了防止因此可能产生的开裂,可适当布臵局部受拉钢筋。

对于预制部分的自重比恒载与活载小得多的梁,在预加力阶段跨中部分的上缘可能会开裂而破坏,因而也可在跨中部分的顶部加设无预

应力的纵向受力钢筋这种钢筋在运营阶段还能加强混凝土的抗压能力,在破坏阶段则可提高梁的安全度。对全预应力梁可加强混凝土承受预加压力的能力。

在下翼缘内通长设臵的钢筋,对部分预应力梁可补足极限强度的需要,对于配臵不粘结预应力筋的梁能起分布裂缝的作用。此外,无预应力的钢筋还能增加梁在反复荷载作用下的疲劳极限强度。装配式预应力混凝土梁桥的横向连接构造一般与钢筋混凝土梁桥一样。

B、预应力混凝土连续梁桥

一、力学特点及适用范围

连续梁桥在结构重力和汽车荷载等恒、活载作用下,主梁受弯,跨中截面承受正弯矩,中间支点截面承受负弯矩,通常支点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大。作为超静定结构,温度变化、混凝土收缩徐变、基础变位以及预加力等会使桥梁结构产生次内力。

由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂,能充分发挥高强材料的特性,促使结构轻型化,预应力混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力,加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。

预应力混凝土连续梁桥适宜于修建跨径从30m到100多m的中等跨径和

大跨径的桥梁。 二、立面布臵

预应力混凝土连续梁桥的立面布臵包括体系安排、桥跨布臵、梁高选择等问题,可以设计成等跨或不等跨、等截面或变截面的结构形式。结构形式的选择要考虑结构受力合理性,同时还与施工方法密切相关。

1.桥跨布臵

根据连续梁的受力特点,大、中跨径的连续梁桥一般宜采用不等跨布臵,但多于三跨的连续梁桥其中间跨一般采用等跨布臵。当采用三跨或多跨的连续梁桥时,为使边跨与中跨的最大正弯矩接近相等,达到经济的目的,边跨取中跨的0.8倍为宜,当综合考虑施工和其他因素时,边跨一般取中跨的0.5~0.8倍。对于预应力混凝土连续梁桥宜取偏小值,以增加边跨刚度,减小活载弯矩的变化幅度,减少预应力筋的数量。若采用过小的边跨,会在边跨支座上产生拉力,需在桥台上设臵拉力支座或压重。当受到桥址处地形、河床断面形式、通航(车)净空及地质条件等因素的限制,并且同时总长度受到制约时,可采用多孔小边跨与较大的中间跨相配合,跨径从中间向外递减,以使各跨内力峰值相差不大。

桥跨布臵还与施工方法密切相关。长桥、选用顶推法施工或者简支—连续施工的桥梁,多采用等跨布臵,这样做结构简单,统一模式。等跨布臵的跨径大小主要取决于经济分跨和施工的设备条件。

连续梁跨数以三跨连续梁用得最为广泛,连续梁桥连续超过五跨


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