非对称截面预应力混凝土大悬臂盖梁施工技术研

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1、非对称截面预应力混凝土大悬臂盖梁施工技术研1绪论1.1工程概况本课题以某市快速路高架桥为工程背景，对其预应力混凝土大悬臂盖梁，尤其是非对称截面、非对称配筋、受非对称荷载的盖梁建模并进行施工过程中各阶段受力分析研究。该城市快速路高架桥自西向东布设，为双向六车道高架桥。桥梁纵断面位于半径为R=30km的竖曲线上，桥梁平面线形包括直线和圆曲线。上部结构的组成包括钢箱梁和预应力混凝土小箱梁，其中连续钢箱梁位于各交叉路口，跨度30～55m不等，在某交叉路口，钢箱梁跨径为30+45+30m，采用单箱双室全焊钢箱梁，梁高2m，顶板全宽12.8m，外侧设0.5m宽防撞护栏。其余段落为预制混凝土箱梁，中梁宽

2、2.4m，边梁宽2.85m，截面高度1.62m，标准跨径30m，简支转连续形式。而非对称预应力大悬臂盖梁正是用于支承钢箱梁与预制混凝土小箱梁的结构形式。大悬臂盖梁的立面如图1.1所示。城市桥梁现已向多元化的形式发展，桥梁上部结构截面形式、桥墩形式等处于不断地创新之中。加之高强度新材料的应用，使桥梁墩柱的截面形式有所改进，为适应城市建筑而设计得更加美观。但因城市道路交叉路口多，且受道路红线的限制，高架桥的跨度难以做到统一。遇到上下行匝道口处桥面宽度要增大，以满足交通行车的要求，这使得预制混凝土梁长度不统一、截面有变化，造成预制困难。因而此路段均使用钢箱梁替代，整个路段上部结构采用钢箱梁与预制

3、混凝土小箱梁搭配使用。预制混凝土箱梁与钢箱梁截面高度不同，在两者连接处的大悬臂盖梁截面形式发生变化，呈现出偏L型非对称截面。在相同跨径条件下，钢箱梁段的重量仅为预制混凝土箱梁重量的一半，并且钢箱梁的跨度一般和预制箱梁不同，盖梁承载钢箱梁的一侧截面高度较小，配置2排预应力钢筋即可满足承载力要求，另一侧则需布置4排预应力钢筋，每排3束，每束由13根Ф15.2钢绞线组成。具体的非对称盖梁结构形式如图1.2所示。..1.2国内外研究现状及发展趋势由于城市高架桥梁要求在受力、结构形式、建筑方面显得轻巧、灵活、美观，能与城市周围环境、建筑群相得益彰。基于上述特点，大悬臂盖梁已渐渐出现在各城市高架桥建设

4、当中。目前大悬臂盖梁高架桥已在西安、上海、深圳等城市应用，盖梁总长度最大的已超过35m，悬臂长度最大达到13m。国内部分使用高架桥的城市如表1.1所示。武汉市政工程设计研究院的王银桥[2]对预应力混凝土大悬臂盖梁按平面杆系梁单元和空间实体模型单元分别进行了模拟计算和分析研究，并将两种模型的计算结果进行了对比分析，比较发现采用空间实体单元模型计算得到的盖梁端部位移值及荷载作用下的拉应力值有所降低，但是文中就空间实体单元模型计算结果减小的原因及预应力模拟计算方法并未说明。上海市城市建设设计研究院的俞露[3]对预应力混凝土大悬臂盖梁的计算模式、预应力筋钢束分批张拉及施工应力控制等进行了研究，并提

5、出盖梁模型建立时应尽可能结合并反映结构的实际情况，各种参数需和实际相同，以提高模型计算的准确性。文章中提出了不考虑桥墩但考虑全部盖梁、只考虑悬臂部分盖梁和桥墩盖梁同时考虑模拟等三种计算方法。采用了第三种模型计算分析，随后通过正截面和斜截面抗裂对盖梁进行拉应力验算。太原市市政工程研究院的郭悦[4]对大悬臂预应力混凝土盖梁利用桥梁博士软件进行了建模分析，从盖梁的设计角度入手，计算分析在施工阶段中盖梁的应力变化，并对盖梁进行了正常使用极限状态应力验算和承载能力极限状态组合抗弯验算，分析结果表明应力验算符合设计规范要求。.2非对称大悬臂盖梁构造及施工技术要求2.1盖梁构造及施工流程高架桥的支承体系

6、种类有许多，盖梁的结构形式也分为多种，为保证盖梁的结构形式统一，均采用大悬臂预应力混凝土盖梁，截面形式分为对称矩形和非对称偏L形，其中非对称盖梁的立面形式如图2.1所示。施工方案设计拟定的施工流程：盖梁支撑体系及底模安装→钢筋绑扎及预埋件设置→预应力筋安装→混凝土浇筑→待混凝土强度达85%以上时拆除侧模→张拉第一批预应力筋N1、N2、N4，并进行孔道压浆→支撑体系及底模拆除→架设钢箱梁和预制箱梁→张拉第二批预应力筋N3，并进行孔道压浆→封锚→二期恒载。..2.2盖梁预应力损失计算由于我国规范

7、中并未对大悬臂盖梁的施工做出明确规定，因而墩柱盖梁的施工只能参照于其他盖梁的规范与技术要求。在实际施工当中，为了保证盖梁的结构尺寸、变形量、应力大小满足设计要求，需要对盖梁端部位移和施工中的应力进行测量，并结合规范对模板拼装和简支梁吊装的要求。综合考虑温度、张拉预应力筋顺序、架梁顺序、二期铺装顺序等因素对非对称盖梁的影响大小。从而找出影响盖梁施工的主要因素和次要因素，以便在有限的工期内指导并完成盖梁的施工[14]。预应力