广园路立交桥四联连续梁施工图设计

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1、广园路立交桥四联连续梁施工图设计铁道部专业设 计院沈波彭晓华编者按?本文所 谓的“四联 连续梁”实际是 根据地形需要而设 计的四种各不相同?等高与变高,等跨与非等跨,等截面与变截面?的连续梁桥,由于多种参数和边界 条件等复杂因素,在很短时间内完成施工图设计,实非易事。现将该桥的设 计情况作一介绍。今后本刊“设 计之 窗”栏目还 将陆续展示 一些有创新的优秀工程设 计,欢迎 来稿。概述广园路立交桥地处广州市环 城高速公路北环 线瑶台至广氮段上,属城市高架桥。由于 受桥 下净 空的限制和 总体布置的需要,在这四联连续梁中,既有等 高梁,又 有 变高梁?既有对称跨,亦有非对称跨?见图? ?且梁高较小

2、?有一联 梁梁高仅为?。这就 给预 应力钢 束 的布置和张拉等 构造问题 带?一? ?第一联?一?第三联?一之?第四联立面?图宁尺寸匀从厘米亡卜? ? 卿可走 魔戒面? ? 跨中翻面?宁口之?一丝叫丝之?一冷中?煎舞湮彰面翔翔翔准跨中截面 在昆昆? ? ?创曰曰? ? ? ? ? 冬冬蒸。?一和第二联?第兰联第田联?一? ?一来了一定的困难。为此,刁又设计采 取 了一系列措施来加以解决。一、设计技术标准?桥跨跨径?第一联? ? ? ?,其为等高 梁,梁高?第二 联? ? ?第三联? ? ?第四联? ? ?。以上后三联均 为变高梁,端支座及跨中梁高万中二? ?,中间支座处梁高?支二?。? ?。?

3、活载等级?汽一超? ?级,挂一? ?。?车道数?三车道。?路面等级?高速公路,行 车 速 度?。?桥面宽度?。具 体分 布 为?车档? ?硬路肩?车行道? ?紧急停车加宽度?。?硬路肩? ?车档? ? ?。?梁体材料?混凝土? ? 号?预应力 钢束?必? ?钢绞 线,?乡二?预 应力管道?功? ?和 功? ? ?两 种波纹管,后因底板过薄?仅? ?构造受限,将底板上布置的 功? ?波纹管改为功? ? ?波纹管?普 通钢筋?工、?级钢筋。?锚 固体系?锚,采用 两种类型?,?一?用 于锚固顶板、底板钢 束?一?功? ?之钢绞线?,?一?用于锚固腹板通长钢束?一?功?之钢绞线。?桥面铺装? ?号防

4、水混凝土,厚度按? ?计。?防撞墙?采用美 国新泽 西式的车挡。? ?支座?系列 的盆式橡 胶支座。? ?施工方法?满布地架,现场 浇注。二、梁体布置因这四联 连续梁在平纵曲线上,为使结构更加简单合理,最大限度 减少铺装层混凝土的 厚度,故在平面 内,梁体按折线布置,梁顶板按曲线布置,这样桥面就不需加宽了,在平曲线范 围内调整悬臂 板 的长 度 即可。在纵断面上,梁体斜置或扭置,但 支座必须平置,为此在支座与 梁底间设一混凝土调 坡 垫层。垫层及附近梁 底内设置两 层钢 筋网,以提高垫层的局部承压能力。三、截面 的尺 寸拟定拟定截面尺寸 遵循的原则 是? ?满足受力需要? ?节省材料用量以 降

5、低造价? ?使全桥截面过渡平顺美观?有利于 减少计算及绘 图工作量。该四联 梁均为双箱单室 斜腹板的箱形 截面,两箱中心距为?,在支点和跨中设横隔板将两箱连成整体,以便共 同受力,横隔板的间距为? ?一? ?。箱梁顶宽? ?,外悬臂?,腹板按? ?的坡度向内倾斜,箱梁底宽随梁高增加而减小。顶板厚?底板最小厚度为? ?,最大 厚度为? ?印?腹板最小厚度为?,最大 厚 度 为? ?。?支座附近?。对于 变高梁?第二、三、四联梁?,跨中及端支座处梁高 ? ?,中间支 座 处梁高万文?,梁 高由?变化到?的 过 渡段长? ?,用二次 抛 物 线 过渡,抛 物线的方程?二? ? ?尤“?。四、计算情况

6、的介绍?略?五、梁体钢束的 布置本桥仅纵向施加预应力,纵 向预应力钢束设置了顶板钢 束、底板钢束和 腹 板通长钢 束。预应力钢束 采用国 产 钢绞 线,?二? ? ?锚下张拉控制 应 力?二二?,不进 行超张拉。锚 固体系 均为?锚。其中,?,。 一。用于锚固?一?郝?之钢绞 线,用? ? 一? ? 千斤 顶张拉?久?,。一,?用一? ?一于锚固? ?一?必?。之钢绞线,?月? ?一? ?千斤顶张拉。预应力钢束的管道采用波纹管?如前述?,管道摩擦系数拼?。? ?,管道偏差 系数寿? ?由于梁高较小,箱室内无法张拉预应力钢束,顶、底板钢束大部分采用一端张拉一端设置死锚?即非张拉端?来加以处理。在

7、 底板锯齿板附近的顶板上设置张拉用 开口?一方而 以此张拉底板钢束?另 一方面将顶板钢束锚固于此 开口的正截 面处,这样用开“天窗”的形式既解决 了底板钢束的张拉问题,又解决了顶板钢束的张拉锚固问题。在张拉顶、底板预应力钢束之前,先张拉一部分腹 板通长钢束,待顶、底板钢束张拉完毕以后,再将此“天窗”?即张拉用开口?用现浇的办法封住,待此处混凝土达到 设计强度 的 ? ?以后,再张拉其余的腹板通长钢束,以 使此处的混凝土亦承受预加应力的作用。下 面以第一联梁?又? ?预应力钢束的布置图来说明上 述问题,如 图?所示。污污止止 ? ? ?仁一一?一一? ?一?兰卜一一 厂厂二二一?六 之丁二二一一

8、二二丁二竺一?二二资? ? ?三三三 三三舀汁万月巨进 丁二习二二二蕊二二二二 宋二二匕二二二二感绝堡凳全姿热?护勺? , 一一?一 一叫幸三乏笼蠢丘立 、选敛幽夔鼓跳吩,?闪宁尺字一均 从城朱月?回寸预侧才咧宋片烈、力”卜”有表禾我拉肺”? 十”青表引卜欲杜咔现将这四联 梁的内力情况及顶应力钢束的布置情况列表如 下?见 附表?。表中钢束根数一 栏内已将? ?一?必? ?的钢绞线折算成?一?功?的钢绞线 了。布置在 这四联梁体内的预应 力钢束,均有预 埋在梁体内的死锚。为了解死锚的锚固性 能及断 丝情况,设一 个张拉试 验台 座,在此台座上 做 一个 一端锚 死,一端张 拉的 试验,以 取得张

9、拉经验。张拉试 验的锚下控制应力。二二? ?刀;=12 32M Pa。布置在这四联梁体 内的腹 板通 常钢束一长达17 5m(第四联梁体内的腹板通长钢束),一15一十Z X 3 O+2 5 5 5 5 51/2 2.4 4 4公公汽一超2 0 级级. 里上瑞蕊蕊6一7小sm。l遭遭2 O O O8 8 82 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2路路挂一120 0 0 0 0R乡=:。MPa a a a a a a a a桥桥桥桥桥桥桥桥桥桥桥桥桥3 3 3 3 35+40+35 5 5b中一1.6 6 6l/25 5 5公公汽一超2 0级级/ / / /6一7小sm m m m16 6 62

10、0 0 0I2 2 2h h h h h h h查一2.3 3 3 3 3路路挂一120 0 0/ / /R二160oMPa a a a a a a a a 桥桥桥桥桥桥桥桥/一23000 0 0y y y y y y y y y3 3 3 3 335+40十3 5+3 0 0 0h中一1,6 6 6l /2 5 5 5公公汽一超2 0 级级z 兰呱万万万万万万万万万万万万万万万万1 1 1 1 1 1 1“一23 3 3 3 3路路挂一120 0 0 0 06一7小5扣m m m1 6 6 62 0 0 0 0 0 0 0桥桥桥桥桥桥桥桥桥R=1 60 OMPa a a a a a a1 2

11、 2 2y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y4 4 4 4 42 8+2又 3了+5+2 。 。中一,“1/2 8.1 1 1公公汽一超2 0级级J 岁尸毓毓6一7杯m m m m16 6 626 6 610 0 0 h一“3 3 3 3 3路路挂一120 0 0 0 0R6一600MPa a a a a a a a a 桥桥桥桥桥桥桥桥桥y y y y y y y y y一m 勺/等: 川万万且其为穿越五跨 的反向起弯预应力钢束。为防止灌注混凝土后,钢束无 法穿人,在第二联梁上(35m+4om+35m)模拟175m长管道的摩阻状况

12、设置了穿束试验管道。若钢 束能较顺利地穿人试验管道,则第一、三、四联梁上的腹板通长钢束待灌注混凝土后再穿束,否则应将腹 板通长钢束在灌注混凝土之前先穿入管道。由于在这四联 连续梁中,既有等高梁,又有变高梁;既有对称跨,亦有非对称跨,因此其在连续梁的设计中具 有一定的代表性,尤其是预应力钢束的布置,对于跨度对称的连续梁(或等高梁或变高梁),其预应力钢束的布置亦对称。对于跨度不对称的变高梁,由于 弹性次 力矩的影响,在边跨处需、要布置通长的底板或顶板钢束,以第二 联梁(35m+40m+35m )和第三联梁(35m+40m+3 5m十3 0m)为例来说明这一问题:对于这两联梁,从附表中可以 看 出,

13、其内力弯矩值相差不 大;M3二。 : /M“二。 :=136 2/1218=1. 11 5,M“。、二/M“n :n=一2 4 6 5/一2 3 0 0=1.0 7 1,对于第三联梁,前三跨(35m+40m+35m)钢束布置与第二联完全相同,但在第三跨与第四跨中间支承处由于弹 性次力矩的影响,混凝土的应力限制条件始终难以满足,最后不得不 以二 根6一7拓mm的钢束水平穿过此中间支承 处(如图3),这样中问支承处附近混凝土应力才得以 通过(图中仅示通长钢束)。同样的,对第四联梁(Zsm+2x37m+45m+28m),由于 弹 性次力矩的影响,在布置预应力钢束时,在第五跨的顶板上布置了二根6一7郁

14、m m的钢束,混凝土的应力才得以通过。对于跨度不对称的等高梁 亦有类似的向题,在 此从略。一 -一不万云于不一-里生立亚二二二习一一一 - ,、尸一一z,粉 一一”-一一十一妙”一撇,劣 3万于4 0”因3六、外伸横梁 的设计由于其属于城市高架桥,桥下 是广园路。对于第一联梁(25m+2“3 om+2 5m),在全梁的对称 中线处,因受桥下净空和 净孔的限制,故将此处(即中间支 座截 面处)的横隔板外伸简支于 两独柱 上,以 此满足桥下净空和净孔要求。该外伸横梁 宽2.om,高 1.4m,长15.9m。箱梁中线 与外伸横梁(以下简称横梁)跨中相差。.7 7 5 m,如 图4。计算模式:将横梁

15、视作支承于 两独 柱上的简支梁,箱梁对横梁的作用力,主要是通一6一讨沐忿 犷、_“舀中戈宇洪r奋架 桥)过腹板以剪力的形式传给横梁的,故将箱梁的作用力简化为四个在 腹板 处作用的垂直力,如图5所示Q:赢几子七盘二罗二兰兰匀 一;说明:(.夕日尺习以毫米计; 约尸一P l一卜P产,;一1,2,3,4。横 梁 按普 通钢筋 混凝 土简支梁设计,但还 考虑了扭 矩的作用,即其为弯剪扭联 合作用下的简支梁。其内力 组合的方式与设计箱梁时 的内力 组合相同。在各 种内力组合的作用下,进行了横梁的弯剪配筋计算和设计,并进行了抗扭 设计和挠 度裂缝计算:l o抗扭设计:由于横梁处于第一联梁(25m+2X3om+25m)的对称中线上,因此引起横梁受扭的作用荷载 主要 是汽车荷载 或挂车荷载。按照 图5的计算模式算出来的扭矩较 大,横梁的截 面尺寸已不能承受计算扭矩的作用。但 经仔 细 分析查 阅箱 梁计算单发现:箱 梁 与横梁固接处的截 面在活载作用下所 引起的最大转角为0.065。,而横梁简支于两独 住上,其尸Z盆式 橡胶 支