《35米后张法预应力混凝土简支T梁桥上部结构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《35米后张法预应力混凝土简支T梁桥上部结构设计（142页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、35米后张法预应力混凝土简支T梁桥上部结构设计大力发展交通运输事业，是加速实现四个现代化的重要保证。四通八达的现代交通，对于加强全国各族人民的团结，发展国民经济，促进文化交流和巩固国防等方面，都具有非常重要的作用。我国幅员辽阔，大小山脉和江河湖泽纵横全国，在已通车的公路路线中尚有大量渡口需要改建为桥梁，并且随着社会主义工业、农业、国防和科学技术现代化的逐步实现，还迫切需要修建许多公路、铁路和桥梁，在此我们广大桥梁工程技术人员将不断面临着设计和建造各类桥梁的光荣而艰巨的任务。一、工程概况及方案比选（一）工程概况某高速公路上的一座分离式立交，上部结构为一孔35米预应力混凝土简支T梁，路基全宽26米
2、，半幅桥梁宽12.75米，两侧采用刚性护栏宽度各0.5米，不设人行道；桥面铺装采用10厘米沥青混凝土+9厘米沥青混凝土；设计荷载为公路I级。桥梁主梁混凝土采用C50,预应力钢束采用标准强度为1860MPa的高强度钢绞线。桥梁下部结构采用U形台，扩大基础。5工程地质及水文地质评价（1）地质构造本区域经历了多次构造变动，多种构造相互叠加，构造行迹比较复杂，影响本区域的构造体系主要有：开远山字型构造体系、南北向构造体系、北西向构造体系。路线K123+000止点K128+200一带为南北向构造影响区域。路线所经区域有南北向构造主干大断裂朋普开远个旧断裂于K124+400附近穿越该区域，为第四系地层所覆
3、盖。朋普溶蚀断馅盆地即为该断裂所控制形成。（2）地层岩性K124+100K128+200一带分布河湖相黄色、灰白色粘土（其中灰白色粘土具膨胀性），灰黑色泥炭土，记忆砂、砾石土。（3）岩土物理力学指标：岩石物理力学性质指标统计表 表1.1岩石名称密度（g/cm3）吸水率孔 隙率平均软化系数抗压强度（Mpa）动弹性模量Ed（MPa）动泊松比（）湿干天然状态浸水饱和灰岩白云灰岩2.592.762.512.740.9 3.52.3 8.80.860.8732.4 50.620.3 101.8砂岩2.652.732.622.700.72.11.84.70.820.9352.6107.639.2109.3
4、57134.766981.10.280.30粉砂岩2.732.622.662.84.18.611.00.726.99.12.813.136409.60.28页岩2.632.822.632.742.14.95.612.40.697.911.42.711.821667.60.32土体物理力学性质指标统计表 表1.2天然密度。g/cm3土粒比重Gs饱和度Sr%天然孔隙比e。含水量%塑限p液限l%塑性指数IP液性指数Il内聚力CkPa内摩擦角。压缩系数a1-2MPa压缩模量Es1-2MPa自由膨胀率Fs%1.642.022.742.86851000.701.652458285251118235100.
5、4939.6134.41.925.40.090.1415.8221.8020881.641.912.662.85881000.9381.6533.658365472128348600.4967.6134.41.915.00.10.1514.8619.0440881.772.062.722.7970990.631.417361625244181700.76546221.722.60.0730.0831213.71.341.872.782.86851001.011.313587246242101183900.6474916.625.10.0480.2005216水文地质条件路线所经区域地下水类型主
6、要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三大类。K124+100K128+200路段所在区域为朋普溶蚀断馅盆地，地表有甸西河流经区内，地下水埋深较浅，平均埋身1.27米，地下水类型为HCO3Ca型水，局部为HCO3Ca.Mg(Na)型水。7不良地质地段本段路路线所经过区域不良地质地段分布广泛，种类繁多，主要不良地质地段类型有膨胀土、崩塌、泥石流、滑坡、溶岩漏斗、软弱土地基等。膨胀土主要分布于平远街构造溶蚀盆地、朋普溶蚀断馅盆地等段。崩塌主要分布于飞鱼泽至底打段。泥石流主要分布于飞鱼泽至底打段。滑坡主要分布于飞鱼泽至底打段。溶岩漏斗主要分布于平远街至老玉坡段。软弱土地基段落主要分布玉朋普溶蚀断馅盆
7、地内。8工程地质条件及水文地质条件综合评价 该段路线穿越区为朋普溶蚀断馅盆地，以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积作用和地表河流侵蚀堆积作用为主。该段地层以粘土、亚粘土、泥炭土、砂、砾石土为主。地下水埋深较浅、平均埋深1.27米，地基承载力值较低。主要不良地质现象有软土和膨胀土，软土段落有K124+250K124+400、K124+700K125+300、K125+700K126+550、K128+150K128+940四段。前三段为甸西河河床所流经处，因河流位置变更，地形低洼，地下水、地表水汇集长期浸泡而成。地表粘土呈软塑状，局部段落存在泥炭土，但成硬塑状，价值埋藏较深，对路基影响较
8、小，因此这三段可抽取地表水，采用换填碎石、抛石挤淤等浅层方法处治。K128+150K128+940一段为沼泽相软土，需做深层处治。膨胀土段落有K126+600K128+200一段，岩性为褐红、褐黄夹灰白色粘土，路线K127+250K128+050一段为挖方地段，所取费方不可用做路堤填料。K124+000K128+200一段路堤填料可用K124+000处深挖方及附近料场、攀枝花村后山石料场碎石土填筑。（三）方案比选1比选方案的主要标准： 桥梁方案比选有四项主要标准：安全，功能，经济与美观，其中以安全与经济为重。过去对桥下结构的功能重视不够，现在航运事业飞速发展，桥下净空往往成为运输瓶颈，比如南京
9、长江大桥，其桥下净空过小，导致高吨位级轮船无法通行，影响长江上游城市的发展。至于桥梁美观，要视经济与环境条件而定。2方案编制（1）悬臂桥图1.1（2）T型钢构桥图1.2（3）先简支后连续梁T型梁桥图1.3（4）斜拉桥图1.43方案比选方案比选表 表1.3悬臂桥T形刚构桥预应力混凝土简支T形梁桥斜拉桥适用性1桥墩上为单排支座，可以减小桥墩尺寸2主梁高度可较小，降低结构自重，恒载内力减小超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、基础不均匀沉降等影响，容易造成行车不顺1施工方便。2适合中小跨径。3结构尺寸标准化。跨越能力大安全性1在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2梁翼缘受拉，容易出现裂缝，
10、雨水浸入梁体成为安全隐患建国初期大量采用目前国内大量采用，安全，行车方便。1行车平稳2索力调整工序比较繁复，施工技术要求高美观性做成变截面梁较漂亮结构美观结构美观具有现代气息，结构轻盈美观。 经济性支架昂贵，维修费用高造价较低，工期较短造价第二，用钢量大造价最高纵观桥梁的发展，悬臂桥已经基本不采用，由于是跨线桥，跨度不大，斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥，T形钢构桥容易受地震等影响，云南省多地震，以及经过上述方案的比较，决定采用预应力混凝土T形梁桥。二、主梁设计（一）设计概况及构造布置1设计资料（1）设计跨径：标准跨径20.00m（墩中心距离），简支梁计算跨径(相邻支座中心距离)19.50
11、m，主梁全长19.96m。（2）荷载：汽车20级；挂车100级；人群：3KN/m2；每侧栏杆、人行道的重量分别为1.52KN/m和3.6KN/m。（3）材料及工艺：混凝土：主梁用40号，人行道，栏杆及桥面铺装用20号。预应力钢束采用符合冶金部YB255-64标准的s5mm碳素钢丝，每束由24丝组成。普通钢筋直径大于和等于12mm的用16Mn钢或其它级热轧螺纹钢筋；直径小于12mm的均由级热轧光钢筋。钢板和角钢：制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通A3碳素钢，主梁间的联接用16Mn低合金结构钢钢板。按后张法工艺制作主梁，采用45号优质碳素钢结构钢的锥形锚具和直径50mm抽拨橡胶管。（二）横截面
12、布置1主梁间距和主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可的条件下应适当加宽T梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁标准化而采用统一的主梁间距。交通部公路桥涵标准图（78年）中，钢筋混凝土和预应力混凝土装配式简支T形梁跨径从16m到40m，主梁间距均为1.6m (留2工作缝，T梁上翼沿宽度为158cm)。考虑人行道适当挑出，净7附20.75m的桥宽则用五片。2主梁跨中截面细部尺寸（1）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，本设计取1.33 m。主梁截面细部尺寸：为了增强主梁间的横向连接刚
13、度，除设置端横隔梁外，还设置3片中横隔梁，间距为44.875m，共5片，采用开洞形式,平均厚度0.15m。T型梁翼板厚度为8cm，翼板根部加到20cm以抵抗翼缘根部较大弯矩。为了翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板处因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。标准图的T梁腹板厚度均取16cm。腹板高度87cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要来确定，实践表明马蹄面积占截面面积的1020为合适。这里设置马蹄宽度为32cm，高度18cm。马蹄与腹板交接处做成45斜坡的折线钝角，以较小局部应力。这样的配置，马蹄面积占总面积15.75，按上述布置，可绘出预制梁跨中截面，如图2.1所示。马蹄从四分点开始向支点逐渐抬高
