波形钢腹板箱梁桥的设计和施工.doc

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1、第10章 波形钢腹板PC箱梁的设计和施工10.1波形钢腹板PC箱梁概述10.1.1波形钢腹板PC箱梁的特点 波形钢腹板PC箱梁是上世纪80年代法国最先开发的一种新型组合结构,即用波形钢腹板(CSW:Corrugated Steel Web)替代PC箱梁的混凝土腹板,取得比PC箱梁更优的结构。与PC箱梁相比具有以下优点: 钢腹板为波形,有较大的抗剪压屈强度。而且,CSW在轴向力作用下具有“手风琴”效应,不承受轴向力,预应力不分流给钢腹板,提高了作用在上、下混凝土板上的预应力效率,减少了预应力钢材用量。 通常PC箱梁的腹板约占主梁自重的20-30%,采用CSW板可减轻主梁自重约20%,从而,可延伸

2、跨长,节省建设费用。另外,悬臂架设时,由于每一节段重量减轻,可加大架设节段长度,减少架设循环次数,缩短工期。 由于没有混凝土腹板,省略了腹板的钢筋绑扎和灌注混凝土工序,可期待施工的合理化、省力化,也可提高质量和耐久性。 主梁自重较轻,减少了作用在下部结构上的荷载,可减小基础的规模。 自重较轻,降低了地震时的惯性力,是抗震性相对较优的结构。图10.1为 CSW PC箱梁概念图。图10.1 CSW PC箱梁概念图然而,CSW PC箱梁实用历史较短,设计、施工规范尚未健全。在结构趋于破坏阶段,材料性能非线性和几何非线性两者的复合非线性理论分析目前尚不完善,今后仍有进一步研究的空间。10.1.2波形钢

3、腹板PC箱梁的发展CSW作为材料很早就用于工程结构,欧洲在飞机机身、集装箱上都采用波形钢板,以利于减轻自重,增大刚度。日本于1960年就已在钢铁厂的吊车轨道梁(约10Km长)上采用波形板作腹板。上世纪80年代末,法国首先采用CSW板代替PC箱梁的混凝土腹板,于1986年建成了Cognac桥。对CSW PC箱梁桥推广产生影响的是1994年建成的Dole桥。表1是法国CSW PC箱梁桥。日本于1993年建成了第一座CSW PC箱梁桥,至今已建成近百座,远超过了法国,见表2。在结构形式上,不仅有连续梁(最大跨长125m)、连续刚构(最大跨长136.5m),还用于斜拉桥加劲梁(主跨长235.0m)和矮

4、塔斜拉桥主梁(Extrodosed Bridge,主跨长180.0m)。在CSW板之间的现场连接和CSW板与上、下混凝土板接合方式上,开发了抗疲劳更优、施工更便利的型式。在悬臂施工上,开发了更轻便的架桥机,使之更趋合理化和省力化。表10.1 法国CSW PC箱梁桥桥名形式跨长(m)桥面宽度(m)建成年份Cognac桥3跨连续梁32.455+42.91+32.45512.101986Vol de Manpre桥7跨连续梁40.95+44.1+47.25+50.4+53.55+47.25+40.9510.751987Aslerix Park高架桥2跨连续梁237.013.01989Dole桥7跨连

5、续梁40.8+580.0+48.014.51994表10.2 日本CSW PC箱梁桥桥名形式跨长(m)桥面宽度(m)施工方法建成年份新开桥简支梁30.014.8支架1993银山御幸桥5跨连续梁24.7+345.5+44.99.7支架1995本谷桥3跨连续刚构44.0+97.2+56.010.49悬臂架设1998弥富高架桥3跨连续梁47.0+91.5+47.0支架2000小犬丸川桥6跨连续梁50.9+481.0+55.0悬臂架设2001前谷桥2跨连续梁75.3+96.5悬臂架设2001鍝田高架桥3跨连续梁59.0+125.0+59.0悬臂架设2001大内山川二桥2跨连续梁49.0+266.0+1

6、20.0+57.0+43.0+34.0悬臂架设2002胜手川桥3跨连续刚构59.3+96.5+69.810.84悬臂架设2001小河内川桥2跨连续梁277.8悬臂架设下田桥4跨连续刚构44.3+136.5+48.5+38.8悬臂架设2002游乐部川桥3跨连续梁65.4+102.5+65.4悬臂架设2004温海川桥4跨连续梁62.3+251.5+51.3悬臂架设2004兴津川桥4跨连续刚构69.1+112.0+142.0+130.6(一箱三室)悬臂架设2002矢作川桥斜拉桥175.0+2235.0+175.0悬臂架设2005第二上品野桥5跨连续梁66.9+81.0+273.0+50.0(63.9

7、+81.0+273.0+50.0)2004白岩桥3跨连续梁51.0+86.0+44.0(53.0+82.0+50.0)2003粟东桥矮塔斜拉桥140.0+170.0+115.0+70.0(155.0+160.0+75.0+90.0+75.0)悬臂架设2005日见桥矮塔斜拉桥91.8+180.0+91.812.95悬臂架设2004谷川桥简支49.711.5支架2002信乐第六桥2跨连续刚构71.8+77.817.06(一箱二室)悬臂架设2004信乐第七桥5跨连续刚构57.5+389.0+57.517.63(一箱二室)悬臂架设2004津久见川桥5跨连续刚构49.6+275.0+47.0+42.61

8、0.70悬臂架设2004黑部川桥(铁路桥)6跨连续3墩固结刚构250.0+272.0+250.011.7支架2002注:除注明外,均为公路桥。10.2 波形钢腹板PC箱梁桥的设计10.2.1设计概要(1)应用范围至今为止,CSW PC箱梁已应用于简支梁、连续梁、连续刚构、斜拉桥的加劲梁,矮塔斜拉桥(Extradosed Bridge,即大偏心体外索梁桥)的主梁。通常用于直线梁,用于曲线时,最小平面曲线半径约1000m。(2)架设方法CSW PC箱梁桥架设法有支架架设法、顶推架设法,连续梁时更多的是采用悬臂架设法,绝大多数是现场浇注混凝土,少数是预制节段。(3)梁高及预应力钢材用量图10.2为P

9、C箱梁与CSW PC箱梁在跨中和中间支点处高跨比的比较。一般情况下,跨中梁高取决于跨中弯矩,支点处梁高取决于支点剪力。图10.3为全部体外索时,PC箱梁与CSW PC箱梁的预应力钢材用量的比较。 图10.2 梁高与跨长的关系 图10.3 PC箱梁与CSW PC箱梁的预应力钢材用量的比较 (4)CSW PC箱梁断面常用的CSW P箱梁桥,断面形式如图10.4所示。 图10.4a)为单箱断面(适用于桥面有效宽度12m,23车道),图10.4b)为一箱二室断面(适用于桥面有效宽度1622m,46车道)。较大跨度的斜拉桥,主梁也可采用一箱三室断面。 a)单箱断面 b)一箱二室断面图10.4 CSW P

10、C箱梁断面(5)CSW PC箱梁的受力计算 CSW PC箱梁的弯曲、轴力和剪力由于CSW板的手风琴效应,在桥轴向可自由变形,不能承受轴向力,从而梁弯曲刚度和延伸刚度仅考虑上下混凝土板,剪力则全部由CSW腹板承受。图10.5表示CSW PC箱梁的弯曲应力、轴向应力和剪应力的分布。图10.5 CSW PC箱梁的应力分布 CSW PC箱梁的扭转在偏心荷载作用下,CSW PC箱梁与普通箱梁有很大的不同,由于CSW板的抗面外变形能力相对较弱,引起箱梁断面畸变,使上下混凝土板产生附加应力(特别是跨中断面)。另外,作用在腹板上的扭矩将产生附加剪应力。设计时,必须设置一定间距(一般为12m20m)具有足够刚度

11、的横隔板来限制其附加应力3.0MPa。横隔板还作为体外预应力束的转向架或锚固块。图10.6为CSW板具有足够抗剪刚度时的扭转荷载的分解。 纯扭转荷载 附加纯扭转荷载 翘曲扭转荷载图10.6 CSW PC箱梁在偏心荷载作用下的扭转荷载分解 作用在CSW板上下端的横向弯矩靠近上下混凝土板的上下端,除了承受伴随主梁竖向弯矩产生的应力外。还要承受伴随混凝土桥面板的挠曲变形引起的横向弯矩的作用。剪力键设计时,除了考虑承受桥轴向水平剪力,还要承受横向弯矩。CSW板与上下混凝土板的接合类型对抗横向弯矩的能力如表10.3所列。M1M2+M3图10.7 外荷载引起的横向弯矩另外,在循环汽车活载作用下引起的横向弯

12、矩而引发CSW板现场连接细节的疲劳裂纹的问题见10.4节。 混凝土桥面板的设计上下混凝土板与CSW板构成箱型框架,上混凝土板既要作为支撑于CSW钢腹板上的承受交通荷载的桥面板,又作为主梁的上翼缘的一部分参与主梁共同工作。作为前者,桥面板的支撑跨度为CSW板的中心距。对于PC箱梁,连续板的跨中弯矩取简支板弯矩的0.8倍。对于CSW PC箱梁,由于CSW板的刚度小于混凝土腹板,经FEM分析和模拟梁实验验证,桥面板的跨中弯矩取简支板弯矩的0.9倍。10.2.2 波形钢腹板的设计10.2.2.1 CSW的形状及尺寸图10.8为CSW目前常用的CSW板类型及尺寸。a)1600型(Dole桥) b)120

13、0型(本谷桥) c)1000型(鍝田高架桥)图10.8 CSW板的类型冷弯半径一般取r7t,并由Charpy试验决定。目前,1600型、1200型、1000型适用的实桥最大跨长/梁高分别为136.7m/7.5m,97.2m/6.4m,91.2m/3.2m。波高越小,抗剪压屈强度越低。10.2.2.2 CSW板抗剪验算CSW PC箱梁,上、下混凝土板承担的剪力很小,可忽略,假定剪力完全由CSW板承受。并假定剪力在CSW断面内均匀分布,这与按沿桥轴向剪力流理论求得的精确解差别很小。设计荷载作用时的容许剪应力: (10.1)终局荷载作用时,剪切屈服应力: (10.2)式中,钢材剪切屈服应力,钢材拉伸

14、屈服应力。10.2.2.3 CSW板剪切压屈检算CSW板除按式(10.1)或式(10.2)进行剪应力检算外,还需进行剪切压屈检算。CSW板的受剪压屈分为局部压屈(板块压屈,板块宽度较大时),和整体压屈(包括上、下混凝土板和CSW板,梁高较大时),以及二者的联合压屈(二者压屈强度接近时)。局部压屈计算比较简单、明确。整体压屈和联合压屈现象比较复杂,必须用FEM法进行非线性分析。(1)局部压屈CSW板的压屈是指在等剪应力作用下,把两折线之间平板(分为平行板和斜向板)视为简支板的压屈现象。用式(10.3)计算其压屈强度(见图10.9)。 (10.3)当a/b1时,取Ks=5.34+4.0当a/b1时

15、,取Ks=4.0+5.34 =a/b式中,弹性局部压屈强度,a局部板单元最大长度(a1,a3),b腹板高度, E弹性模量,Ks压屈系数(简支), twCSW板厚,板单元的高宽比, v泊桑比。图10.9 CSW板剪切压屈模型(2)整体压屈用FEM法进行结构分析的基本公式有:应力应变关系式,应变变位关系式,力的平衡方程,为材料性能非线性,、为几何非线性。整体压屈是这两种非线性的复合,这就使得精确计算分析变得十分复杂,过份的简化分析将导致较大的计算误差。实际结构分析中,是考虑材料性能非线性,用压屈的荷载变位历程关系、应力应变历程关系,同时考虑CSW板的形状和梁高变化、边界条件、荷载条件,以及初曲的预

16、应力、残余应力的影响,来评定CSW板的压屈承载力,如日本冲见芳秀等人开发的复合非线性程序SLAP。图10.10是CSW板的整体压屈承载力曲线。图中虚线是Easley把受纯剪的CSW板视作正交异性板,导入弹性剪切压屈强度的评定方法,即导入以波高/梁高之比作为参数而构成的剪切压屈系数()。CSW板整体弹性压屈强度按式(10.4)计算。 (10.4)式中,弹性整体压屈强度, 绕y轴单位长度惯性矩,绕x轴单位长度惯性矩,bCSW板高度,CSW板厚度,板四周约束状态系数,固支时=1.9,简支时=1.0。图中实线是按屈服区、弹塑性区和弹性区进行检算的容许压屈曲线。图10.10 CSW板的压屈强度曲线(4)

17、支点附近腹板的设计连续梁和连续刚构桥的支点附近,通常需设置非常强劲的混凝土横隔板,然而,从刚度非常大的混凝土到CSW板,断面发生很大的变化,为把由此产生的不利影响限制在最小限度;另外,当梁高较大,特别是由于偏载而产生扭转影响时,需提高抗扭刚度。基于以上原因,在支点附近的箱内,把CSW腹板与混凝土用栓钉剪力键接合成组合腹板,从而提高CSW板的抗剪压屈的安全性,如图10.11所示。a)内侧混凝土范围 b)栓钉剪力键的布置图10.11 支点附近箱内CSW混凝土组合腹板的布置(胜手川桥)10.3 CSW板与上、下混凝土板的接合上、下混凝土板与CSW板的接合是CSW PC箱梁的重要的构造要素:应能确实传

18、递桥轴向水平剪力;构成横向箱型断面,使之有足够的承载力和抗活载引起疲劳的耐久性;结合部要有适度的防腐蚀能力。10.3.1 接合的类型至今为止,已建成实桥中,混凝土板与CSW板的接合的类型可分为如图10.12所示的型式。角钢贯通钢筋U形钢筋栓钉条钢贯通钢筋钢翼缘板+栓钉剪力键 钢翼缘板+角钢剪力键 钢翼缘板+双排PBL剪力键 埋入式1 埋入式2图10.12 CSW板与上、下混凝土板的接合类型10.3.2 各种接合类型的比较表10.3为各接合类型在构造特性,施工性和经济性等方面的比较。表10.3 各结合类型的比较接合类型构造特征施工性经济性钢翼缘板+栓钉剪力键CSW板上端焊接翼缘板再在上面焊接栓钉

19、。在横向弯矩作用下,外侧栓受拉,承载力有所降低。借助翼缘板设置模板容易。上混凝土板配置钢筋较容易。CSW上焊接翼缘板不能采用自动焊,半自动焊效率低。栓钉数量多。增加造价钢翼缘板+角钢剪力键CSW板上端焊接翼缘板,再在上面焊接角钢。因在角钢上配置贯通钢筋,并配置竖向U形钢筋,有较高的抗纵向微滑剪切和横向弯矩的能力。借助翼缘板设置模板容易。角钢上穿钢筋,配U形钢筋施工较繁杂。CSW上接翼缘板。翼缘上周边焊接角钢。增加造价钢翼缘板+双排PBL剪力键CSW板上端焊接翼缘板,再在上面焊接带孔肋板,构成PBL剪力键。刚性剪力键,界面抗微滑移的刚度非常高。有较高的抗横向弯矩能力。借助翼缘板设置模板容易。孔径

20、大,配置贯通钢筋容易。CSW板上端焊接翼缘板。翼缘板上焊接带孔肋板。增加造价埋入式(接合钢筋)CSW上部制孔,穿贯通钢筋。CSW上端焊接接合钢筋,直接埋入混凝土板内。CSW的斜板具有剪力键作用,对横向弯矩有较高的抗疲劳耐久性。上桥面板,模板定位较繁杂。下侧混凝土板,因没有钢翼缘板,浇筑混凝土较方便。焊接接合钢筋,质量控制较难。CSW板上部不焊接翼缘板。减少造价CSW板上与混凝土界面处,需细致涂装防腐蚀。稍增加造价埋入式(条钢接合)CSW板上、下部制孔,穿贯通钢筋,并用HTB连接条钢与CSW板,直接埋入混凝土板内。CSW的斜板有剪力键作用。对横向弯矩有较高的抗疲劳耐久性。上桥面板,模板定位较繁杂

21、。无现场焊接,HTB连接较容易。下侧混凝土板浇筑混凝土较容易。CSW上不焊接翼缘板。减少造价增加了HTB数量。增加了造价10.3.3 接合部抗剪、抗横向弯矩检算(1)“翼缘板+角钢剪力键” 抗剪检算设计水平剪力和角钢剪力键承担的水平剪力分别按式(10.1)、式(10.2)、式(10.3)计算。I值和Q值计算时忽略了CSW板在桥轴向的刚度,仅考虑上、下混凝土板的断面。 (10.5)式中,Hv设计水平剪力(N/m), S作用在断面上的剪力(N), Q主梁断面的静面矩(m3), I主梁断面的惯性矩(m4)。角钢剪力键的承载力按式(10.6)和式(10.7)计算:Ra=0.6Rd (10.6) (10

22、.7)取: (混凝土承压力) (角钢连接焊缝承载力)式中,Ra剪力键的使用极限状态承载力(N),Rd剪力键的终局极限承载力(N),A=bh角钢面积(m2),a焊缝理论喉高(m),l焊缝长度(m), 混凝土立方体设计基准强度(N/ mm2)。(2)抗横向弯矩检算桥面板上的汽车荷载(特别是多车道时)将在CSW板与上混凝土板接合部产生横向弯矩(见图10.7),应对设计荷载和终局荷载作用时进行检验。作用在剪力键上的横向弯矩引起的垂直力由贯通钢筋承受,按其抗剪强度设计,如式(10.8)和式(10.9)。承受横向弯矩概念图如图10.13所示。 (10.8) (10.9)式中,Ra基于贯通钢筋2面抗剪强度的

23、容许弯矩(N-M),Rd贯通钢筋2 面抗剪承载力(N),贯通钢筋断面积(m2), 贯通钢筋的中心距(m),钢筋容许抗拉强度(N/mm2), 钢筋屈服应力(N/mm2)。图10.13 承受横向弯矩概念图(2)翼缘板+双排PBL的剪力键带孔肋板PBL的承剪力按下式计算: (10.10)且满足: (10.11)式中,Qu每个孔承剪力(kN), d带孔肋的孔径(m), 贯通钢筋直径(m) , 混凝土基准抗压强度(kN/m2) 钢筋抗拉强度(kN/mm2)。桥轴向水平剪力仅横向弯矩产生的拉力按以下公式计算: (10.12) (10.13)式中,S设计竖向剪力(kN), Q接合部断面静面积矩(m3),I接

24、合部断面惯性矩(m4), 单位长度的水平剪力(KN/m), 单位长度带孔肋有效承载力(kN/m),b双PBL肋的中心距(m),V单位长度横向弯矩在肋板上产生的拉力(kN/m),M接合部发生的单位长度横向弯矩(kNm/m),a带肋板孔的中心距(m)。带孔肋板的构造设计双排带孔肋板(PBL)剪力键构造设计如图10.14所示。双肋的间距b应大于肋高h的2倍,以利于确保每个肋孔的承载力。图10.14 双排(PBL)剪力键(3)CSW埋入式剪力键CSW埋入混凝土板的接合,由两个途径承剪,一是CSW的斜板作为剪力块,另一个是CSW板端部制孔,起PBL剪力键作用。 CSW斜板剪力块的设计设计荷载作用时, (

25、10.14)终局荷载作用时, (10.15) (10.16)式中, Q设计荷载时的剪力, 斜板剪力块的容许剪力,终局荷载时的剪力, 斜板极限承剪力,斜板承剪面积=波高埋入长度,协同斜板剪力键作用的结合钢筋断面积,钢筋容许拉应力,桥面板的混凝土容许承压应力 , 。但是,A5A1,A=b0h0, b0腋宽,h0桥面板厚。终局荷载作用中时的剪力要考虑以下荷载组合引起的剪力: (10.17) (10.18)式中,D恒载产生的剪力 , L活载产生的剪力。 (10.19)式中,混凝土的设计基准强度,钢筋的屈服应力。一般情况,CSW埋入混凝土板的长度是200mm,接合钢筋直径25mm。CSW孔剪力键的设计(

26、相当于PBL剪力键)l 混凝土榫承剪破坏(计算带孔CSW板的孔径) CSW板孔内混凝土榫有2个承剪面,其终局剪切强度Vu如下式: (10.20)如强度减少系数取0.7,则一个混凝土榫的设计承剪强度Vs1按下式计算: (10.21)l 混凝土榫承压破坏(计算混凝土榫直径)为避免孔内混凝土榫的劈裂破坏,其设计承剪强度由下式限制。由于孔内混凝土受到三维约束,其容许劈裂应力是混凝土抗压强度的7.5倍。 (10.22)式中,孔径 ,tCSW板厚度。 孔与孔间CSW钢板剪切破坏(孔间距和贯通钢筋直径)为了防止沿钢板孔中心线的剪切破坏,应按下式验算抗剪强度。 (10.23)式中,两孔之间CSW板的净面积 ,

27、 钢材的屈服强度孔内贯穿钢筋时,由于受钢肋板周围混凝土的限制和孔内混凝土的3维约束,钢筋断面积按下式计算: (10.24)式中,每个孔内所需的钢筋断面积, 钢筋屈服强度。由上述、节求得CSW板厚度、混凝土榫的孔径、孔间距和贯通钢筋直径的关系如表10.4所示,可供参考。 表10.4 CSW板厚度、孔径、孔间距和贯通钢筋直径的关系CSW板厚度孔径孔间距贯通钢筋直径9mm34150mm1612mm48150mm2214mm55150mm2510.4 CSW板相互之间的连接CSW PC连续箱梁桥绝大多数采用悬臂架设施工,CSW板连接段构造细节设计涉及连接细节的抗疲劳耐久性,以及施工误差对预拱度调整的难

28、易程度和工期。10.4.1 CSW 板现场连接类型至今为止,曾在实桥应用过的CSW现场连接有以下方式:单面摩擦型HTB连接、对接焊连接、搭接焊连接。HTB连接虽然施工较方便,但难以调整施工误差对预拱度的影响;对接焊连接虽不因连接偏心而产生附加弯曲应力,但也难以调整施工误差对预拱度的影响。近期,实桥应用较多的是搭接焊连接,虽然有连接偏心,现场焊接要求较高,但便于对预拱度的施工管理,仍是大家乐于选择的连接形式。后经对连接细节进行了多次改进,并经试验验证,其抗横向弯矩产生次弯曲应力引发的疲劳问题更可靠。表10.5为CSW现场连接方法优缺点的比较。表10.5 CSW现场连接方法的比较项目单面摩擦型HT

29、B连接对接焊连接搭接焊连接图例优点l 疲劳强度高l 施工容易l 疲劳强度高l 轴向受力无偏心l 调整因施工因素造成预拱度误差较容易缺点l 调整因施工因素造成预拱度误差较困难l 调整因施工因素造成预拱度误差较困难l 担心横向弯矩引发疲劳裂纹l 构造细节设计和焊接应仔细悬臂架设的适用性l 需设置数个节段调整预拱度l 需设置数个节段调整预拱度应用实例本谷桥,1998年前谷桥,2001年胜手川桥,2001年小河内川桥,2001年沙窝高架桥(满布支架)2000年大内山川二桥,2002年小犬丸川桥,2001年下田桥,2002年锅田高架桥,2001年10.4.2单面摩擦型HTB连接螺栓数量计算由于CSW 仅

30、承受竖向剪力,不承受桥轴向剪力和弯矩,HTB数量计算如下,取n1和n2较大者。n1=(S- Sp)/2P (10.25)n2=(H-L)t0.75/P (10.26)式中,n1由设计剪力求得的螺栓数量 , n2由0.75得的螺栓数量,S作用在构件断面上的剪力, SpPC材在竖向的分力,HCSW高度, LCSW板埋入上、下混凝土板的高度。10.4.3 搭接焊接头的改进由于担心汽车荷载引起横向弯矩(见图10.7)引发CSW板现场连接的疲劳问题,从Dule桥首次采用搭接焊连接至今,其构造细节经多次改进和疲劳试验,改进后构造细节的疲劳耐久性已有充分保证,不需疲劳验算。图10.15为Dule桥CWS板间

31、现场连接的构造细节。图10.1610.19为CWS板间现场连接细节的改进及应用实桥。实用桥:Dule桥 1994年建成,跨长40.8+580.0+48.0(m)连续梁,悬臂施工 图10.15 Dule桥CWS板间现场连接的构造细节实验桥:跨长60.0+125.0+60.0(m)连续刚构,悬臂施工。 图10.16 CWS板间现场连接细节的改进型1#实用桥:鍝田高架桥,2001年建成,跨长59+125+59(m)连续梁,悬臂施工。 图10.17改进型2#实用桥:小犬丸川桥,2001年建成,跨长50.9+481.0+55.0(m)连续梁,悬臂施工。 图10.18 改进型3#实用桥:下田桥,2004年

32、建成,跨长44.3+136.6+48.5+38.8(m)连续刚构,悬臂施工。 图10.19改进型4#10.5 CSW PC箱梁悬臂施工的合理化和省力化随着CSW PC箱型连续梁桥采用全部体外预应力索和悬臂架设桥梁应用的增加,CSW与上下混凝土板接合的合理化、移动作业车的简化等方面进行了不断的改进,使CSW PC梁桥施工更趋省力化。10.5.1 移动式作业车的改进过去,移动作业车设在混凝土桥面板上行走。2001年建成的德国Altwipfergrund高架桥上首次采用在CSW 上翼缘上行走的简易作业车的新施工方法,使一个作业周期缩短至60%。日本2004年建成的津久见川桥和信乐第七桥也都采用了这一

33、施工方法。具体施工顺序如下: 先架CSW 腹板,使钢翼缘和CSW板连成一体,确保其刚度,作为简易作业车走行的支撑,并在钢上翼缘铺设作业车行走轨道。 利用吊篮和作业平台一体化的作业车,先进行前一节段下混凝土板施工,简易作业车前移后,再进行后一节段上混凝土板施工。(落后下混凝土板一个节段)。 设置预应力索,待混凝土养护至设计强度后再张拉。浇筑混凝土浇筑混凝土 过去悬臂施工作业车 (自重110t) 改进作业车(自重70t)图10.20 为过去悬臂施工作业车和改进作业车的比较10.5.2 预制横肋和横向锚固框架的施工作业图10.21为采用简易作业车的预制横肋和横向锚固框架的施工顺序。现场浇筑混凝土连接钢翼缘预制水平肋浇筑上下桥面板混凝土架设预制肋,架设CSW板、下桥面板的模板,组装钢筋埋置框架(PC板)铺设埋置框架,上下桥面板连接横向钢材简易作业车钢腹板简易作业车的移动图10.21 采用简易作业车的预制横肋和横向锚固框架的施工顺序(信乐七桥)10.5.3 顶推架设法采用顶推架设时,利用带翼缘板的CSW板作为导梁,可达到省力化施工目的。

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