预应力混凝土简支变连续T梁桥纸房大桥设计(6)

根据上述原则,对三个方案进行优缺点的比较,最终决定最为合适的方案。 4.2 方案一:预应力混凝土连续梁桥 预应力混凝土续T梁桥是超静定结构体系,


根据上述原则,对三个方案进行优缺点的比较,最终决定最为合适的方案。

4.2 方案一:预应力混凝土连续梁桥

预应力混凝土续T梁桥是超静定结构体系,桥面伸缩缝少,易养护,维修费用少。且其在荷载作用下,支点截面产生的负弯矩减小了跨中的正弯矩,使其合理分布,连续梁桥整体性能好,连续梁结构刚度大,变形小,主梁的变形挠曲线较平缓,有利于高速行车条件下的平缓舒适。工程施工方法有悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法。施工简便,设备机械化,对机具设备和起重能力的要求不高。通过主梁预制,负弯矩区的钢筋张拉而形成连续结构,加快了施工速度。

4.2.1 跨径划分和总体布置

对于一座桥梁,分为几个孔,每个孔的跨径该多大,设几个河中的桥墩,这些问题都需要根据桥址周边地形地质条件以及经济技术条件来确定的。桥梁的分孔就关系到了桥梁的造价。跨径和孔数不一样时,上部结构和墩台的总造价是不一样的。跨径越大,孔数越少,上部结构的造价就越大,而墩台的造价就越小。最具有经济性的跨径就是要使上部结构和墩台的总造价最低。所以在桥墩较高或者地质条件差,基础工程更复杂,造价高的时候,桥梁跨径就应该选得大一点;相反,在矮桥墩或者良好地基时,跨径则可以选小一点。变截面形式的大跨径预应力混凝土梁桥,立面一般布置不等跨截面。但是多余三跨的连续梁桥,除了边跨,中间的每跨一般都是等跨。在该设计方案中,选择的就是五跨等跨径连续梁桥,每跨的跨径为30m,桥梁总长为150m。

4.2.2 主梁结构构造

上部结构为T形梁。主要采用预应力结构,通过高强度的钢筋对混凝土实行预压,提高混凝土的抗裂性,促使主梁结构更加轻型化。

4.2.3 施工方案

全桥采用了先简支后结构连续的施工方法,先做简支梁桥,然后通过现浇将其连接成连续梁桥。施工特点就是先按照简支梁施工,然后使用湿接缝将相邻跨的梁体连接成连续梁。

图4.1 预应力混凝土连续梁桥

4.3 方案二:预应力混凝土连续刚构桥

预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T形刚构桥的组合体系,它通常应用于大跨、高墩结构,桥墩的纵向刚度较小,在竖向荷载的作用下,基本就成为无推力结构。但是由于上部构造有和连续梁施工相同的特点,所以经济技术性较好。连续刚构桥还有一个特点是主梁连续,这样既保有连续梁没有伸缩缝、行车平稳的优点,又拥有T形刚构不需要设置大吨位的支座的优点。与此同时避免了连续梁临时固结、体系转换以及悬臂梁伸缩缝的弊端。大跨径连续刚构桥在横桥向约束较弱,在横向不平衡荷载作用下,桥梁容易产生扭曲、变位,所以为了增强其横向的稳定性,横向刚度则要设计大一点。

4.3.1 跨径划分和总体布置

由于墩梁固结共同参与工作,连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小,因此可以降低跨中区域的梁高,使自重内力进一步降低。所以连续刚构桥的主跨可以比连续梁桥设计得更大一些。本方案采用40m+70m+40m的刚构桥,全长150m。

4.3.2 主梁结构构造

连续刚构桥的主梁在纵桥向一般都采用不等跨变截面的结构布置形式来适应桥梁主梁的内力变化。主梁底部的线形基本上和变截面的连续梁桥相类似,具体还是按照主梁的内力分布情况来选定。该方案上部结构为变截面T梁。

4.3.3 施工方法

全桥主体采用悬臂施工法。

图4.2 预应力混凝土连续刚构桥

4.4 方案三:独塔斜拉桥

斜拉桥是一种主梁受轴向力或者是受弯为主。支承体系受拉以及索塔受压为主的桥梁。主梁在斜拉索的支承下,降低了弯矩值,这不仅减小了主梁尺寸,而且显著减小了桥梁结构自重,这样就节省了结构材料,还大幅度提升了梁的跨越能力。而且斜拉桥也属于高次超静定结构,就有着比其他桥梁体系更多的设计变量。斜拉索的水平分力可对混凝土主梁产生轴向预压作用,从而增强主梁的抗裂性能,减少了主梁中预应力钢材用量。斜拉桥的结构特点就决定了其跨越能力较大,可以减少水中墩和深水基础的建设,所以总体布置来看,从经济适用性的角度出发,适合采用独塔布置方案。