预应力混凝土简支变连续T梁桥纸房大桥设计(7)

4.4.1 跨径划分和总体布置 独塔双跨式是一种比较常见的斜拉桥的布置跨径的方式,因为它的主孔跨径一般比双塔三跨式小,独塔双跨式斜拉桥分为两跨跨


4.4.1 跨径划分和总体布置

独塔双跨式是一种比较常见的斜拉桥的布置跨径的方式,因为它的主孔跨径一般比双塔三跨式小,独塔双跨式斜拉桥分为两跨跨径相同的对称布置和不相等的非对称布置,非对称布置时,边跨和主跨跨径的比例关系一般在0.5-0.8,大部分近乎于0.66;对称布置时,因为没有边跨和辅助墩对主跨的有效约束,在受力变形方面就未能发挥斜拉桥的优势,所以对称布置一般很少见。本方案采用60m+90m的独塔斜拉桥,全长150m。

4.4.2 主梁结构构造

混凝土箱型截面主梁是现代斜拉桥中经常使用的截面形式。因为它的抗弯及抗扭刚度大,可以适应稀索、密索、单索面或者双索面等不同斜索布置;其组合截面,也可以方便的形成封闭式的单箱形式或者分离式的双箱形式,来适应各种不同的桥宽;截面的组合构造,可部分预制,部分现场浇筑,为桥梁的施工方案就提供了更多的选择。该方案选择了单箱单室截面。

4.4.3施工方法

斜拉桥最适宜的施工方法是悬臂施工法,比在T形刚构桥、连续梁桥采用悬臂施工更为有利。悬臂浇筑法的优点是结构整体性好,施工过程中不需要使用大吨位的悬臂吊机以及驳船来运输预制节段的块件。

图4.3 斜拉桥

4.5 方案点评

4.5.1 方案一

预应力混凝土连续梁桥是一种以受弯为主,在垂直荷载作用下,其支座只产生垂直反力,没有水平反力的结构。属于超静定结构,受力较好,桥面连续没有伸缩缝产生,成本较低,维修费用少,后期养护方便,耐久性好,且结构刚度大,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。受力明确,理论计算比较简单,施工技术较先进,对机具设备和起重设备要求不高,这就比方案二和方案三优越。而且连续梁桥线形优美,完全符合桥梁设计的基本原则。

4.5.2 方案二

连续刚构桥梁有较大的纵向和横向刚度,跨越能力大,充分发挥高强材料的性能;养护工作量小。连续刚构桥一般用于大跨径的桥梁,如果桥墩的水平抗推刚度较大,那么由于主梁的预应力张拉、收缩徐变、温度变化等因素引起的变形受到桥墩约束后,会在主梁内产生较大的次拉力,并对桥墩产生较大的水平推力,从而在混凝土结构产生裂缝,降低结构使用功能。而且连续刚构桥对地基的承载力有更高的要求,如果地基发生过大的不均匀沉降,连续刚构就不能像连续梁一样通过修改墩顶支座的高程来抵消下沉。对于大跨径的连续刚构桥来说,主墩刚构过大时,中跨梁体会由于产生过大的温差对结构受力有影响。此外,梁墩连接处应力复杂也是其一个缺点。

4.5.3 方案三

斜拉桥的受力特点为:斜拉索两端分别在主梁与索塔上锚固,把主梁上的自重和车辆作用传到索塔,再通过索塔传到地基上。因此桥梁结构的自重明显减轻,既提升了桥梁的跨越能力,又节省了材料。而且斜拉索的水平分力对主梁产生的轴向预压力,增强了主梁的抗裂能力,减少了主梁中预应力钢材的使用量。

但是斜拉桥作为高次超静定结构,有着更多的设计变量。全桥的技术经济合理性不能单从结构体积小、用料节省等概念来权衡了。而且拉索与主梁和索塔的连接构造比较复杂,施工技术要求高。拉索的索力调整工序也比较繁琐。斜拉桥的结构计算理论比较复杂,其结构分析的内容大致包括静力分析、稳定性分析和动力分析。且斜拉索需要定期养护。

5.荷载内力计算

5.1 恒载内力计算

5.1.1 全桥节段划分

该桥共有5段,为5×30m预应力混凝土连续T梁桥。