桥梁横向大悬臂结构设计探究.doc

1、1桥梁横向大悬臂结构设计探究摘要：近几年来，随着我国经济建设的不断发展，建筑工程项目也越来越多，特别是一些高大跨度的项目。混凝土组合梁作为施工中的重点项目，越来越受到人们的关注。结合当前建筑水平，针对桥梁施工过程应该注意的问题，本文主要对分析了大型跨度结构建筑进行了综合分析，特别是横向大悬臂结构建筑，旨在为建筑单位获得最佳的综合效益。关键词：型钢混凝土；大悬臂结构；结构设计 中图分类号： TU318 文献标识码： A 作为一种新型的建筑材料，型钢跟传统钢筋混凝土相比有着很大优势，不仅可以节约建材，增加截面的坚硬程度，可以让耐火性和耐腐蚀性更强，从而保证建筑的稳定性和使用寿命。这是因为型钢中各种

2、配钢率有所不同，比一般结构的钢材刚赔率大，甚至可以达到一倍以上。因此，为了保证整体的建筑质量，需要做好性能延伸方面的问题，改善钢筋混凝土的脆性，保证整体的抗震性结构，使其结构更加的持久耐用。1、低高大跨度悬臂梁的设计 （1）在大跨度建筑中，普遍使用的是低而高的大型跨度的横梁设计结构，这种设计结构在选型和横截面的布置方面，都需要承担较大的剪刀力，因此，在设计的过程中，需要首先对所选取的钢筋和混凝土进行2配置型钢，同时，采取型钢腹板的承载能力，可以大幅度的提高整体的承载力，改善了钢型结构的脆弱类型，使其具有更好的延展性及耗能性。在悬臂梁的实施中，和传统的悬梁方式有所不同，其计算的结构要比传统的结构

3、扩大 10%，这也就意味着横截面的面积和侧 拉的钢筋承受能力在下降，受压侧钢筋的承受能力在缩小。一般来说，钢筋的配筋率有具体的要求，而在上下梁和钢筋的摆放位置上，需要和中型梁相互匹配，确保柱主筋和箍筋之间的有效性，同时按照相关的规范进行设计，确保合理的布置。 （2）低高大悬臂梁的抗剪连接。 将型钢放置于梁的上部， 可较好地发挥型钢材料的抗拉性能， 但型钢上翼缘混凝土的界面间存在较大的剪应力，极可能产生相对滑移，因而抗剪连接件成为型钢混凝土组合梁充分发挥各材料性能的关键。本工程为避免型钢与混凝土接触面滑移， 在型钢上下翼缘处间隔 150mm 设置两排直径 19mm、长 80mm 的剪力钉。剪刀钉

4、的设计过程需要专业人员进行，首先对施工现场的环境进行勘察，确定剪刀钉的基本的规格，然而通过对现场所需的剪刀钉的机器设备的测试，保证剪刀钉按照图纸的要求进行设计，不可出现遗漏现象，而在剪刀钉的管理过程管理过程中，施工人员需要对现场环境做好勘查，确保项目能够在工期内完成，同时确保工程质量和施工人员的基本素质水平，保证基本的建筑进度，是建筑师需要重点做好的问题。 （3）低高大悬臂梁的承载力计算。 在确定挑梁尺寸后，通过可能出现的不利情况进行分析， 找出最不3利的一组内力值进行截面验算。同时发现对民用建筑结构中的长悬臂构件而言，竖向地震作用不是结构的最终控制内力。同时， 取最不利荷载组合工况下的内力，

5、 利用 ABAQUS 软件对本悬臂梁进行有限元分析。分析的过程要做到科学合理，选用设计水平过硬的专业人士进行分析，确保数据的精确有效性，同时在做好这一分析之后，需要对内力组合进行抗震能力的测试，每个建筑物都需要取样调查，才能够保证基本的建筑不受外在环境的影响和损坏，保证基本的建筑结构坚固性，是每个设计师工作的重点。 2. 悬臂箱梁的施工控制 2.1 悬臂箱梁的施工挠度控制 桥梁悬臂施工中,悬臂每一待浇梁段预拱度的合理设置,是保证跨径内将要合拢的两个悬臂端顺利合拢的关键,其计算与控制的难点是怎样选取合适的参数,特别是混凝土的徐变系数和弹性模量。需要测定、查阅的各参数有:挂蓝自重、模板重量、挂篮的

6、变形值、施工人员重力(近似按2000N/ m2 ) 、施工机具、箱梁混凝土容重和弹性模量、混凝土的收缩与徐变系数、温度等。施工中根据现场测定的各项参数会同设计重新计算箱梁节段的预拱度,作为施工挠度控制的依据。施工根据预拱度及设计标高,测量确定待灌梁段的立模标高,之后再观测每个节段施工中混凝土浇注后、预应力张拉前后、挂篮前移就位后 4 种工况下悬臂的挠度变化情况。每节段施工后,整理出挠度曲线进行分析,及时准确控制和调整施工中发生的偏差值。合拢前相接的最后 23 个节段在立模时进行联测,以保证合拢精度。 42.2 悬臂箱梁的施工中线控制，主要采用 J2 级经纬仪进行测量控制。 2.3 此大桥箱梁测

7、量及线形控制结果 设计单位提供了箱梁逐段施工计算累计位移,施工中根据其数据,结合施工挂篮变形设置预拱度,并在施工中进行必要调整。此大桥箱梁线形控制良好:梁段及各合拢口的中线误差、标高误差均控制在 10mm以内。 3 合拢段施工及结构体系转换 3.1 预应力混凝土连续梁的合拢 要保证合拢段施工质量,须解决两方面问题: (1) 新浇混凝土在硬化过程中产生的收缩及悬臂梁因气温下降产生的收缩,不能保证合拢段与两端悬臂混凝土的连续性; (2) 随着温度的上升,悬臂梁伸长将使合拢段过早参与结构体系承受压力,这对于早期强度未达到 5MPa 的新浇混凝土不利。解决办法:加强布筋,尽量减短合拢段长度,一般 2m

8、 左右;合理选择混凝土浇筑时间;采用劲性支撑和张拉临时合拢束相结合进行约束锁定;合拢口混凝土比梁体提高一个等级并掺早强剂、减水剂等。边跨合拢工艺上宜在一日中悬臂端标高最高时进行;中跨合拢段宜在日温差较小且梁内温度最低时进行。劲性支撑施作时做到对称、均衡、同步,尽量减少锁定时间,要求在 2h 内劲性支撑施工完毕。此大桥左幅合拢温度为 16，合拢精度为+7mm；右幅合拢温度为 16.9，合拢精度为6mm。 3.2 结构体系转换施工 体系转换是一个十分重要的环节。悬臂施工结束后,悬臂端在温度5变化、日照、风力等影响下会发生纵向伸缩、竖向挠曲及水平向偏移变形。在合拢段预应力钢束张拉之前,尤其是混凝土浇

9、注初期,这些变形可能导致混凝土开裂,体系转换的施工工艺应保证合拢过程中适应这些变形,才能避免裂缝出现。 4 真空辅助压浆工艺 后张法预应力结构中,预应力筋和混凝土之间的共同工作以及预应力筋的防腐蚀是通过在预埋孔道中灌满的水泥浆来实现的。这种做法容易发生孔道水泥浆离析、析水、干硬后收缩,产生孔隙,发生预应力筋锈蚀、松弛等。 真空辅助压浆工艺是避免预应力混凝土构件中钢绞线存在可能发生腐蚀、锈蚀、压浆不饱满技术问题所采用的一种较为先进的预应力工艺,能够增加灌浆的饱和度和密实度,大大提高结构的耐久性。此大桥箱梁预应力孔道采用真空辅助压浆工艺,有效提高了该桥箱梁后张预应力混凝土结构的安全度和耐久性。真空

10、辅助压浆体系是以 HDPE 塑料波纹管,将孔道系统密封。在压浆之前,首先在吸浆端采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道内的真空度达到 80%以上,然后在压浆端用压浆机以 0.7MPa 的正压力将水灰比为 0.290.35 的水泥浆压入预应力孔道。由于预应力孔道内只有极少的空气,很难形成气泡;同时由于孔道和压浆机之间的正负压力差,大大提高了孔道压浆的饱和度和密实度。 结语：总而言之，在进行钢筋混凝土组合结构的施工时，需要对其抗震等级进行测定，同时合理的配比含钢率，确保混凝土柱可以达到合适的配钢需要。一般来说，钢板的厚度不宜过高，需要按照相关的规定进行设置。最后，在施工的整体过程中，都要考虑到各个方面的协调问6题，确保各种衔接的有效率，从而保证整体项目的顺利进行。 参考文献 1北京市建筑设计标准化办公室.北京市建筑设计技术细则（结构专业）M.北京：中国计划出版社，2003. 2JGJ3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010. 3YB9082-1997.钢骨混凝土结构设计规程.北京：冶金工业出版社，1997。