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T型刚构桥的特点

T型刚构桥的特点

作者:admin    来源:未知    发布时间:2018-07-13 14:32    浏览量:

  分节悬臂施工法的采用是土木工程界在过去30年的重要成就。1950年,联邦德国首次将悬臂施工法用于建造预应力混疑土兰河(Lahn)桥,并在1953年~1954年,用此法建成涅尔姆斯(Worms)和科别麦茨(Koblenz)两座大跨径T型刚构桥,这是预应力混凝土首次用于修建大跨径桥梁。以后,莫斯科汽车工厂桥和英国麦德威等桥均采用忽臂施工法建成,总臂施工法遂盛行于世界各国。在此世界潮流的影响下,我国在发展简支梁桥之后,于1963年设计了湖南益阳T型刚构桥。但这时由于条件不足,须先修一座小跨径实验桥,待取得了此种桥的设计与施工经验后,再推广于大跨径桥梁。江苏盐河悬臂拼装施工的T型刚构实验桥于1965年建成,打开了悬臂施工的大门。1966年立即推广于84m跨径的石棉桥,因此石棉桥可称为“大跨径慧臂拼装实验桥”。此后,悬臂施工的大跨径T型刚构桥在我国被大量采用,在我国许多大江大河上架起了预应力混凝土桥梁。1980年-1982年建成的重庆和消州长江大桥,为其中跨径最大者。

  T型刚构桥是由与墩固结的、向两边恩伸的悬臂梁组成,因其形如英文字母T字而得名。这种桥型最适宜两向平衡对称悬臂施工,可不用支架而建设大跨径桥,国外常统称为“悬臂的桥(cantilevered Bridge)”。两个T字的伸臂间可以带挂梁形成静定结构,或用剪力饺铰接形成超外定结构(当然也可以固结而成连续T构,只是我国现时尚未建造此种桥梁)。我国T型刚构桥由单T,双T或多T组成,大多为带挂梁的静定结构,悬臂梁大多数用箱形截面梁。除箱梁悬臂外,还有实腹梁悬臂T构和桁梁悬臂T构。用截面为I字形或T形的预制实腹梁,安装于桥墩上,预应力锚具与墩固结并伸出悬臂形成T构,臂间设挂梁可得到50m左右的孔径。桁架梁做悬臂的T构,将在桁架中叙述,在此从略。这两种T构的修建,为数不多。

  悬臂箱梁由于施工方法和桥宽不同,其横截面可为双室单箱、单室双箱、双室双箱。梁底曲线关系到梁高变化及施工难易,多采用抛物线或圆弧线。挂梁为普通钢筋混凝土的或预应力钢筋混凝土的。为减小挂梁高度,常采用橡胶支座。我国公路桥铰接T构的剪力铰均为可调链杆式,铁路桥梁使用过哪筒式铸钢球形铰。预制逐个吊装的悬拼块件的薄湿缝用环氧树脂胶结,厚湿缝用混凝土填充,纯干接缝只初期使用过,现均为胶缝所代替。箱形梁的抗扭刚度大,一般只在悬臂端及墩上设置横隔板(梁),特别长的悬臂才设中间横梁。

  T构桥使用的混凝土标号为40-50号,以40号为主,预应力钢筋以强度为1500-170OMPa的炭素钢为主,个别的采用冷拉IV级钢筋。由于在施工和使用时,悬臂体系主要产生负弯矩,只靠近铰处在活载作用下有些正弯矩,因此,初期配筋多在箱顶明槽内直线布置,锚于梁板加厚部分,仅在靠铰处下弯少数钢筋并配正弯矩筋。后期多布斜筋,横、竖、纵三向均施加预应力。T构桥在修建初期,使用环销锚,用1200kN双作用千斤顶张拉强大钢束,后多用双作用或三作用千斤顶张拉拉丝体系锥锚。用三作用(张拉、顶塞、退锲)千斤顶张拉,由于它能自动退锲,起到了安全、省力的作用、竖向预应力一般用螺丝端杆锚具或钢筋帮条锚具;采用冷拉IV级钢筋束配筋时则使用JM-12型锚夹具,以YC-60千斤顶张拉。乌龙江桥还使用了锹粗头锚具。

  随着T型刚构桥的诞生,使设计计算发生了变化。首先,须学习这种桥的分析方法,主要是带剪力铰结构的分析,公式的推导;考虑施工各阶段的不同特点并进行与施工密切关联的繁琐计算;箱梁上活载在梁间的分配及偏心荷载产生扭矩剪力流等各式各样的考虑方法;混凝土徐变在铰中产生的剪力和长期挠度;预应力及其损失所产生的内力与变形;施工荷载的施加和卸除;锚下局部压力的计算与措施,日照温差、上下部结构的相互影响。它们使设计计算的工作最大幅度增加。起初,电子计算机尚未应用,只凭手摇计算机计算,遇到疑准问题还要依靠测试技术、工艺试验来解决。现在电子计算机已经很普遍了。由于T型刚构新桥型的出现,使公路桥梁的设计与施工展现出崭新的面貌。

  T型刚构桥绝大部分采用悬臂施工法,惫臂施工从1965年盐河桥(悬臂拼装T构桥)开始,至1968年柳州桥开始使用悬臂浇注法。悬臂拼装系将T构悬臂按起重能力分为若干段进行预制,自墩顶对称向两端拼装延伸而成T形刚臂。盐河桥设计了专门吊机来吊装预制梁块,修了一个T,第二个T感到用贝雷梁片拼装吊机更为方便。一些T构桥采用缆索吊装,可将块件直接起吊就位,节省了一些运输折转。拼装定位的准确性非常重要,原采用固定的钢材定位器,后改为工具式或以顶板、肋上企口定位。块件预制时,逐块密贴,拼装接缝由纯千改进为胶结,使之更为安全可靠。块中预制管道,以备穿束张拉。悬臂浇注法系将悬臂分成节段自墩两侧平衡对称逐段延伸浇筑完成T形刚臂的施工。主要工具为挂篮,在上面支模、浇混凝土、拼装及张拉钢筋。挂篮支承在已结硬的梁段上,用轮或聚四氟乙烯板滑行,逐段前移。施工方法的选择由场地、机具设备、造价等因素来确定。

  由于T型刚构在当时是新型结构,因此,在T型刚构桥的修建过程中,做了大量试验研究与观侧工作,在理论、设计计算、材料、钢筋布置、预应力体系、构件的制造、施工方法等各方面均有很大发展,这些在以下建桥设计与施工实例中将看到梗概。

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