桥梁工程 文献综述

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二〇一〇届土木工程(桥梁)专业毕业设计·文献综述大跨径预应力连续梁桥建设现状一.发展历史连续梁桥是一种古老的结构体系。在预应力混凝土桥梁发展至今的五十余年的历程中，它同简支梁结构一样是最早被应用的一种结构体系。在50年代前，它的跨径并不大，当时因施工条件的限制，采用满堂脚手架修建，费工费时费料。在60年代中，因悬臂施工方法的应用和发展，为多跨连续梁桥的修建提供了有利的施工条件，从而使它逐步扩大了应用范围，并在结构体系上也所发展。如在跨径100m以上的大跨度预应力混凝土桥梁中，连续梁与T型刚构两种体系相结合，各取所长，采用墩梁连固形成连续—刚构体系。这种体系的薄型桥墩在整个结构中起柔性墩柱作用，而上部梁体结构仍主要起连续梁的作用。二.发展现状预应力混凝土连续梁桥是一种超静定结构体系，尽管具有经济、美观、可靠、刚度大、整体性好、行车舒适等特点。但它对基础要求较高，截面型式一般为箱型。法国在中等跨径预应力混凝土连续梁中采用了桁式腹板的箱梁截面，并采用体外预应力体系。法国近10多年来还采用钢桁式腹板与上下预应力混凝土板组合的箱形断面，发展了复合材料的预应力桥梁。目前世界连续梁最大跨径为250m，系葡萄牙的坡托桥。引起预应力混凝土连续箱梁开裂的一个重要因素是混凝土温度应力。一是日照温差引起的温度应力，另一个是混凝土水化热引起的温度应力。而影响温度应力计算的关键是：温度梯度的确定和温度应力计算力学模式的选取。引起预应力混凝土连续箱梁开裂的另一个重要因素是混凝土收缩徐变。从混凝土收缩徐变对结构受力的影响来看，其效应使结构内力分布进行自适应的调整，经过内力重分布，结构受力趋于合理。但预应力混凝土连续梁桥，混凝土的收缩徐变，会引起预应力降低，从而使结构某些部位出现预应力不足，引起混凝土开裂。因此正确分析混凝土的收缩徐变对结构的影响也是很重要的。三.设计施工梁桥的立面布置在初步设计中占有十分重要的地位。布置得是否合理将直接影响桥梁的实用、经济和美观。立面布置通常指选定了桥梁体系后，确定桥长及分跨、梁高及梁底曲线，桥梁下部结构和基础形式，桥梁各控制点如桥面、梁底、基础底面等的标高。4 二〇一〇届土木工程(桥梁)专业毕业设计·文献综述连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨不止，则边跨内力(包括边支墩处梁中的负弯矩)将控制全桥设计，是不经济的。此外，边跨过长，削弱了边跨的刚度，将增大活载在中跨跨中截面处的弯矩变化幅值，增加预应力束筋数量。一般边跨长取中跨的0.5～0.8,对于预应力连续梁桥，边主跨比应该取偏小值，以增加边跨刚度，减小活载弯矩的变化幅度，减少预应力筋的数量。值得注意的是，边跨的长度与连续梁桥的施工方法有关，如采用悬臂法施工，考虑到一部分边跨采用悬臂施工外，剩余的一部分边跨需在脚手架上施工。为减小支架及现浇段长度，边跨长度以取不超过中跨长度的0.65为宜。桥梁结构的施工与设计有着十分密切的关系。对不同结构形式的桥梁结构，施工方法可不同；对同种结构形式也可采用不同的施工方法。桥梁结构的受力状况将取决于所选用的施工方法。施工方法的选用可视工程结构的跨度、孔数、桥梁总长、截面形式和尺寸、地形、设备能力、气候、运输条件、设备的周转使用等综合条件来考虑。目前几种常用的施工方法有：支架现浇法、悬臂施工法(分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类)、逐孔施工法、顶推施工法、转体施工法等。四.施工监控1.施工监控桥梁的施工控制是一项系统工程，它主要包括两个部分：一是数据采集系统，即监测；另一部分是数据分析处理系统，即监控。施工监测包括施工、设计资料收集以及现场测试数据收集。施工监控则是选择合适的监控方法利用高效计算程序，对数据进行分析处理；与原设计进行比较和误差分析，并确定下一阶段的施工参数；预报施工中可能出现的不利状况及避免措施。因此施工控制其实就是通过施工一量测一识别一修正一预告一施工的循环过程，保证桥梁在施工过程中应力(应变)处于安全状态，成桥线型符合设计要求。因此如何正确进行数据识别和预测(也即如何正确选择监控方法)，以及如何真实进行模拟计算(确定施工过程的理想状态)，关系到施工控制的成败。下面重点针对上述两项内容进行分析研究。2.监控方法2.1参数识别法参数识别法是大桥施工过程中根据实测主梁中的内力和挠4 二〇一〇届土木工程(桥梁)专业毕业设计·文献综述度等信息运用最小二乘法识别和修改设计时采用的参数，如块件重量、预应力、弹性模量、徐变系数等，对结构进行实时分析，对原有设计值进行校核和调整，重新给出标高和预加力的施工控制值。2.2顺推法顺推法的基本思路是按施工工艺计算各梁段累加至成桥后的挠度，将该挠度作为梁段施工预抛高量。顺推法实质是一种确立立模标高的结构计算方法。2.3灰色预测控制系统3.施工监测内容与成果分析3.1施工监测内容施工过程监测是施工监控的内容之一，为后期控制提供基础数据的必要手段，施工监测内容主要包括：挠度监测：按照确定的观测频率分浇筑前、浇筑后、张拉后三个测次同期性对箱梁预埋的监测点进行水准测量。应力应变监测：在箱体内埋入钢弦式应力计，利用配套接收器进行数据采集，测试各施工控制断面应力分布及变化情况。温度监测：测试各施工工况箱梁截面顶、底板温差，掌握全桥箱梁截面温度变化。4.应力监测结果分析应力测试采用振弦式读数仪读取应变计的频率模数，根据频率模数和应变转化公式计算出混凝土应变，最后乘以混凝土弹性模量便得到应力。由于实测得出的混凝土综合应变中已包含有混凝土徐变收缩效应，因此必须在实测综合应变中扣除徐变效应。另外，从传感器读出频率模数，还应根据标定公式进行温度修正。预应力混凝土连续梁桥在满足了大量构造要求条件下，以结构刚度大、动力性能好、变形小、伸缩缝少、主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车且平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最具有竞争力的主要桥型之一。而悬臂施工法是预应力混凝土连续梁桥主要施工方法。对于预应力混凝土连续梁桥来说，采用悬臂施工法施工虽有许多优点，但是，这类桥梁的形成要经过一个复杂的过程，施工中经常有新的问题出现。为了解决好这些问题，非常有效的办法就是对施工过程实施控制，所以对连续梁桥的施工监控至关重要。参考文献：[1]徐君兰，项海帆．大跨度桥梁施工控制[M]．北京：人民交通出版社．2000．28—48．[2]孙子先．预应力混凝土弯梁桥悬臂施工线型控制[J]．工程力学，1999．[3]陆右仁．公路施工手册一桥梁[M]．北京：人民交通出版社，2000．175-180．[4]雷俊卿．桥梁悬臂施工与设计[M]．北京：人民交通出版社，1999．60-146．[5]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M]．北京：人民交通出版社，1988.4 二〇一〇届土木工程(桥梁)专业毕业设计·文献综述[6]范立础.桥梁工程(上)[M].北京：人民交通出版社，2001.[7]FritzLeonhardt:VorlesungenUberMassivbau,(6)。1979.[8]JeanMuller:ConstructionoflongKeyBridge,P.C.I.NOV/DEC.1980.[9]黄绳武.桥梁施工及组织管理(上册)[M]．北京：人民交通出版社，1999.[10]黄小洛.桥梁转体施工发展综述[N].北京：公路杂志，1988.4