施工管理—双预应力技术在公路工程中的应用
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1?前言
双预应力混凝土构件是一种新颖的预应力混凝土结构型式,其主要特点是:在保证构件抗弯能力的同时,可以大幅度降低梁高,构件的截面尺寸和自重都将减小。就简支梁而言,梁高大约能降至原梁高的三分之二。与传统的预应力混凝土结构相比,双预应力混凝土结构在施工时并不需非常特殊的技术和设备,只要具有以往的预应力设计、施工经验就可应用。
2?双预应力混凝土构件的工作原理
双预应力混凝土构件是指预拉应力与预压应力并用的混凝土构件,又称拉压双作用预应力混凝土结构。所谓预拉应力混凝土构件,是指在混凝土的受压区采用预压力筋(件)或其它施力措施,使混凝土产生预拉预应力的混凝土结构。而我们通常所说的预应力混凝土仅为预压应力混凝土。这两种预应力方式相结合,就形成了混凝土受拉区预压、受压区预拉的双预应力体系。
3?双预应力技术在国外公路工程中的应用
(1)奥地利的阿尔姆桥。
阿尔姆桥横跨于奥地利阿尔姆河上,是世界上第一座采用双预应力技术修建的预应力混凝土简支梁桥。
阿尔姆桥上部结构共用B45号混凝土650m3,高强钢119.60t,普通钢筋61.04t.其材料用量指标为混凝土0.807m3/m2,高强钢0.1485t/m2.阿尔姆桥上部结构的高跨比为h/L=1/30.4.阿尔姆桥桥台为重力式台,嵌岩桩基。钻孔灌注桩直径0.75m,每台共9根。嵌岩深度要求嵌入密集沉积层大于1m.两桥台桩长分别为10m和13m.
(2)日本的川端桥。
川端桥建于1984年12月至1985年3月,桥长58.6m,桥宽3.3m,净宽2.5m,是一座正交人行天桥。其设计荷载为人群集度3.43KN/m2,上部结构为双预应力混凝土简支箱梁,高跨比为1/37.1,下部结构为重力式桥台,双排PC桩基。
箱梁梁长58.48m,计算跨径57.58m.箱梁底宽2.6m,顶板悬臂较短,仅为0.25m.箱梁梁高:梁端为1.0m,跨中为1.55m,按2.4%抛物线变化。跨中顶板及底板厚度均为0.18m,而距梁端10.24m至4.24m范围内,底板由0.19m渐变为0.55m;顶板厚度在梁端12.24m至4.24m范围内改为0.4m.梁端4.24m区段则设计成实心断面。这样设计是由于考虑了受拉钢索的布设、受压钢筋的锚固以及内模修建等因素。
受拉钢索采用13根12?15.2mm钢绞线,锚下控制张拉力21289?5KN.受压钢筋为20根SBPR95/110粗钢筋,直径?32mm,锚下控制预压力为5721?2KN.在设计荷载作用下,受拉钢索张拉力取用17478?3KN,受压钢筋预压力取用5178?3KN,跨中截面混凝土上缘应力为13?5Mpa(压应力容许值为13?72MPa),混凝土下缘应力为-1.1Mpa(拉应力容许值为-1.47Mpa)。
川端桥桥台台身高5m,基底顺桥向宽4?2m,PC桩桩径0?6m.
4?双预应力技术在我国公路工程中的应用
(1)上海护渠桥。
上海护渠桥位于上海市闵行区颛桥镇李家圈附近,处于上海4号线北段连接莘庄立交与奉浦大桥的快速干道上。上海市原引水管渠从该桥下穿过,斜交角47°,引水管宽17?56m,两侧保护距离要求不小于5m.护渠桥分为上下行两座独立大桥,桥宽13m,桥面净宽12m,两桥相距11m,按斜交角120°设计。设计荷载:汽车:超20级,挂车:120.每片工字梁上缘共布设了8束32x8mm高强30CrMnSi调质钢管,并在距离梁端10m前后两次向下弯出,锚于四块齿板上。每片工字梁下缘布置了6束级低松驰钢绞线,锚于梁端加宽的腹板上。主梁采用50号混凝土浇筑,在使用阶段跨中截面混凝土上缘应力为145Mpa,混凝土下缘应力为12Mpa.
(2)河北承德大屯桥。
大屯桥位于河北滦平县大屯村畔,距美丽的避暑胜地承德市约40公里。该桥处于国道112线,横跨于牦牛河上,跨径3-40m,全长125m.桥面净空:净-11.4+2x0.5m护栏。设计荷载:汽:超20级,挂:120.上部结构为双预应力混凝土简支梁;下部为柱式桥墩、肋板式桥台,钻孔嵌岩桩基。该桥于2000年10月建成通车。
双预应力混凝土构件是一种新颖的预应力混凝土结构型式,其主要特点是:在保证构件抗弯能力的同时,可以大幅度降低梁高,构件的截面尺寸和自重都将减小。就简支梁而言,梁高大约能降至原梁高的三分之二。与传统的预应力混凝土结构相比,双预应力混凝土结构在施工时并不需非常特殊的技术和设备,只要具有以往的预应力设计、施工经验就可应用。
2?双预应力混凝土构件的工作原理
双预应力混凝土构件是指预拉应力与预压应力并用的混凝土构件,又称拉压双作用预应力混凝土结构。所谓预拉应力混凝土构件,是指在混凝土的受压区采用预压力筋(件)或其它施力措施,使混凝土产生预拉预应力的混凝土结构。而我们通常所说的预应力混凝土仅为预压应力混凝土。这两种预应力方式相结合,就形成了混凝土受拉区预压、受压区预拉的双预应力体系。
3?双预应力技术在国外公路工程中的应用
(1)奥地利的阿尔姆桥。
阿尔姆桥横跨于奥地利阿尔姆河上,是世界上第一座采用双预应力技术修建的预应力混凝土简支梁桥。
阿尔姆桥上部结构共用B45号混凝土650m3,高强钢119.60t,普通钢筋61.04t.其材料用量指标为混凝土0.807m3/m2,高强钢0.1485t/m2.阿尔姆桥上部结构的高跨比为h/L=1/30.4.阿尔姆桥桥台为重力式台,嵌岩桩基。钻孔灌注桩直径0.75m,每台共9根。嵌岩深度要求嵌入密集沉积层大于1m.两桥台桩长分别为10m和13m.
(2)日本的川端桥。
川端桥建于1984年12月至1985年3月,桥长58.6m,桥宽3.3m,净宽2.5m,是一座正交人行天桥。其设计荷载为人群集度3.43KN/m2,上部结构为双预应力混凝土简支箱梁,高跨比为1/37.1,下部结构为重力式桥台,双排PC桩基。
箱梁梁长58.48m,计算跨径57.58m.箱梁底宽2.6m,顶板悬臂较短,仅为0.25m.箱梁梁高:梁端为1.0m,跨中为1.55m,按2.4%抛物线变化。跨中顶板及底板厚度均为0.18m,而距梁端10.24m至4.24m范围内,底板由0.19m渐变为0.55m;顶板厚度在梁端12.24m至4.24m范围内改为0.4m.梁端4.24m区段则设计成实心断面。这样设计是由于考虑了受拉钢索的布设、受压钢筋的锚固以及内模修建等因素。
受拉钢索采用13根12?15.2mm钢绞线,锚下控制张拉力21289?5KN.受压钢筋为20根SBPR95/110粗钢筋,直径?32mm,锚下控制预压力为5721?2KN.在设计荷载作用下,受拉钢索张拉力取用17478?3KN,受压钢筋预压力取用5178?3KN,跨中截面混凝土上缘应力为13?5Mpa(压应力容许值为13?72MPa),混凝土下缘应力为-1.1Mpa(拉应力容许值为-1.47Mpa)。
川端桥桥台台身高5m,基底顺桥向宽4?2m,PC桩桩径0?6m.
4?双预应力技术在我国公路工程中的应用
(1)上海护渠桥。
上海护渠桥位于上海市闵行区颛桥镇李家圈附近,处于上海4号线北段连接莘庄立交与奉浦大桥的快速干道上。上海市原引水管渠从该桥下穿过,斜交角47°,引水管宽17?56m,两侧保护距离要求不小于5m.护渠桥分为上下行两座独立大桥,桥宽13m,桥面净宽12m,两桥相距11m,按斜交角120°设计。设计荷载:汽车:超20级,挂车:120.每片工字梁上缘共布设了8束32x8mm高强30CrMnSi调质钢管,并在距离梁端10m前后两次向下弯出,锚于四块齿板上。每片工字梁下缘布置了6束级低松驰钢绞线,锚于梁端加宽的腹板上。主梁采用50号混凝土浇筑,在使用阶段跨中截面混凝土上缘应力为145Mpa,混凝土下缘应力为12Mpa.
(2)河北承德大屯桥。
大屯桥位于河北滦平县大屯村畔,距美丽的避暑胜地承德市约40公里。该桥处于国道112线,横跨于牦牛河上,跨径3-40m,全长125m.桥面净空:净-11.4+2x0.5m护栏。设计荷载:汽:超20级,挂:120.上部结构为双预应力混凝土简支梁;下部为柱式桥墩、肋板式桥台,钻孔嵌岩桩基。该桥于2000年10月建成通车。
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