本创新技术涵盖一种减少连续刚构桥主梁中跨下垂的桥梁及其施工技术,属于桥梁工程领域。该技术包括多个腹板正弯矩预应力钢束、主梁和多个桥墩。腹板正弯矩预应力钢束由两个第一
背景技术
大跨度预应力混凝土连续刚构桥有如下优点:(1)受力性能良好、行车舒适平顺、后期易养护;(2)桥梁跨径大,通常采用悬臂浇筑方式施工,对场地、施工机具及运输条件的要求较低,是跨越大江大河和山区深沟峡谷的首选桥型方案;(3)建造成本低于同等跨径的钢管混凝土拱桥、斜拉桥等桥型。故预应力混凝土连续刚构桥已成为跨径100m-300m最有竞争力的桥型之一。
但大跨度预应力混凝土连续刚构桥也存在不足之处:现有大跨度预应力混凝土连续刚构桥在运营阶段出现超出预期的跨中下挠,严重影响桥梁的安全运营。
经学者研究,大跨度预应力混凝土连续刚构桥的跨中下挠由以下原因引起:(1)混凝土的收缩徐变。大跨径连续刚构桥常见的施工方式为挂篮悬臂浇筑,每个施工节段的施工工期约为10d,而在实际施工过程中,施工单位普遍利用早强剂来提高混凝土早期强度的方式来加快施工进度,加入早强剂后3-5天即可使混凝土达到设计强度,但由于早强剂的介入,虽然在一定程度上提高了混凝土早期的强度,但由于预应力加载时混凝土龄期过短,混凝土的弹性模量仍较低,预应力受混凝土收缩徐变的影响增大,使结构整体长期处于应力不利状态;(2)底板预应力钢束的径向作用力。由于悬臂施工及结构受力的需要,预应力混凝土连续刚构桥的梁高一般设置成圆曲线渐变或抛物线形态,在大跨度预应力连续刚构桥的中跨合拢后进行预应力筋张拉时受到张拉力而绷紧的底板预应力钢束将挤压预应力管道壁,从而对周围混凝土产生附加荷载效应,即钢束径向力,现有研究表明,底板预应力钢束的径向力挠度效应大于汽车荷载作用效应和桥面铺装等二期恒载作用效应之和。
针对混凝土收缩徐变,目前采取的技术措施是研发低收缩徐变的混凝土,并适当增加加载龄期,降低混凝土的徐变,并在预拱度设计中,对混凝土收缩徐变变形预留足够的储备。
针对底板预应力钢束的径向作用力所造成的预应力混凝土连续刚构桥下挠,一项解决的技术措施是采用水平底板索,即将曲线形的底板索改为水平底板索,从现有工程案例来看,水平底板索可以有效抑制连续刚构桥下挠。但水平底板索有两个缺点:一是主梁跨中需要设置一段等高段,与梁底的曲线布置不协调,既影响美观,也不符合连续刚构桥的受力特点;二是等高段的两侧需要设置底板加厚段,增加了主梁的自重。
实现思路