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桥梁盖梁设计要点及经验
本文来源: 本站 发布时间: 2024-05-24  浏览量: 24次

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(1)普通钢筋混凝土盖梁的受弯设计

计算活荷载弯矩时,支座负弯矩采用活荷载非对称布置时的值; 跨中正弯矩采用活荷载对称布置时的值。 鉴于普通钢筋混凝土盖梁在使用过程中容易出现裂缝,建议在正常计算结果的基础上适当增加弯矩配筋。

计算表明,增加抗拉钢筋数量20%~30%对于防止裂缝非常有效。 需要注意的是,钢筋布置应尽量均匀,弯矩钢筋和弯斜钢筋应适当分配,避免局部钢筋间​​距过大。

选择合理的柱距与悬臂长度的比例,不仅可以节省弯剪钢筋,而且有利于弯剪钢筋的合理布置。 通过计算总结,建议双柱盖梁的柱距与悬臂长度之比为2.45~2.95最为合适。 现在立交桥为了美观或者桥下通行的需要,一般采用大悬臂作盖梁,对于柱距不受限制的过河桥,宜采用这一比例。 对于 3 柱盖梁,该比率平均应为 2.8。 中柱顶部的弯剪钢筋一般比边柱顶部的弯剪钢筋稍大。 为了避免浪费,它们可以单独加固。

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(2)钢筋混凝土帽梁剪力设计

盖梁是主要承受弯曲力和剪切力的构件。 在弯曲正应力和剪应力的共同作用下,会产生斜向梁轴的主拉应力和主压应力。 混凝土具有较高的抗压强度,一般不会被压碎。 当主拉应力较大时,可能会在垂直于主拉应力方向的构件上产生斜裂纹,造成盖梁斜截面的破坏。 因此,除了计算钢筋混凝土盖梁的正截面强度外,还需要计算弯矩和剪力同时作用截面的斜截面强度。 这就要求盖梁应有合理的截面尺寸,并设有斜弯钢筋和箍筋。

在盖梁的抗剪设计中,常用的方法是:当截面尺寸满足斜截面的抗剪要求,需要进行抗剪加固时,按结构设计原则进行剪力分布。 《公共桥梁规范》的极限状态法:计算剪力值的60%由混凝土和箍筋承受,40%由受弯钢筋承受。 上述方法一般适用于等截面简支梁结构,其高跨比一般为1/25~1/15。 对于普通钢筋混凝土桥墩承台梁,其高跨比一般为1/6~1/4。 采用这种方法计算盖梁的抗剪强度,很可能会导致受弯钢筋的数量较多,容易造成较大的浪费。

根据大量的钢筋混凝土梁抗剪强度试验,认为箍筋和混凝土比斜筋能更有效地发挥梁的抗剪作用(《解释》第4.1.10至4.1.14条)。 因此,该方法的计算思路是充分利用箍筋和混凝土的抗剪力,然后将剩余剪力由弯曲钢筋承担,即先给出合理的箍筋间距和面积,然后计算所需的弯曲钢筋面积。

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现有的计算软件对剪力的计算方法不同。 西安方舟计算机有限公司的“ CAD6”软件可以使用这两种方法。 经验证,第一种计算方法比第二种方法多使用35%~55%的斜筋,需要斜筋的截面(位置)也比第二种计算方法多,造成更大的浪费,因此推荐使用第二种计算方法。

(三)设计经验

★箍筋间距不宜过大,一般以10~20厘米为宜,有利于提高盖梁的抗裂、抗扭能力。 箍筋可采用一级钢筋,直径不宜小于φ10。

★弯筋(斜筋)可适当加强,有助于抵抗扭转内力(未计算)。

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★ 充分发挥箍筋和混凝土的作用,合理布置受弯钢筋。

★对于箱梁中较宽的盖梁,还应进行横向钢筋设计。 由于箱梁支撑较少,反力较大,所以墩柱与支撑位置应尽可能匹配,这样将大大提高盖梁的受力。 通常可以通过布置工字钢来解决局部压力过大的问题。

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(4)预应力混凝土帽梁设计

近年来随着宽桥的大量出现,下部结构的轻量化,以及人们对桥梁在使用过程中的耐久性的逐渐重视,预应力盖梁的使用越来越多。 预应力盖梁可以满足大悬臂、大跨度的需要,并能有效防止裂缝,因此预应力盖梁的设计与计算显得尤为重要。

预应力盖梁的抗弯设计最为重要,其中预应力梁起着决定性的作用。 与普通钢筋混凝土盖梁一样,预应力混凝土盖梁也有合理的柱距与悬臂长度的比例。 然而,由于预应力盖梁通常只是追求大悬臂或大跨度,因此该比率通常不是控制因素。 设计要点是:

①计算时不仅要观察使用阶段的应力,还要一一观察各个施工阶段的应力。 施工阶段划分要准确、全面。 因为预应力结构的施工阶段有时就是控制性设计,尤其是施加预应力、拆除支架、架梁阶段,是不容忽视的。

②反复调整预应力梁的位置、数量和张拉顺序,确保各施工和使用阶段的应力符合规范,找到最佳的排梁方式,最大限度地发挥预应力梁的张拉效率。 这一点非常重要,因为预应力盖梁的标准化程度很低,一般需要单独计算。 有的设计预应力钢梁浪费严重,上下钢梁应力相互抵消,张拉效率很低。 预应力盖梁的梁布置方式有多种。 好的设计是节省梁、线条简单、规格统一、在满足规格要求的同时方便施工。 这就要求设计师要精通业务,有很强的责任心。

③预应力钢绞线应采用较大吨位的钢绞线,否则预应力管过多,不仅削弱混凝土截面,而且施工相对繁琐。

④ 钢绞线应分两批进行张拉。 张拉次数过多,施工不方便,张拉次数过少,则不能同时满足施工和作业要求。

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⑤ 合理划分和调整盖梁施工顺序,有利于模板的有效利用,节省施工时间。

一般情况下,简支梁板桥的预应力盖梁很少进行剪力计算,因为:

①弯曲的预应力钢绞线具有竖向分量,能抵抗剪力;

②预应力钢束产生的轴力可以抵消部分主拉应力,有利于盖梁的抗剪能力;

③预应力混凝土盖梁截面较大,混凝土标号较高,箍筋布置合理,抗剪作用较大。

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普通钢筋设计:预应力混凝土盖梁中的普通钢筋设计必须认真对待。 如果把预应力钢绞线比作骨头,混凝土比作肉,那么普通钢筋就是筋。 没有普通钢筋的预应力结构无法正常工作。 普通钢筋布置时应避免与预应力孔发生冲突。 另请注意:

①纵向钢筋:在受拉区布置纵向钢筋(弯曲钢筋),以改善盖梁施工阶段的拉应力控制,并适当节省预应力钢绞线。 纵向钢筋宜为二级钢筋,直径不小于φ16。 最好采用φ20或更粗的钢筋,排列要均匀,间距不大于15cm。

②箍筋:箍筋对预应力盖梁的抗扭、抗剪性能影响很大。 箍筋之间的间距不宜太大,一般以10~15厘米为宜。 由于大悬臂截面高度逐渐变化,剪切截面减弱,因此应适当增大箍筋间距。 箍筋可采用一级钢筋,直径不宜小于φ12。 当前设计中也使用二级钢筋作为箍筋。

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