27 27 38m预应力槽型梁设计开题报告

 2022-11-27 14:33:11

1. 研究目的与意义

27 27 38m预应力槽型梁是以天津市滨海新区第二大街跨津山铁路某立交桥梁为模型,分左右双幅,其中左幅桥为预应力混凝土连续槽型梁,梁长92m (27 27 38),单幅梁体宽16.6m,梁底板净宽11m,板厚0.421~0.538m,供机动车行驶;外侧悬臂板长3.0m,板厚0.3~0.5m,供行人及非机动车通过。桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级,结构设计安全等级为一级。

由于槽型梁是可以通过减少桥面到梁底的高度,从而增加桥下净空而提出的一种桥梁形式。这种梁的形状与半穿式梁相仿。其最大优点是底板薄,建筑高度低,最适用于立交桥,在满足桥下净空的要求下可以减少两端线路路堤的土方量。通过毕业设计进一步加深对预应力槽型梁在实际工程中的应用,并且为了全面锻炼本科生的桥梁工程专业知识综合应用能力,满足对本科生实践锻炼的需要,因此要求对该桥上部结构进行结构验算分析。

2. 课题关键问题和重难点

槽型梁的模型重点和难点在于:

1、槽型梁结构复杂。槽型梁一般为下承结构形式,建筑高度底、主要承重结构为两侧腹板,桥梁结构受力复杂,一般在桥梁净空受限的情况下采用。对于本课题需要的是利用软件模拟整个槽型的结构,对于槽型梁的整体结构设计要求更加的严苛。

2、槽型梁施工工艺复杂。施工阶段不同槽型梁整个受力状态也有所不同,因此在施工过程中需要严格把控施工质量,在设计模型的时候更是需要对特定的施工过程做特殊的设计处理,大大增加了设计和施工难度。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

如今随着我国国民经济和公路纵深发展的需要,我国建造了一大批具有影响力的跨江和跨海大桥。并且一所特大桥的建设和技术发展体现了一个国家的技术水平和经济实力。我们现在所应用的顶推施工方法的雏形来自早期钢桥的拖拉法、导梁拖拉法、纵向连接拖拉法等。随着众多桥梁项目的实施以及科技的进步,现在的顶推工艺也在不断完善,顶推方式从单点集中顶推到多点分散顶推,间歇式顶推到连续顶推,拖拉式顶推等,逐步过渡到现如今成熟的步履式多点连续顶推。目前国内已有顶推结构桥梁,大部分以市政钢桥居多,桥梁线型单一,墩高较矮,桥长或单次顶推长度均较小( 500m左右) ,且顶推场地开阔。复杂施工条件下,长度更长,纵坡坡率变化,墩高更高的弯桥顶推施工,可靠有效的方案设计和施工显得尤为重要。

由于单点顶推存在一个严重缺点,就是在顶推前期和后期,垂直千斤顶顶部同梁体之间的摩擦力不能带动梁体前移,必须依靠辅助动力才能完成顶推。此外,单点顶推施工中,没有设置水平千斤顶的高墩,尤其是柔性墩在水平力的作用下会产生较大的墩顶位移,甚至威胁到结构的安全。为了克服单点顶推的这些缺点,便产生了多点顶推法。本次课题设计的桥梁是以天津塘沽二大街顶推槽型梁为模型,此桥是全国首例多点步履式顶推近万吨预应力混凝土连续槽型梁安全精确顶推到位的槽型梁。然而采用多点顶推法的优点是在任何阶段都能提供必须的顶推动力,在顶推过程中水平千斤顶对墩台的水平推力同梁体作用在墩台上的摩擦力相平衡,有利于柔性高墩的安全。 但是必须保证多台千斤顶同步工作,而且可以分级调压,使作用在墩顶的水平力不超过设计允许值。多点顶推的动力装置从广北立交桥后,都采用穿心千斤顶、钢绞线束、自动工具锚体系。对于本次课题的27 27 38m预应力槽型的应用非常的合适多点顶推施工设计。

步履式多点连续顶推工艺是通过顶推装置将钢箱梁起顶、前移、落梁、复位4 个步骤的不断循环来实现钢箱梁的平移,每 h顶推 4~6m。顶推过程中,梁体与支墩间的摩擦滑动全部在顶推装置内部进行,顶推水平力自相平衡,支墩基本不承受水平荷载。顶推装置构成如下:同步液压控制系统、竖向及水平千斤顶、下部支撑结构、上部支撑结构、横向纠偏结构和临时垫梁等。顶推流程为:竖向千斤顶同步开启支撑油缸,直至钢箱梁被顶起且脱离临时垫梁水平千斤顶同步开启顶推油缸,使上部支撑结构和钢箱梁一起整体向前移动,直至油缸一个行程完成竖向千斤顶同步开启支撑油缸,使上部支撑结构和钢箱梁一起整体下降,直至钢梁落在临时垫梁上,上部支撑结构和钢箱梁完成脱离水平千斤顶开启顶推油缸,使上部支撑结构往回移位,直至顶推油缸回位。重复以上步骤进行钢箱梁的顶推施工,直至钢箱梁顶推到设计位置。

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4. 研究方案

工作内容:

1、认真阅读有关文献资料,加深了解所设计的预应力槽型桥梁的相关结构;

2、认真阅读已有桥梁的施工图设计文件,全面掌握27 27 38m桥梁结构设计的重难点;

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5. 工作计划

第一周:通过学校官网的相关信息了解毕业设计有关要求,以及熟悉指导老师所给的设计资料,考虑结构设计方案是否合理;

第二周:完成指导老师给的英文翻译以及查阅相关文件资料编写开题报告;

第三周:完成槽型梁结构布置,并完成电子建模的学习;

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