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预应力砼斜拉桥裂缝控制综合技术
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    U448.27
  • 关键词:
  • 成果简介:
    预应力砼斜拉桥裂缝控制综合技术属于桥涵工程科学技术领域。 位于水源保护区的桥梁工程,因水源保护要求极为苛刻,而钢结构桥梁的涂装、后期运营养护等,易造成水源污染,由此大跨径桥梁一般选择预应力砼斜拉桥结构。然而砼的拉应力幅值小,对变形较敏感,极易在施工和运营阶段出现裂缝,从而影响结构的耐久性。为了提升预应力砼斜拉桥的裂缝控制技术,课题组在设计阶段,从源头上创新结构形式加以控制;在施工过程中,优化工艺、加强施工监控。经过近4年研究积累,获得如下主要成果: 1、宽翼缘双主肋主梁裂缝控制: 1)空间应力分布的不均匀性控制措施:a.双主肋主梁砼斜拉桥由于剪力滞的影响,桥面板的受力不均匀,同时桥面板又直接承受很大的车辆荷载,导致桥面板容易开裂。通过一个节段设两道横梁的措施,在斜拉索的前后各设一道横梁,有效减小桥面板的应力不均匀性,提高桥面板的抗裂安全性。B.在施工现场,对剪力滞后效应做了大量的实测工作,测试数据验证了空间应力分布的不均匀性和裂缝控制措施的有效性。 2)抗裂钢筋措施:在主肋附近加密预应力钢筋和普通钢筋,并设置斜钢筋,承受因构件尺寸差异而产生的收缩徐变应力;同时主肋设置细而密的箍筋。 3)全断面整体浇筑措施:对于超宽翼缘(3.3m)主梁施工,为避免龄期差、预应力差引起的裂缝,采用全断面整体浇筑,专门设计复合型前支点牵索挂篮,并获得两项国家专利。 2、超宽、超矮下塔柱施工裂缝控制措施:受条件限制,下塔柱设计超宽、超矮,常规情况下极易产生裂缝。1>经过施工过程的计算分析,下横梁预应力分三批张拉,充分解决施工期间随着中塔柱的升高,传递给下横梁的力不断变化,确保下塔柱内外侧应力在设计控制值2>在两个下塔柱、下横梁和承台间设置侧墙,解决超宽超矮下塔柱的温度应力问题;设置后浇带,确保在施工完成、收缩徐变完成了大部分时再封闭,减少收缩徐变应力;同时提高下横梁的预应力效率,大大减少预应力钢束数量。 3、新型塔梁临时固结技术:随着主梁悬臂施工长度的增加以及节段横向预应力的张拉,扭矩逐渐积累,易导致主梁临时固结处产生裂缝。对临时固结进行创新设计,塔梁之间仅设置精轧螺纹钢形成半铰接的型式,释放主梁扭转约束;同时分批张拉主梁横向预应力钢束,合龙前张拉一半,合龙拆除临时固结后,再张拉另一半,使施工中横向钢束张拉对主梁产生的扭转效应最小,有效避免砼主梁的开裂。 4、主墩超大体积砼承台浇筑的水化热控制:优化浇注工艺、冷却水管布置等。 基于上述创新成果,获得国家专利2项,发表学术论文9篇。经权威机构和专家鉴定,达到国际先进水平。形成的设计、施工和监控技术,有效的控制了预应力砼斜拉桥的裂缝,成功用于辰塔公路越黄埔江大桥新建工程、湖州市创业大道跨长湖申线大桥、芜湖市中江桥改建工程、郑州市平安大道跨贾鲁河桥新建工程等项目。该项目的应用可降低成本,确保质量和进度,累计获得经济效益7542万元。
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