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桥梁拼宽设计技术总结(多图)

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东风 发表于 2021-8-24 15:22:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
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拼宽桥各种连接形式
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拼宽桥老桥测点布置示意图
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设计原则
横向组合后的桥梁应满足整体使用要求。组合桥梁的各组合部分应采用同一荷载等级。新建结构连接原有结构的桥梁应对原有结构部分进行验算,应与新建结构满足相同的荷载标准。桥梁各横向组合部分宜采用相同的结构形式和跨径。为最大限度地发挥结构抗力,应尽量加强横向联系。当横向各组合部分为不同的结构形式或跨径时,存在横向刚度差,为避免应力集中,应采用铰接或不连接等弱连接形式,弱化横向联系,同时加强纵向刚度,以确保结构的受力安全。
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宽拼接桥(拼接部分>5m)的拼接方式:拼接部分基本为独立受力模式,原则上采用上部构造弱连接,下部构造不连接方式。窄拼接桥(拼接部分≤3m)的拼接方式:拼接部分难以独立受力或独立受力性能不佳,需要与原结构共同受力,原则上采用上部构造强连接、下部构造连接方式。介于二者之间的情况可根据具体情况采用合适的拼接方式。
拼接桥梁应注意桥路配合,当桥梁位于平曲线上时,左右加宽桥须按相应曲率布置。位于纵坡处,加宽桥应与原桥纵坡拟合一致。
拼接桥的基础形式考虑到减小对老桥基础的影响,原则上采用桩基础;当地基条件较好时,也可采用与原桥相同的基础形式,但应注意考虑减小结构沉降的措施。当拼接桥新老结构均为摩擦桩时,拼宽部分新桥桩长应比原有老桥桩长。对于桥下净空受限的主线上跨桥,通过调整被交道纵坡或适当降低上部结构建筑高度的方案进行扩建。铺装厚度应尽可能与老桥保持一致。
横隔板属于强连接构造,能加强横向联系,减小横向分布系数,从而分担主梁单梁荷载。但其适应变形能力底,容易造成较大应力集中而被破坏。建议新老拼接部位不宜采用横隔板,而采用边梁形式。新建结构之间可采用横隔板。湿接缝是新老结构拼接的重要构造,起到连接新老结构桥面板的作用,为了减小新老结构不均匀沉降,湿接缝应在新结构施工完毕后预压三个月后进行。
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湿接缝及梁内预埋的横向连接钢筋应不小于φ16,纵向钢筋不小于φ12。湿接缝应采用收缩补偿混凝土。湿接缝的常规宽度为50~100cm,特殊情况下宽度应在20~130cm之间,否则应进行单独设计。
老桥翼缘切割方法:
(1)对于预制结构的小悬臂,如悬臂宽度比护栏宽度大,切割护栏的宽度;如悬臂宽度比护栏小,拆除护栏后切割悬臂宽度即可。
(2)对于现浇结构的大悬臂,如为普通钢筋混凝土悬臂,切割100~125cm宽度;如为横向预应力悬臂,则需采用特殊设计的拼接方式。
老桥翼缘凿除方法:切割掉护栏及外边缘后,需要对老桥翼缘进一步凿除,以露出横向钢筋进行连接,凿除宽度一般为25cm。
老桥上部构造翼缘无法凿除并进行钢筋连接的,应进行侧向植筋。下部构造进行连接的,应进行侧向植筋。弱连接计算中,可新老结构分别计算,忽略相互间的影响,新老结构接缝两侧均按边梁考虑;强连接计算中,不可忽略新老结构间的影响,应整体计算。
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桥梁横向受力计算特点
桥梁横向受力计算特点:
公路桥梁特别是大跨径桥梁作为一种带状结构,一般将横向刚度简化为刚性从而将全桥为平面杆系进行计算。对于中小跨径桥梁、宽桥、横向多梁组合桥,横向影响因素不可忽略,则采用横向分配系数的理论仍将全桥简化为平面杆系。
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桥梁、宽桥、横向多梁组合桥的计算过程:
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横向拼接方式
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有缝连接:
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无缝连接:
1 铰接
连接处翼缘混凝土浇筑后在其顶面锯缝,填塞柔性材料,底部预埋木条或橡胶条。翼缘内仅有少量钢筋进行连接,形成不能传递弯矩的柔性铰接构造。削弱了桥梁的连接刚度,后期运营中的收缩、徐变和沉降差,以及行车引起的挠度差会造成连接处填塞的木条、橡胶条脱落,割缝对应桥面处破损,行车条件劣化,难以保证后期运营中结构的耐久性,加大后期养护维修的费用。沪宁、沪杭甬高速公路采用了这种连接方式。
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2 半刚接
构造上采用深铰或仅削弱翼缘下部。不仅能传递剪力,还能传递部分的弯矩。既能够较好地解决收缩、徐变和基础不均匀沉降引起的开裂,同时也具有相当的刚度,确保运营中在接缝位置不出现挠度差。桥面平顺保证行车安全。一般用于板梁。
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3 刚接
采用强大横梁或全断面连接。能传递剪力和弯矩。可以确保桥面平顺、安全行车。但是,由于收缩徐变、沉降和运营荷载等因素的影响,刚性连接的技术难度也最大。简支空心板梁和T梁的刚性连接技术较完善。中大跨径桥梁中常用的混凝土箱梁的刚性连接在国内尚未得到广泛认可。
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横向拼接计算
横向分配系数计算传统方法
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横向分配系数经验公式简化计方法
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横向分配系数的变化范围:
完全铰接时达到最大值,
完全刚接时达到最小值。
半刚接时横向分配系数与刚接程度相关。
连接部计算:
连接部计算主要是相邻两片梁之间板的计算。
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注:如横向为新老桥拼接时,不均匀沉降几乎肯定发生,除了采用预压等措施外,需要增加不均匀沉降的计算值。
拼宽连接部计算中施加单位力或单位位移单宽板的受力模型。
(1)铰接对翼缘根部受力不利
(2)翼缘根部上下缘均需配置受力钢筋
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局部拼接的理论基础
局部拼接的理论基础——力矩传递法计算横向分配系数:
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刚接计算法图示:
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铰接计算法图示:
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不等刚度铰接计算法图示:
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横向模块化设计
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模块化设计的优点:
(1)缩短工期
(2)降低施工费用
(3)方便修改及维护
(4)提高质量
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拼宽桥梁设计或互通接入口桥梁设计
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优点:
(1)预制拼装,缩短工期;
(2)方便设计、施工;
(3)方便修改及维护;
(4)提高质量;
(5)为升级改造预留接口;
(6)预防不确定风险。
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新型横向拼装桥梁
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可拼接桥梁(拉链式桥梁):
(1)预制拼装,缩短工期
(2)方便设计、施工
(3)方便修改及维护
(4)提高质量
(5)适应能力强,无须支架,宽度可调节。
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