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预应力混凝土T形刚构桥
前节中已经提到,用普通钢筋混凝土修建的T形刚构桥,无论从结构性能和施工工亡艺上都存在不少弱点,因此跨度受到一定限制,在建桥实践中采用较少。
预加应力技术的不断发展和悬臂施工工艺的不断完善,使得这种桥型的结构性能和工特点达到高度的协调统一,从而能获得满意的经济指标。特别是对于跨越深水、深谷、大河、急流的大跨度桥梁,采用预应力混凝土T形刚构桥,施工十分有利。
结构类型
预应力混凝土T形刚构桥,分为跨中带剪力铰和跨内设挂梁两种基本类型。带剪力的T形刚构桥是一种超静定结构。两个大悬臂在端部借助所谓“剪力铰”相连接,它是一种只能传递竖向剪力而不传递纵向水平力和弯矩的连接构造。当在一个、形结构单元上作用有竖向荷载时,相邻的T形结构单元通过剪力铰而共同参与受力。因而,从结构受力和牵制悬臂端变形来看,剪力铰起到了有利的作用。
然而,超静定结构的特性,温度影响、混凝土收缩徐变作用、钢筋松弛和基础不均匀沉陷等都会使结构内引起很难准确计算的附加应力,悬臂端因塑性变形的不断下垂不易调整致造成行车不顺以及施工中有时还要强迫合龙等种种缺点,这就限制了带铰T形刚构桥的广泛采用。
(a)为常用的多跨布置式,当靠岸跨搭设支架容易时,往往将岸边T构的一侧悬臂先在支架上现浇,然后向河中采用悬臂法施工。在此情况下靠岸的悬臂端用活动支座支承在墩台上,以减少活载挠度,但当活载通过时支座将产生拍击作用,设计时应予以注意。
全桥由对称T构组成,为了改善悬臂端与路堤的衔接,采用轻型搭板使荷载逐渐过渡。(c)是为了增大中跨跨度而在边跨端部设置专门平衡重的构造形式。果要使桥下各孔跨径相等,也可以从桥台上伸出固端梁来连接((d),但这样使桥台受力不利。
带挂孔的预应力混凝土T形刚构桥属静定结构((e)一(g),其受力特点虽然与钢筋混凝土结构一样,然而由于采用预加应力技术的悬臂法施工,消除了钢筋混凝土结构的缺点,而能充分发挥T形悬臂在运营和施工中受力一致的独特优点。与带铰的1,形刚构桥相比,T构各单元单独作用而在受力和变形方面略差一些,但它受力明确,构造简单,特别是当挂梁与多孔引桥的简支跨尺寸和构造相同时,更能加快全桥施工进度获得经济效益,因此近年来国内外已修建了较多的这类桥梁。
对于带挂梁的T形刚构桥,以偶数的I、构单元与奇数的挂梁配合布置较为简单合理,(e)和。在此情况下刚架两侧恒载是对称的,墩柱中无不平衡的恒载弯矩。一般的多跨桥梁均采用尺寸统一的T构和挂梁,以简化设计和施工。但也可以采用不同的T构悬臂长度和相同的挂梁相配合,以构成中孔跨径较大并向两侧逐孔减小的桥型布置。在此情况下,每一T构两侧的恒载仍是对称的,墩柱中也无不平衡的恒载弯矩。(g)示出桥台上伸出固端悬臂梁的等跨桥型,此时单悬臂梁在恒载和活载用下全靠桥台的重力锚固来保持稳定,这就使桥台的体积增大,构造也复杂。
预应力混凝土T形刚构桥内挂梁的经济长度,一般在跨径的O.22~0.50倍范围闪。主孔跨径大时,取较小比值,并应使挂梁跨径不致超过3 5-40m,以利安装。重庆君正生产的桥梁预制充气内模,是先用氯丁橡胶、天然橡胶与锦纶布复合而成的材料,后用硫化工艺后制成橡胶充气芯模。既有很好的抗胀强度,又有弹性和柔韧性,抗高温并有良好的脱离性能,桥梁预制充气内模同时也具有良好的耐老化,耐磨性能,使用寿命长等特点,取代传统的刚模木模。