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时间:2018-11-13
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1、大跨度连续梁合拢段劲性骨架设计:随着交通的发展,大跨度连续梁的修建越来越多,连续梁合拢段如何锁定是合龙施工时的关键工序。本文结合湘桂铁路扩改建工程三街漓江铁路双线特大桥实体工程,详细阐述了合拢锁定方案、温度应力计算、劲性骨架设置、劲性骨架容许力计算和锚固钢板的焊缝检算,为大跨度连续梁合拢段劲性骨架设计积累了新的技术资料。 1、工程概况 湘桂铁路扩改建工程设计速度为200km,采用有碴轨道。三街漓江铁路双线特大桥上跨G322国道(交角为230),为(7212872)m三向预应力混凝土连续箱梁桥,该桥采用C55混凝土,为单箱单
2、室变截面直腹板梁,箱梁顶板宽12.2m,底宽6.7m,,梁高纵向按照二次抛物线y=5.5变化,支点梁高10m,边支点及中跨梁高5.5m,全桥分为2个T构,共71个节段施工,节段长度分为3、3.5、4三种,采用三角形挂篮悬臂浇注施工,施工周期为9天。主跨为128m是湘桂铁路永柳段最大的连续梁。 2、合拢锁定方案 (7212872)m连续梁挂篮施工合拢段长均为2.0米,合拢段劲性骨架主要由型钢支撑和梁体预埋件组成。型钢支撑通过锚固钢板焊接在梁体预埋件上。按照设计要求,先合拢边跨,再合拢中跨。(1)边跨合拢。边跨合拢利用挂蓝做为
3、吊架施工,由于边跨现浇段为自由端,因此温度应力对边跨合拢影响很小,用4组I45a工字钢锁定。锁定时可将工字钢一端焊接好,另一端在合拢前在进行焊接,劲性骨架锁定后开始浇筑混凝土并解除边跨支座限位装置,使边跨梁体处于活动状态。(2)中跨合拢。中跨合拢利用挂蓝做为吊架施工,并对两个悬臂端利用水箱进行配重,每端配重为合拢段量体重量的一半即34t。体外劲性骨架采用2I45a,共4组,每组骨架均用钢板焊接连接,组成整体受力。锁定时可将工字钢一端焊接好,另一端在合拢前在进行焊接。同时张拉2N36、2N37钢束,张拉力为400kN。先浇筑合拢
4、段混凝土,待强度达到100%时,再解除临时支座约束。 3、温度应力计算 根据截面上温度应力平衡原理,认为沿梁长的温度分布是均匀的,并忽略断面上局部变化引起的温度分布差异;假定混凝土材料是均质、各向同性的,在未发生裂缝之前,符合弹性变形规律;贝伯努里平面变形假定可以适用;可按单向温度荷载计算,然后叠加,构成双向温度荷载计算。(1)箱梁的纵向温度应力。①板中心的自约束应力计算。=0.174MPa。②沿梁高方向及横向的自约束应力计算。在工程设计计算中,需要求控制温度荷载下的温度应力值。在控制温度荷载情况下,温差分布曲线的最大温差
5、T0和指数a值确定后,可简化为:=0.24**20*3.55*104*[2.234/131.973/420000*(2.75-0.2)-0.135]=0.064MPa,式中:T0为箱梁的温差;=2.234;=1.973;三街漓江特大桥梁高h=5.5m>2m,因此,,,,,,等系数的计算式简化为:,,=0.0181,=0.0376;;,式中T0为沿梁高的温差(0C),取T0=200C;Y为外表面至计算点的距离(m),取0.2;n为截面重心轴距外表面的距离(m),取2.75m;a为温度曲线指数(m-1);A为截面积(m2),A=1
6、3;I为惯性矩(m4),Ix=4.2*105。(2)外约束应力计算。。(3)箱梁总的温差应力为:Mpa。 4、劲性骨架设置 通过模型计算由日照温度变化引起的梁体变形产生的水平摩阻力为4511KN。单个型钢支撑及单个预埋件承受的水平力为1127.75KN。水平摩阻力通过梁体预埋件与锚固钢板间的焊缝传给型钢骨架,然后推动整个梁体移动。由于边跨直线段较短,支架产生的水平摩阻力较小,所以计算控制为跨中合拢段施工工况。劲性骨架具体布置见图1。: 图1劲性骨架具体布置 5、劲性骨架容许力计算 根据现场实际情况,在底板
7、及顶板预埋60*80*2cm的钢板,钢板用六根40*10*2cm的钢带锚固在梁体混凝土上,钢带与钢板焊接牢固,再将2I45a工字钢焊接在钢板上,每组工字钢均用钢板连接成整体,形成临时支撑。型钢支撑采用2I45a,2I45a仅承受轴向力,轴向为4511KN,A=102.40cm2,IX=64480cm4;Pa<[τ]=120MPa,满足要求。经验算预埋钢板焊缝满足要求 7、结语 目前该桥已经全部完成施工,通过实践的检验,该合拢段劲性骨架设计满足施工要求,表明该大跨度连续梁合拢段劲性骨架设计是成功的,为同类桥梁提供了可供借鉴的
8、资料。
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