宽幅预应力混凝土斜拉桥施工阶段剪力滞分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com宽幅预应力混凝土斜拉桥施工阶段剪力滞分析张华兵，郭翠翠71宽幅预应力混凝土斜拉桥施工阶段剪力滞分析张华兵。，郭翠翠(1．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034；2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034)摘要：武汉市金桥为(138+81+41)m的独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主梁采用变宽分离式双边箱截面，最宽处宽49．899m，主跨和边跨分别采用悬臂浇筑和支架浇筑法施工。为了解主梁横截面各位置应力的分布规律，指导该桥施工监控，采用ANS

2、YS建立实体模型，模拟主梁的施工过程，对MB6节段施工过程中各工况下MB2和MB3节段前端截面的顶、底板的剪力滞效应进行分析。结果表明：该桥主梁较宽，剪力滞效应比较明显，其中顶板的剪力滞效应相对于底板更加明显；预应力对截面剪力滞的影响有限，但近塔端越接近预应力作用范围的区域截面剪力滞受到预应力的影响越大；集中荷载对剪力滞效应影响较大。关键词：斜拉桥；预应力混凝土结构；宽主梁；分离式双边箱截面；悬臂浇筑；剪力滞；集中荷载；有限元法中图分类号：U448．27；U441．5文献标志码：A文章编号：1671—7

3、767(2014)03—0071—051引言近5O年来，随着桥梁事业的飞速发展，斜拉桥2工程概况的自重和主梁的弯矩显著减小，跨越能力大幅增加，武汉市金桥为一座跨径布置为(138+81+41)其截面形式也越来越多样化，在扁平箱梁的截面形m的独塔预应力混凝土斜拉桥，主桥长260m，为式基础上，发展出了分离式的边主梁截面_1]。这种墩、塔、梁固结的刚构体系。主梁为预应力混凝土结截面形式的主梁自重小、截面抗弯刚度大，能有效地构，桥塔顺桥向为独柱式、横桥向为A形。全桥共抵抗正、负弯矩，因此，在大跨度预应力混凝土斜

4、拉计2O对斜拉索。金桥结构示意如图1所示。桥中的应用越来越广泛Ⅲ2]。但是对于宽翼缘箱梁，主梁采用分离式双边箱截面，箱梁高3．507m，由于剪切扭转变形的存在，受压翼缘上的压应力随顺桥向每3m设置1道横梁，横桥向设置3道小纵着离梁肋的距离增加而减小，由于存在剪力滞后，其天河机场正应力沿箱梁截面横向分布不均匀“]。在工程上8100，4100常用剪力滞系数来表示剪力滞的影响效应，当≥1时称为“正剪力滞”现象，<1时称之为“负剪力滞”现象]。武汉市金桥的主梁也采用了边主梁截面形式，一且其构造复杂、梁面较宽。施

5、工过程中发现，在主桥1ll1主梁施工至MB6节段时，已施工的近塔端部分截面(a)立面的应力水平差别较大，初步考虑为剪力滞效应的影响，然而这种结构行为无法用初等桥梁理论准确分1日国lIll⋯⋯蚕一8}析。基于此，本文采用ANSYS软件建立该桥实体IllIl1⋯⋯。一一二I．．。．．．．．．，．模型，模拟主梁施工过程，以近塔端的MB2和MB3MB20~MB0I凹一节段的前端截面为研究对象，重点分析了其在MB6注：临0～船2O为节段编号。单位：cm(b)平面节段施工过程中的剪力滞效应，以评估剪力滞对宽幅混凝土

6、分离式边主梁的影响。图1金桥结构示意收稿日期：2013—12—26作者简介：张华兵(1979--)，男，工程师，2003年毕业于兰州铁道学院土木工程专业，工学学士，2007年毕业于华中科技大学道路与桥梁专业，工学硕士(E—mail：xqwzhb@163．com)。学兔兔www.xuetutu.com72世界桥梁2014，42(3)梁。主跨侧主梁采用变宽截面，其中标准截面宽39MB(i+1)节段和MBi号节段，主梁在前锚处受压、m，最宽处截面宽49．899m。主梁横截面如图2后锚处受拉]，前、后锚在作用点

7、位置间隔9m，所示。如图3所示。30．．3900~4989．9．．3O1．5％1．5％485．．665．665．665．665．．485l24545单位：cm图2主梁横截面主跨侧主梁采用后支点挂篮悬臂法施工，主要施工阶段划分如表1所示。表1主要施工阶段划分施工阶段工作内容主梁MB0、MB1号节段施工在MB1号节段安装挂篮图3挂篮前、后锚作用位置浇注MB2号节段混凝土挂篮横向由8片纵梁构成，每片纵梁的自重视张拉MB2号节段纵、横向预应力钢筋为8个集中力作用于主梁(见图4)。张拉2号斜拉索将挂篮前移至MB2

8、号节段循环施工MB3号～MB14号节段图4挂篮自重横桥向作用位置3有限元计算(3)预应力荷载。预应力采用15．2高强度根据平截面假定，首先采用MIDASCivil模拟低松弛钢绞线和JL32mm高强精轧螺纹粗钢筋。全桥整个施工过程，初步掌握整体受力情况，提取相钢绞线锚下控制应力为1340MPa，高强精轧螺纹关的计算结果和边界条件，然后采用ANSYS建立粗钢筋锚下控制应力为707MPa。实体模型，对主要施工阶段进行分析。建立MIDAS(4)斜拉