V墩连续刚构桥墩底顶推合龙的数值模拟及控制标准

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1、2014年10月第10期城市道桥与防洪管理施工141V墩连续刚构桥墩底顶推合龙的数值模拟及控制标准陈立生，石雪飞，阮欣，王洪新，朱荣。(1．上海城建市政工程(集团)有限公司，上海市200065；2．同济大学，上海市200092)摘要：针对轨道交通16号线泐马河大桥采用的墩底顶推合龙的施工工艺，研究了相应的施工控制方法及控制标准。这种施工方法有利于增加中跨主梁截面下缘压应力储备，改善在混凝土收缩、徐变及温度作用下的结构长期性能。基于数值模拟，分析计算了结构在顶推作用下的结构特性和控制方法，并确定相应的控制指标、控制原则以及控制标准。关键词：v形墩刚构桥；合龙顶推；数值模拟；控制标准中图分类

2、号：U445文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)10—0141—03论梁高7．215m，高跨比1：20．1；跨中梁高3．0m，O引言高跨比1：48-3；梁底曲线采用圆曲线。总体布置见预应力混凝土V形墩连续刚构桥具有外形轻图1。盈美观、结构刚度大、造价经济等特点，近年来被该桥为城市轨道交通桥梁，跨越一条三级内河广泛地应用于铁路、公路及城市桥梁中【”。通常，在航道，在此桥位上现有一条双向8车道城市主干连续刚构桥中跨合龙时，在跨中合龙段施加水平道公路桥梁，分为左右两幅，中间留有净距仅为顶推力，以此来抵消环境温度变化和后期混凝土5m，横断面布置见图2。由于桥位净宽狭小，设计收缩

3、徐变使梁体发生纵向伸缩、挠曲和主墩偏位底板厚度仅为4．5m，底板预应力钢束布置困难，的不利影I~J[2]。成桥后在活载作用下，主跨跨中底板压应力储备本文所涉及的某V形墩连续刚构桥，主跨不足。为了解决此问题，设计采用中跨合龙后墩底145m，属于大跨径桥梁。该桥的合龙施工工艺与向相顶推的施工方法。此外，该合龙方式还能部分传统的刚构桥不同，先在墩底设置临时可滑动的抵消由于预应力张拉和成桥后混凝土收缩徐变在铰支座，采用先中跨后边跨合龙的合龙方式。在中主梁中跨产生的次内力，起到改善结构应力状态跨合龙后，于V形墩墩底施加水平对顶力，这样相的效果。然而，墩底顶推产生的附加弯矩使得主梁当于对中跨施加了一

4、个很强大的预应力，从而消线形和内力状态变化剧烈，从而增加了施工控制除了施工过程中在墩底产生的水平反力和预应力的难度。产生的次内力，并提供跨中主梁预压力和一定的2墩底顶推计算结果及分析反拱度。这种合龙方式的设计理念、施工工艺、控制方法和措施在国内、外都是首次尝试。2．1有限元计算模型与此同时，桥梁结构的线形在墩底顶推力的利用桥梁博士计算软件，采用平面梁单元，按作用下会引起较大的变化，需要深入的考虑施工照施工顺序分阶段建立桥梁计算模型。该桥设计过程中的结构及施工设备等带来的不确定性，才的施工合龙方案为：先中跨合龙，再在墩底施加水能实现对顶推过程的精准控制，确保全桥顺利合平对顶力并张拉中跨合龙

5、预应力钢束、墩底固结，龙和轨道交通桥梁对线形的高标准要求。完成体系转换，使之成为稳定的双悬臂连续刚构桥；然后再边跨合龙，最终形成三跨连续刚构桥1工程概况梁。根据设计合龙方案将顶推合龙施工过程共分5轨道交通16号线泐马河大桥为87．5m+145m+个施工阶段，主梁沿纵桥向分107个单元；两个主87．5m的V形墩预应力混凝土变截面三跨连续刚墩分26个单元，只考虑纵向预应力筋的作用，线构桥，截面形式为单箱单室。梁顶与斜腿中心线相形按照实际的设计线形布置。边界条件：墩底固交的理论跨径为60．383m+18．117m+126．883m-I-结，两边跨端部设置竖向支承，计算模型见图3。18．117m

6、+60．383m；斜腿中心线与梁底交点处理2．2计算结果及分析墩底合龙顶推的控制指标主要有墩底水平位收稿日期：2014—09—04作者简介：陈立生(1963一)，男，福建莆田人，教授级高级工程移、中跨跨中挠度、边跨悬臂端部挠度和顶推力四师，总工程师，从事市政工程施工管理工作。项。根据现场支座纵桥向的允许位移量100mm来2014年l0月第1O期城市道桥与防洪管理施工143计算及制定合理的施工控制方案尤为重要。平位移为基本控制指标，保证结构安全的前提下，3．1施工控制方法以全桥顺利合龙为最终控制目标，在保证结构安该桥的合龙顶推施工控制基本流程与采用悬全的情况下，尽量使墩底顶推位移达到限值。

7、臂施方法的桥梁基本相同，是一个施工_+测量在明确合龙顶推施工控制的原则以后，根据识别修正(调整)一预告施工的循环过程【，其控制目标，制定相应的控制流程与方法。各控制指实质就是使施工按照预定的理想状态(主要是施标误差容忍范围见表2。工标高)顺利推进。而实际上不论是理论分析得表2各控制指标误差容忍范围到的理想状态，还是实际施工，都存在误差。所以，施工控制的核心就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构的未来状态做出预测。与主梁悬臂施工不