先简支后连续梁体系转换过程应力分析

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1、◎先简支后连续梁体系转换过程应力分析周全[上海崇启通道建设发展有限公司，上海201209]摘要：后连续预应力张拉是先简支后连续结构体系转换的重要工序，不同的张拉顺序对小箱梁的作用也不同，施工过程中往往为了追求功效，随意调整设计要求的施工顺序。通过崇启通道工程(上海段)对四跨先简支后连续小箱梁的两种预应力张拉顺序，用力法解出小箱梁不同的受力状况，得出两种预应力张拉顺序下小箱梁的内应力的差别，说明随意调整施工顺序对结构的内应力存在一定影响。关键词：四跨连续梁；先简支后连续；分段浇筑、分段张拉；一次浇筑、分次张拉1概述受力分析。为简化计算把现浇

2、接头混凝土厚度假设崇明至启东长江公路通道工程(上海段)全长为零，临时支座已拆除。四跨预制的小箱梁在桥墩31．75km，其中的中小桥大部分采用先简支后连续小顶安装就位，再分别在离墩顶1／4L处张拉预应力箱梁结构。小箱梁标准跨径一般分为25m、30m及索，张拉力为Ny。预应力布置位置离小箱梁截面形35rrl，梁高分为1．4m及1．8m，单幅桥梁布置2片边心距离为，见(图1)。因而预应力作用在梁截面形梁及4片中梁，梁宽度为2．3m，横向现浇段宽度为心上的弯矩：0．48m。单幅断面布置为：0．5m(防撞护栏)+M—Ny×(1)15．5m(车行道)

3、+0．5m(防撞护栏)，双幅总宽式中：Ny为预应力张拉力；e为预应力布置位置离小33．5m。简支变连续一般采用3至4跨成一联。以渡箱梁截面形心距离。港桥为例，跨径组合为：4×25m-F4×30rn+3×25m+4×25m+4×251TI。采用先简支后连续小箱梁结构能够使高速公路中的桥梁具有行车舒适的优点。同时，工程中小箱梁数图1四跨连续小箱梁弯矩计算简图量大，预制小箱梁能采用标准构件进行工厂化统一生产和管理，有利于工程质量的保证和缩短施工工期，提需要说明的是，在这里进行四跨连续梁受力分析，高了经济效益。梁的荷载仅考虑预应力张拉的作用，不考

4、虑温度、混凝预制小箱梁安装就位后，开始进行墩顶合龙及体土徐变等其他荷载的作用。系转换工作。一种方法是有选择的分段浇筑接头混凝2．1隔墩浇筑、隔墩张拉施工顺序土并张拉预应力索，分次完成由简支变连续的结构体该施工顺序要求在B墩与D墩处先同时进行预系转换；另一种方法是考虑浇筑混凝土方便，在一联小应力索张拉施工(也可分别施工)，再张拉C墩处预应箱梁架设完成即整体浇筑所有梁端混凝土接头，再分力索。次张拉现浇接头预应力索。两种方法不仅在施工功效当在B墩处进行预应力索张拉施工时，该两跨小上存在差异，且主要是对结构内力产生不同影响。我箱梁已形成二跨连续梁

5、，为一次超静定结构。在预加们可以用力法分别计算两种不同预应力张拉顺序对小力的作用下，支座B必然会产生次反力，从而在梁内产箱梁的作用。生次内力矩此时C墩处的梁体还尚未连接，B墩处施加的预应力对C墩、D墩处的梁体没有影响。反之，2两种预应力张拉顺序的比较在D墩处施加的预应力与B墩处的相同。以四跨连续小箱梁为例，取出单根小箱梁进行取简支梁为基本结构，B支点截面弯矩X为赘余收稿日期：2012-05—08力。用力法解出预加力次力矩及总预矩。如图2所N。．22012上冯么事钰119◎示，a)为AB段、BC段两跨连续梁的预加力初预矩图。b)为AB段、B

6、C段两跨连续梁当赘余力X===1时的单位弯矩与赘余力X的乘积。由对称性可知CD段、CE段两跨连续梁的解的结果与AB段、BC段两跨连续梁相同。见图2a)、b)所示。由次可得：一I△l一(Nye)KL×7)==：(2)根据支点B处的变形协调方程为：l】X1+A1N一0(3)求得赘余力：X一一一一Ne。预加力次力011J矩M：XlM一一N梁内各截面的总预矩为M一Mo+M如图2c)所示。支点B的总预矩为：MN=Mo+Mye+X1M1+X2M2+X3M3图3隔墩浇筑四跨连续小箱梁C墩处预应力张拉时小箱梁力矩图由图3a)、b)、c)、d)中可求得方程

7、组的各系数和自由项：ⅣyeⅣye一zz一s。一面／,L；b一一。。一。一0一l(nyeX鲁×吉)一N一Nye一11N,一e(4)A2N—z(NL7)一U厶J将其代人方程组：图2隔墩浇筑四跨连续小箱梁B墩处预应力张拉时小箱梁力矩图x+南x+o+一。当在C墩处施加预应力，此时四跨小箱梁已成为丽Lx+x+耐Lx。。+一o三次超静定结构的连续梁，见图3。在预加力作用下因有B墩、D墩处的多余约束的存在，从而在梁内产生0+南x+面2Lx。+一。次内力矩。解得：取简支梁为基本结构，赘余力x、X、x。分别为B支点、C支点、D支点的截面弯矩。图3a)为三跨

8、连Xa一盖IX2—812Nx。一续梁在C墩张拉预应力的初预距图。图3b)、c)、d)为在C支点单独张拉预应力时，梁内的次力矩M赘余力x、X、X。分别为单位力等于1时与赘余力一X+x+x。见图3