顶推施工中波形钢腹板PC组合梁临时预应力钢束的合理设置

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1、2016年03月第03期城市道桥与防洪管理施工93DOh10．16799／j．enki．csdqyfh．2016．03．028顶推施工中波形钢腹板Pc组合梁临时预应力钢束的合理设置成子桥，吕贵宾，赵振东(1．中电建路桥集团有限公司，北京市100048；2．中电建路桥集团有限公司华中分公司，河南郑州450000)摘要：为了分析波形钢腹板Pc组合梁在桥梁顶推施工过程中临时预应力钢束的对结构受力的影响，确保桥梁在顶推施工过程混凝土结构不发生破坏，以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板Pc组合梁为例，采用板壳实体模型详细模拟了波形腹板组合箱梁的结构和具体的体内、体外预应力，

2、计算了分析了顶推施工最不利工况下临时预应力钢束的合理位置设置、预应力大小和钢束数量对组合梁受力的影响情况，提出确保梁体结构安全的临时预应力钢束的合理设置方法，可为同类结构设计施工提供参考。关键词：顶推施工；波形钢腹板；组合梁；临时预应力中图分类号：TU312文献标志码：B文章编号：1009—7716(2016)03—0093—060引言1工程背景顶推施工是在沿桥纵轴方向的端部设置预制陇海路快速通道位于郑州城区的西南处，西场地，制作一定长度上部结构节段梁体，然后通过侧起始于四海大道东侧高架落地处，东侧与陇海水平千斤顶施加推力，将梁体向前顶推出预制场路跨南水北调桥顺接，主要跨越临

3、湖路、贾峪河、地，之后继续在预制场进行下一节段梁的预制，循常庄干渠等，全长2．093km。其中常庄干渠段桥梁环操作直至施工完成的一种施工方法『11。这种施工分三幅布置，分别为南北侧辅道桥和主线高架桥。方法在钢桥中应用较多，而波形钢腹板组合梁使主线高架范围全长940in，共分为两联，跨径布置为用这种方法施工的实例较少，国外有日本的岛崎(9X50m)+(9X50m+40m)，占线路总长的45％。川桥I21，国内有郑州市陇海路快速通道和吉安市深主线高架上部结构采用等高度波形钢腹板混圳大桥[3l。波形钢腹板组合梁一般会配置体内预应凝土箱梁结构，两幅之间断开。单幅断面采用单箱力束和永久

4、体外预应力束，其中体内预应力束和单室斜腹板截面，截面尺寸见图1。波形钢腹板采用永久体外预应力束一般是依据成桥后的受力状态BCSW1600型，钢板厚度采用t=16mm和t=20mm确定，而在顶推施工中桥梁的每个断面都要承受两种。钢翼缘板除导梁段翼缘钢板厚20mm外，其正负弯矩交替作用，这时体内预应力束和永久体余一般节段翼缘钢板采用16mm，与混凝土顶板外束对结构作用发生改变，需要额外配制临时体采用Twin—PBL方式连接，与混凝土底板采用栓钉外预应力钢束保证结构受力安全【4J。如何布置临时连接，主梁永久预应力采用体内、体外预应力混合体外预应力才能使顶推过程中结构的受力达到最配置

5、方式。主梁顶、底板采用C60高强度混凝土，优是一个需要详细研究的问题。本文通过对陇海钢腹板采用Q345qC钢材。路快速通道波形钢腹板组合梁的顶推施工过程进行有限元建模分析，研究了临时体外预应力束位置变化、张拉力和数量变化对波形钢腹板组合梁=粤l__=受力的影响，得到了合理临时束布置数量，得到的电尘线结论可为同类结构的设计施工提供参考。收稿日期：2015—11-24’作者简介：成子桥(1972-)，男，河南郑州人，教授级高级工程图1箱梁截面尺寸(单位：mm)师，从事路桥方向研究工作。2016年03月第03期城市道桥与防洪管理施工95本文仅针对施工阶段组合梁的受力性能进行根据得到

6、的计算结果，分别提取了顶板混凝分析，所以仅考虑自重和与预应力的效应。与成桥土位置2(见图1)处沿纵桥向的应力分布(见图7状态相比，导梁前端经过YP7墩后悬出11．4m时(a))、底板位置2处沿纵桥向的应力分布(见图7(见图5)为顶推过程中的最不利状态，所以选取此(c))、YP5墩顶截面顶板沿横桥向的应力分布(见状态为有限元分析的计算工况。图7(b))和YP4墩YP5墩之间跨中截面底板沿横桥向的应力分布(见图7(d))。由图7可以看出，h变化不影响整体受力规律，对局部位置的应力影响较大，h越小，体外预应图5计算工况力在支座顶板产生的压应力越大，在跨中底板产2．2临时体外预束在支

7、点锚固位置的影响生的压应力也越大，h每减小0．1m，在支点顶板约为了分析临时体外预应力线形对顶推过程组多产生0．03MPa的压应力，在跨中底板约多产生合梁受力的影响，现仅考虑临时体外预应力单独0．015MPa的压应力。作用的效应，变化临时体外预应力的在支点位置提取了图1顶板位置2侧波形钢腹板中部的的高度h(见图6)，分别取hl=1．1ITI，h2=1．2in，h3=剪应力(见图8(a))、整个组合梁的挠度(见图81．3m，h4=1．4m和hs=1．5m进行计算，临时体外预(c))和二者的增量随h变化的变