刚构桥竖向强制合龙附加压重的确定.pdf

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1、72低温建筑技术2015年第1期(总第199期)DOI：10．13905／j．cnki．awjz．2015．01．025刚构桥竖向强制合龙附加压重的确定邓增轩，宁贵霞，吴志和(1．兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室。兰州730070；2．兰州交通大学土木工程学院。兰州730070)【摘要】在连续刚构桥悬臂施工中，由于受环境及施工技术等因素的影响，导致合龙前两个悬臂端不可避免地出现或大或小的相对高差，必要时需要采取强制措施进行合龙。本文从三跨连续刚构桥的施工过程出发，在小变形假定的基础上，根据力学原理推导出中跨竖向强制合龙时施加于偏高悬臂端的附加

2、压重的计算公式。以三跨连续刚构为例，将该公式计算的压重大小和有限元数值模拟分析值与结构力学分析器求解结果进行比较，吻合较好。验证了公式推导的正确性和有限元计算模型建立的合理性。【关键词】三跨连续刚构桥；悬臂施工；竖向强制合龙；附加压重【中图分类号】TU311．41【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)01—0072—03连续刚构桥是一种介于连续梁桥和T型刚构桥F，则结构在合拢前计算图示如图1所示。之间的桥型。由于其具备超越连续梁桥跨越能力，是T。．．h上近年来使用较多桥型之一。悬臂施工是连续刚构桥⑤⑥⑧常用施工方法，其工艺流程：①由墩顶

3、开始施工墩顶梁端，然后采用平衡悬臂施工法向两边逐节段施工，形成一T字形双悬臂结构；②进行边跨合龙完成体系转换；③进行中跨合龙形成最终结构体系n。】。其中L1L。合龙段的施工是悬臂浇筑技术非常重要的工序之一。由于施工中挂篮的变形、测量误差、预应力损失、图1合拢前的计算图示风荷载、环境温度、构件材质和力学性能参数变化等因素的影响最终可能导致在合龙时出现不同程度(2)附加压重的确定。为确定附加压重的大的误差。实际工程施工中，在中跨合龙前通常将两端小，对三跨连续刚构中跨合龙存在竖向合龙误差时的向两侧顶推，并于悬臂端施加合龙段一半的配重，同结构进行简化】，取计算模型

4、左半部分进行分析。其时将其两侧加以刚性连接，再通过张拉临时预应力束施加附加压重的力学图式和基本体系如图2所示。等一系列的辅助措施使得两悬臂端处于同一标高。当结构处于小变形的前提下，其构件表现为弹性当出现竖向合龙误差时，除了进行正常的合龙程序变形特征，则在下面的公式推导中可以采用结构力学外，还要在较高一侧的悬臂端采取附加压重的措施进的基本方法进行求解。建立其力法典型方程为：行强制合龙，并在浇筑混凝土的同时还要将相应配重。X。+△。=0(1)，I3izL进行对称卸载，而附加压重在合龙段混凝土强度达到其中，6·t=丽,1+要求后方可卸除，以此保证主梁成桥线形。本

5、文以三跨连续刚构桥为工程背景，通过对悬臂=施工中竖向采取强制合龙状态的结构分析，推导出附加压重确定的计算公式，通过与结构力学分析器和等求解得：高桥墩三跨连续刚构桥的有限元模拟分析结果的比一=一。一2E+6E较，验证公式推导的正确性和有限元模型的合理性。。。。，。酗。1强制合龙力学原理叠加后得到附加压重产生的弯矩：对于三跨连续刚构桥来说，如果在中跨合龙前悬MA=1Xl+MP(3)臂端产生一定的偏差，施加压重后则会在成桥后的结由图乘法可求得悬臂端的竖向变形△：构体系中产生次内力，下面对其原理进行分析。⋯+㈩(1)力学计算模型。取等截面主梁、等截面桥墩的三跨连续

6、刚构，设中跨合龙前悬臂端产生的相对则强制合龙时偏高悬臂端一侧所需要施加的附高差为△，合龙前在偏高一侧的悬臂端施加附加压重加压重为：邓增轩等：刚构桥竖向强制合龙附加压重的确定73由公式(5)看出：附加压重与材料的强度等级、主+㈣梁跨径与墩高、结构的截面尺寸、合龙段的长度及合式中，d为合龙段长度，1。、1为边、中跨跨径，^。为龙误差均有关。与合龙误差成正比，合龙误差越大附偏高侧主墩墩高，E。E：I2分别为主梁和墩的刚度。加压重也越大；主梁和墩的刚度越大，附加压重越大。(12-d)12＼f2—由，2(a)力学图式0o)基本体系(c)面图2附加压重确定的计算图式2

7、数值模拟和有限元模型的合理性。结合上述的推导，下面选用一座等高主墩的连续2．1几何模型刚构进行数值模拟分析，将其结果分别与上述原理得该桥为一座(18+32+l8)m混凝土三跨混凝土到的计算公式的计算结果和清华大学结构力学计算连续刚构桥，墩高15m，梁体与桥墩均为等截面，主跨器得出的结果进行比较，用以验证计算公式的正确性合龙段长2m。其结构形式及尺寸如图3所示。(a)总体布置主粱截面(c)墩截面图3分析结构的几何模型(单位：cm)2．2有限元模型墩与梁连接，模拟实际的刚构桥的墩梁固结。采用Midascivil结构分析软件建立前述结构的有(3)材料及参数。分析

8、结构材料箱梁采用C50限元模型，对于其悬臂施工中中跨竖向强制合龙过