连续刚构桥预拱度设置余弦分配法初探.pdf

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1、２０１４年第１８期（总第１４７期）江西建材交通工程连续刚构桥预拱度设置余弦分配法初探１２■李俊，李琳■１．昆明市交通工程造价管理局，云南昆明　６５００３４；２．昆明滇池项目管理有限责任公司，云南昆明　６５００３４摘要：通过合理设置连续刚构桥的预拱度可实现桥梁线形平顺美观及提高结合，可认为徐变变形也应有同样的规律。预拱度分配应用二次抛物线构耐久性，结合连续刚构桥结构变形规律和混凝土的长期收缩与徐变等时，边跨预拱度按１／４中跨最大挠度计算，边跨最大挠度在３Ｌ／４处，跨因素的影响，分析二次抛物线的分配方式，提出了余弦分配法合理设置中与Ｌ／４处的预拱度比为３∶４，同简支梁计算成果相近似，与连续

2、刚构预拱度并通过实例加以说明。桥理论计算成果有偏查。关键词：连续刚构桥使用预拱度余弦分配法通过以上分析，有必要寻找一种比抛物线分配方法更合理的使施工预拱度的变化规律与实际的后期徐变变形一致的分配方法。应用曲大跨径桥梁在建成使用后往往容易造成中孔跨中下挠，呈波浪形线余弦分配法设置预拱度的方法比抛物线更合理，因为，曲线余弦分配变化，对桥梁的耐久性、美观性及行车的安全性、舒适性等造成了一定法在各跨顶处的两条线型相靠近、预拱度最大点的切线斜率为“零”，即的影响，究其根本就是预拱度设置不合理。认为线型结构过渡顺畅、平直达到美观的要求。余弦曲线也在Ｌ／４处三种线性指：设计线形、成桥线形、最终线性，

3、两种预拱度指：施工达到预拱度最大数值的一半，同桥梁的有限元计算模型数值相近似，有预拱度、使用预拱度，要区别好两者打概念。合理的施工预拱度范围：利于结构受力。成桥线形＝设计线形＋使用预拱度，在合理设置施工预拱度的前提下，如图１所示成桥后预拱度的分配曲线坐标体系中，中跨成桥余弦合理的使用预拱度范围：最终线形＝设计线形。曲线分配方程合理设置预拱度为：１　预拱度设置方法分析ｆｃｘ２πｘ在连续刚构桥的参数识别后，结构模型基本上能反映实际施工状ｙ＝（１－ｃｏｓ）＋ｆｄ（３）２Ｌ况，施工预拱度基本是为了满足施工过程中结构变形的需要，那么施工式中：ｆｃｘ—成桥跨中预拱度；ｆｄ—墩顶跨径；Ｌ—中跨跨径；

4、预拱度既是桥梁合龙二期铺装完成后结构累积变形的反值。施工预拱通过理论模型计算成果数据的分析论证，可得出经验公式，边跨最度可按下面公式计算：大挠度通常在３Ｌ／８处产生，挠度最大值往往很小，分配同样采用余弦ｆｓｉ＝－(ｆ１ｉ＋ｆ２ｉ＋ｆ３ｉ＋ｆ４ｉ＋ｆ５ｉ＋ｆ６ｉ＋ｆ７ｉ＋ｆ８ｉ)（１）曲线变化便可。式中：ｆ４ｉ—施工预拱度；ｆ１ｉ—本阶段混凝土块件生成后和以２　大跨度桥梁预拱度设置实例采用专用结构分析软件设定马过河大桥模型，桥梁模型共有３６６后各阶段挠度累计值；ｆ２ｉ—本次浇筑梁段及后浇梁段纵向预应力个单元，其中梁单元２５１个，索单元１１５个，３３３个节点。钢束张拉产生的挠度；

5、ｆ３ｉ—斜拉索产生的挠度；ｆ４ｉ—ｉ节段挂篮的图２马过河大桥施工过程中（即截止二期铺装完成）和使用过程中自重与变形；ｆ５ｉ—施工过程中前期收缩及徐变挠度值；ｆ６ｉ—温度影（按１０年的收缩徐变和汽车荷载考虑）的累积变形。根据施工预拱度响；ｆ７ｉ—施工荷载产生的挠度；ｆ８ｉ—结构体系转换后二期恒载挠度。既是桥梁合龙二期铺装完成后结构累积变形的反值的原则。图３即为设置预拱度后，除了要计算施工过程中主梁的前期变形，还要考虑满足施工过程而设置的施工预拱度。主梁后期徐变变形，所以需要设置合理的使用预拱度，汽车荷载和后期混凝土收缩徐变作用是使用预拱度需要重点考虑的方面：ｆｃｉ＝α（ｈ１ｉ＋０．７ｈ

6、２ｉ）（２）式中：ｆｃｉ—使用预拱度；α—经验系数，用以往建成的同类跨径的下挠量类比确定此系数；ｈ１ｉ—１０年的收缩徐变值；ｈ２ｉ—汽车荷载挠度值。图２　大桥施工和后期１０年主梁变形图３　大桥施工预拱度图４为按抛物线分配原则和余弦曲线分配原则两种不同原则下设置使用预拱度与按有限元计算曲线比较的情况，从图４可以看出，按余弦分配原则设置的使用预拱度在墩顶位置没有尖点，且在中跨与实际有限元计算的结果更加相符。图１　成桥后预拱度的分配曲线一般不按式（２）设置使用预拱度，因为目前不论是老化理论、修正老化理论还是规范规定的计算方法都无法正确的估算混凝土徐变的影响，使用预拱度的线形一般没有规律可循，

7、虽然在一段运营期后桥梁的图４　使用预拱度两种曲线分配和图５实际使用预拱度两种分配曲线线形与设计线性会趋于一致，但通常成桥线性都不平顺，所以设置合理有限元计算结果比较成桥预拱度的方法都是在理论计算的基础上，按照以往的经验系数确图５为马过河大桥两种曲线计算的使用预拱度最终结果，在实际定最大跨径跨中的预拱度，再根据设定的曲线分配到全跨。现在桥梁施工过程中按余弦分配的原则设置使用预拱度。按上述公式（１）的原施工中分配成桥预拱度使用二次抛物线分配法，经常