PC宽幅斜拉桥挂篮变更影响分析.pdf

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1、器桥梁工程BridgeEngineeringPC宽幅斜拉桥挂篮变更影响分析王帅，李源(长安大学公路学院，陕西西安710064)摘要：预应力混凝土宽幅斜拉桥被广泛应用于各跨江河路线，其最主要的施工方法为牵索挂篮悬浇或菱形挂篮悬浇施工。通过对预应力混凝土斜拉桥2种挂篮施工的整体及局部受力和变形分析，得到同样设计参数下不同挂篮施工下的受力差异，可为同类型桥梁的施工方案选择提供借鉴。关键词：斜拉桥；牵索挂篮；菱形挂篮中图分类号：u448．27文献标志码：B文章编号：1009—7767(2017)02—0052—04Influenc

2、eAnalysisofSuspendedBasketDesignChangeofWidePCCableStayedBridgeWangShuai，LiYuan预应力混凝土宽幅斜拉桥被广泛应用于各跨江河路线，其最主要的施工方法为牵索挂篮悬浇或菱形挂篮悬浇施工。牵索挂篮充分利用斜拉索，将待浇节段变为简支梁受力形式，减轻了已有梁段分配到的荷载，从而提高了节段的悬浇长度及承重能力。其不足之处在于悬浇过程中需要分阶段多次调索，工艺复杂。菱形挂篮是利用已有梁段来承受挂篮及待浇梁段的所有施工荷载，施工工艺简单，受力明确，可满足主梁施工一

3、次成形的要求。但其对已有梁段的刚度强度有较高要求，箱梁横隔板要有足够的抗弯剪能力[1】。牵索挂篮施工过程为挂篮就位、斜拉索初张拉并锚固于挂篮、浇筑1／2混凝土并进行第2次张拉、浇筑剩余混凝土、达到设计强度后张拉预应力、斜拉索转移锚固至新梁段并进行第3次张拉。菱形挂篮施工过程为挂篮就位、浇筑混凝土、达到设计强度后张拉预应力、斜拉索张拉并锚固于新梁段。主梁施工选取不同形式挂篮就有不同的施工工序，对主梁受力变形等均会产生不同效应．这些效应对斜拉桥主梁成桥线形及受力安全性有着重要影响【21。实际生产中，因工期或机具受限，施工方或有

4、临时更改施工方案的需求，故笔者对斜拉桥施工过程中挂篮变更的影响予以探讨。1工程概况广东省佛山市顺德区某特大桥主桥为119m+250m+119m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，结构形式为半漂浮结构，塔上设有横向支座及纵向限位挡块。主梁标52啼荭敏木2017No．2(Mar．)V01．35准段采用全预应力混凝土双边箱梁断面结构。横向宽度为36．5m．整体式断面，横隔梁按A类预应力构件设计。主梁边跨现浇段考虑配重(每延米配250kN铁砂混凝土)的需要。采用预应力混凝土单箱三室断面结构。斜拉索采用双索面扇形布置，主塔两侧各分布20对

5、，全桥共80对160根。斜拉索在主梁和塔上的锚固方式均采用混凝土锚垫块的锚固方式。在塔上单端张拉。梁上索距6In，标准节段长6m。主梁施工前，施工方要求将牵索挂篮施工变更为菱形挂篮施工，故对其产生的影响进行以下分析。2线形分析为使主梁线形在成桥10年后达到设计要求的线形，施工时实际立模高程应考虑施工累计下挠、挂篮变形、收缩徐变、温度等作用的影响【3】。采用牵索挂篮旋工时。挂篮变形主要为挂篮质量、混凝土质量、斜拉索索力引起的变形。以及混凝土质量引起的主梁刚性转动附加变形、拉索索力引起的主梁刚性转动附加变形。其中，挂篮质量引起

6、的挂篮变形在组装挂篮时已经完成，施工中不需考虑。由于施工过程中斜拉索在挂篮上张拉，混凝土部分质量由斜拉索承担，承担的大小与挂篮拉索协同变形有关，所以有限元分析计算中必须考虑牵索挂篮的刚度，进而才能得到混凝土浇筑引起的挂篮变形。采用菱形挂篮施工时，挂篮变形主要为挂篮质量、混凝土质量引起的变形以及混凝土质量引起的主梁刚性转动附加变形。斜拉索在梁上张拉锚固。故计算挂篮变形时无需考虑拉索【4】。采用不同的挂篮施工方案．引起的施工累计变形及成桥预拱度也不同。通过不同挂篮施工方案下的计算得出，采用牵索挂篮时最大成桥预拱度为26．4cm

7、，最大施工累计下挠绝对值为32．1cm：采用菱形挂篮时最大成桥预拱度为28．0cm。最大施工累计下挠绝对值为25．2cm。3整体受力分析3．1应力分析由于施工方法由牵索挂篮变为菱形挂篮。两者受力不同。牵索挂篮浇筑混凝土梁时已经挂索并张拉，拉索可以提供一部分压应力，使主梁上缘拉应力不会超限；而菱形挂篮浇筑混凝土梁时，该段梁还没挂索及张拉，该节段在混凝土重力的作用下，使主梁上缘出现较大的拉应力，导致主梁受力不满足条件【5】。选取14号块浇筑后(最大双悬臂)、20号块最大单悬臂、二期铺装3个工况进行比较分析(见图1、2)。图1不

8、同工况下主梁上下缘最大压应力虱2不同工况下主梁上下缘最大拉应力桥梁工程器BridgeEngineering从图1、2可以看出，若直接变更为菱形挂篮施工，主梁最大拉应力为5．6MPa，不满足规范要求。3．2索力分析采用牵索挂篮施工时。每个标准段拉索随施工节段分多次张拉至初张拉力；采用菱形挂篮施工时，每个标