斜交弯梁桥施工控制关键问题的计算分析.pdf

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1、132管理施工城市道桥与防洪2011年5月第5期斜交弯梁桥施工控制关键问题的计算分析彭洪，张或2,3，马佳铮(1．中国市政工程西南设计研究院，四川成都610081；2．兰州交通大学，甘肃兰州730070；3．北京交通大学，北京100000；4．兰州大学，甘肃兰州730070)摘要：该文采用结构有限元计算方法，以一座斜交弯梁桥为工程背景，利用ANSYS软件建立该桥计算模型。运用参数变异法，计算和分析在恒载和预应力作用下斜交弯梁桥主要施工阶段的内力和线性控制技术。接着，介绍斜弯梁的桥施工方法，并对比分析其变化的规律及成因。其成果可供工程没计和施工部门参考和借鉴。关键词：施工控制；斜交弯梁桥

2、；空间分析中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1009—7716(2011)05—0132—040前言1斜弯桥施工控制内容我国国民经济持续稳定的增长和综合国力的对采用悬臂灌筑施工且跨度较大的斜弯桥而增强，带动了高等级公路及城市立体交通的全面言，在设计计算、施工工艺和施工监控方面可以借发展。甘肃省目前桥梁上部结构均选用装配式，便鉴的资料很少；另一方面此类桥施工难度大，技术于集中预制，缩短工期，以钢筋混凝土、预应力混含量高，有极高的科研价值。本着这个宗旨，一般凝土空心板为主，大桥布设多为连续空心板，能够将桥梁施工监控的目标归为下述四个方面。保证全桥的整体稳定性及行车的舒适性；中桥布

3、1．1线形控制设多为简支板桥面及连续，构造简单，施工方便，线形控制的最终目的是既要保证合龙精度，或采用钢筋混凝土T型梁；小桥布设根据河沟的又要控制成桥线形——桥梁中线位于规定的平面实际流量，采用标准跨径布设。下部结构多采用圆曲线上，桥面标高位于规定的纵坡上，桥面横坡满柱式桥墩及钻孑L灌注桩基础，肋式桥台及扩大基足预期的外侧超高要求，至少不出现负超高。础，有利于保证下部结构的安全性和稳定性。自上1．2内力监测世纪80年代以后，斜弯桥建设进入了实质性的高通过采用性能良好的测量元件和可靠可行测潮。公路城市建设部门一改过去路线走向服从桥试手段，即可实施对主梁内力变化情况的适时监梁的思维方式1，

4、使得斜弯结构的桥梁在构造物测。这样，不仅可以清晰地显示出不同阶段关键部中的比重越来越大，尤其是高等公路的斜梁桥有位的内力变化情况，更主要的是能对施加预应力很大的数量，由于斜交弯梁桥有着与直梁桥不同的效果及混凝土的抗裂性进行直接监测。的力学特性、几何特性和构造特点等，在施工过程1．3解决一些设计、施工中的疑难问题中应结合具体情况采用相适应的施工方法，在斜通过实测内力与设计计算结果的对比分析，交弯梁桥的施工过程中，施工控制问题对桥梁的可以验证设计理论中某些假定及处理方法(如某各阶段施工有着较大的影响，这就为工程部门提些参数的取值)的正确性和可靠性。为解决一些设出了许多新的难题。目前设计部门

5、采用通用结构计、施工中的疑难问题提供科学依据。程序分析斜弯桥结构的内力，同时通用程序并不1．4积累科研资料能有效地解决边界条件问题，动态加载也难以实为今后预应力混凝土斜弯梁桥的设计、施工，现。故对斜弯桥诸多问题如设计理论与方法、力学甚至《桥涵设计规范》的修改积累宝贵的第一手行为、构造特点、施工技术等的解决就显得非常紧资料。迫、重要。因此，本文提出了一种适用于薄壁斜弯2斜交弯梁桥的建模】梁桥空间力学分析的板单元有限元法。对斜交弯梁桥的关键施工阶段给予模拟，在内力和线性该项计算以实际工程为依托，从中提取相关控制技术上进行计算并加以分析，以供工程设计数据进行对比分析。和施工部门参考和借鉴。鉴

6、于模型本身的特点，以及分析侧重点不同，有限元分析采用板单元模型进行计算分析。收稿日期：2010—10—18作者简介：彭洪(1980一)，男，甘肃人，工程帅，从事桥梁和道以某三跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥为原路工程设计研究工作。型，材料参数如表1所列并加入斜交梁段进行有2011年5月第5期城市道桥与防洪管t!l!N-r133限元建模计算。上部结构为44m+72m+44113，共160m连续刚构斜交弯箱梁，墩高30m，曲率半径450II1，斜交角分别取45。。a．主梁板单元模型俯视图表1材料参数表b主粱板单元模型轴侧网板单元模型采用有限元分析程序ANSYS中图2全桥模型的shel163，l

7、ink8和solid45模拟。Shell63为弹性三维板单元，有弯曲和薄膜两种功能，每个节点有臂施工(包括悬臂灌注，简称悬灌和悬臂拼装，简六个自由度。Link8为三维杆单元，不能承受弯矩，称悬拼)El益普及。但是，由于结构受力体系的不每个节点有三个平动自由度，通过赋予初应变施断变化及混凝土徐变等复杂素的影响，施工过加结构预应力。Solid45用来模拟墩。模型建立采程中结构的线型控制一直是工程界十分关注的用圆柱坐标系，坐标原点位于桥梁轴线中心处，