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《分阶段施工合成箱梁湿接缝的合理宽度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第3期华侨大学学报(自然科学版)Vol.28No.32007年7月JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience)Jul.2007文章编号:10005013(2007)03030805分阶段施工合成箱梁湿接缝的合理宽度分析121陈朝慰,彭大文,林志平(1福州大学土木工程学院,福建福州350002;2上海应用技术学院土木与建筑工程系,上海200235)摘要:以广东省某分阶段施工合成箱梁桥为工程背景,通过改变翼缘板的宽度,计算预制主梁在张拉预应力时的稳定安全系数、跨中截面上下缘应力控制值,
2、以及吊装就位时的安全系数.结果表明,主梁张拉时的主梁翼缘板宽度应大于1.20m,即相应湿接缝的宽度应小于0.98m;而主梁吊装时,应尽量保持吊绳竖直,相应湿接缝的宽度应小于等于0.98m.最后,通过对试验模型进行张拉并进行有限元分析表明,跨中截面侧向位移和上拱值的有限元计算值均与实测值相接近,分别只有相差9.5%和2.9%.关键词:分阶段施工;箱梁;湿接缝;合理宽度;有限元中图分类号:U448.21+3.01;TU323.302文献标识码:A分阶段施工合成的箱梁结构,是先预制混凝土工字梁,张拉预应力,再将工字梁吊装就位,最后浇筑相邻工字梁间的湿接缝,
3、即通过预制吊装现浇合成的施工方式,把预制的工字梁构成整体的箱梁结[1]构其优点是可以减轻构件的吊装重量、节省工程造价、缩短工期,并使结构具备箱型梁桥良好的受力性能;特别适合斜交角较大,施工吊装能力有限的大中跨径桥梁.然而,对于此类结构,现浇湿接缝的合理设计宽度是一个难题.这是因为当湿接缝设计宽度取值大时(预制主梁的翼缘板宽度减小),吊装重量固然会减轻,但也减少了主梁的有效截面,张拉预应力时,跨中截面的应力有可能超过混凝土的抗压(拉)强度,或者超过工字梁的稳定承载能力,同时,吊装施工时的稳定也可能无法满足要求.当湿接缝宽度取值小时,又会增加主梁吊装重量
4、,失去该类桥梁的施工优点.所以对主梁进行强度和稳定分析,研究其翼缘板的一个合适宽度或湿接缝的合理宽度是很有意义的一项工作.1研究背景本文的研究背景为广东省某一斜箱梁桥工程,该桥为双幅桥,总长593m,桥面单幅宽为17.5m,除第1,4联的40m跨为正交外,其余各跨均为斜交,最大斜交角36.53,最小斜交角27.23该桥采用上述分阶段施工合成箱梁的结构形式设计,结构的主梁截面(a)主梁截面尺寸(b)预应力筋布置尺寸和预应力筋布置如图1所示本文图1预制主梁跨中截面尺寸和钢束布置图(cm)Fig.1Midspansectionofprecast
5、在进行现浇湿接缝合理宽度分析时,假mainbeamandtendonprofile(cm)定只改变翼缘板的上下宽度,分别取为0.98,1.18,1.38,1.58,1.78,1.98,2.18m,通过张拉预应力时和吊装时主梁的稳定分析、跨中截面上下缘应力分析,来确定湿接缝的合理宽度收稿日期:20061102作者简介:陈朝慰(1977),男,博士研究生,主要从事现代桥梁结构的研究;通信作者:彭大文(1949),男,教授,博士生导师,Email:pengdw@sit.edu.cn基金项目:上海应用技术学院引进教授基金资助项目(YJ20
6、0401)第3期陈朝慰,等:分阶段施工合成箱梁湿接缝的合理宽度分析3092预应力张拉的主梁分析2.1基本假定采用大型有限元分析软件ANSYS,对分阶段施工合成箱梁的预制主梁进行稳定分析.分析时先给出以下3个假定.(1)对单根工字梁,不考虑斜交角的影响,按直压杆件进行计算;但考虑预应力钢束偏[2][2]心距的影响.(2)假设由于施工原因,使预应力钢束在横向存在着2cm的误差.(3)计算时,预应力[3]是按等效荷载作用予以考虑.分析中采用具有6个自由度的Beam44梁单元,它支持截面定义功能,使用者可采用截面定义命令(SECTYPE,
7、SECDATE)来定义截面形状,并可在图形用户界面下绘制己定义的截面图形(SECPLOT),以检查截面定义的正确[4]性.图1为主梁的有限元模型(FEM),其翼缘板宽度为1.38m.2.2稳定分析由于预制梁中的平弯钢束N3,N4在整个跨度内呈不图2主梁的有限元模型图Fig.2FEMmodelofmainbeam对称分布,所以在张拉过程中无法平衡,会产生横向分力和侧向弯矩,而梁体刚度较小,会出现侧向弯曲.另外,由于断面尺寸紧凑,减轻了自重,使吊装重量减少,方便了施工;同时也使得梁的整体刚度比较小,对于强大的张拉预应力显得过于纤弱,稳定安全系数偏[4]低
8、,造成梁体侧向的弯曲.施工过程中的各种偏差,特别是钢束位置的施工误
