大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监测仿真分析

《大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监测仿真分析》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、万方数据第10卷第29期2010年10月167l～1815(2010)29—7190-06科学技术与工程scienceTechnologyandEngineeringV01．10No．29OcL20lO@20losci．Tech．En印昏大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监测仿真分析张志林袁俊桃王卫锋(华南理工大学土木与交通学院，广州510641)摘要通过在施工现场进行参数识别的方法对东江南特大桥的结构计算参数取值，并进行该特大桥的施工阶段仿真计算分析。通过对重要结构参数的灵敏度分析得出混凝土容重，混凝土弹性模量、混凝土的

2、收缩徐变作用和预应力管道摩阻系数对大跨度桥梁的预拱度和应力有较大影响。通过符合实际施工过程的仿真计算，为鉴定大桥施工现场监测数据的真伪提供可靠的保证。关键词仿真分析灵敏度分析预拱度应力中图法分类号u446．2；文献标志码A悬臂施工方法使大跨度预应力混凝土桥的跨度大增，同时悬臂施工中的不安全因素也随之增加。为了避免施工阶段应力和线形失控带来安全事故和经济损失，需要对桥梁施工进行全过程的实测监控和仿真分析，对施工的线形和应力测试也提出了更高的要求⋯。而对桥梁在施工阶段的每一个工况进行详细精准的仿真计算分析，得出变形和应力的计

3、算值，以指导施工监控的现场测试，是大跨度桥梁施工监测控制的基本内容之一。本人所在工作组近年来承担了多座大跨度斜拉桥，拱桥和预应力混凝土连续刚构和连续梁桥的施工监测与控制，通过已建成的大桥来看，线形和应力控制得比较理想。本文结合东江南特大桥的施工监测工程实践，对大跨度预应力混凝土连续刚构桥的施工监测仿真分析方法进行了探讨。l工程背景东江南特大桥是东莞麻涌至长安高速公路(广20lO年7月28日收到第一作者简介：张志林(1984一)，男。湖北黄冈人，硕士研究生，研究方向：桥梁结构分析与施工监控。深沿江高速公路东莞段)上位于沙田

4、镇的一座特大型预应力混凝土连续刚构桥。大桥主桥跨径为146m+256m+146m。大桥主梁采用C60混凝土，半幅桥宽19．85m，单箱双室断面，其中箱底宽12．85m，两侧悬臂翼缘板宽3．5m；箱梁根部梁高15．5m，跨中及端头梁高5．20m，箱梁梁高采用1．6次抛物线变化。箱梁的腹板、底板和顶板厚度都采用渐变变化。主桥箱梁采用三向预应力体系，纵向和横向预应力钢束均采用钢绞线，腹板竖向预应力钢筋采用精轧螺纹钢筋。大桥立面图见图1。14垒嫂Z5§娅14壶QQ图l东江南特大桥立面图(cm)在连续刚构桥中，东江南特大桥跨度较大

5、，施工周期较长，施工过程复杂，技术难度相对较大，为了保证桥梁施工质量与安全，使工程能顺利进行，在施工过程中进行施工监控是必要的。为使结构在建成时达到设计的线形和内力状态，对大桥主桥在施工前进行施工阶段仿真分析，得到预拱度、挠度和应力的理论值，以指导现场监测，是十分重要的工作。万方数据29期张志林，等：大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监测仿真分析2大桥仿真分析过程2．1结构计算参数的选取结构计算参数的选取是否接近真实值，直接关系到施工阶段仿真分析计算结果的精确性，也影响到对现场测试结果是否可信的判断。因此，这一项工作很重要

6、。进行特大桥梁仿真计算时，选取结构计算参数的原则是：各项计算参数的选取尽量和施工实际相符合。对于预应力混凝土梁桥，主要计算参数有混凝土的强度等级、混凝土的收缩徐变系数、混凝土的容重和弹性模量、预应力孔道摩阻系数、预应力荷载、挂蓝重及温度梯度荷载等。在上述参数中，对于对结构影响比较大的参数如预应力孔道摩阻系数和挂蓝重、混凝土容重和弹性模量等一定要在现场实测的基础上进行取值，挂蓝的弹性变形量要通过挂蓝预压试验确定，温度场对挠度和应力的影响也要通过温度场试验确定。此次仿真分析对于主要结构计算参数，取现场试验实测值；对于非主要计

7、算参数则依照设计图纸规定，参照桥涵设计规范取值。主梁采用c60混凝土，识别出容重为26．5kN／m3，弹性模量为3．65×104MPa，线膨胀系数a=1x10～，混凝土材料的收缩徐变系数按规范规定取值。预应力钢筋采用高强度低松弛预应力钢绞线，标准强度．允=1860MPa，弹性模量E。=1．95×105MPa，单丝直径5．0mm，单股直径公称为15．2mm，单股面积A。=1．39cm2。预应力孔道摩阻系数结合设计值与现场摩阻试验结果，取肛=0．2，后=0．003。考虑广东常年气候湿润，雨量充沛，旌工环境按野外一般条件湿度考

8、虑。温差按整体升、降温25．0℃考虑，并计人顶板梯度升温、梯度降温影响。2．2建立施工阶段仿真分析的模型为了达到施工控制的目标，必须首先通过计算确定桥梁结构施工过程中每个阶段受力和变形的理想状态，据此控制施工中每个阶段的结构行为，使其最终线形和受力状态满足设计要求【2】。2．2．1施工阶段划分本桥采用悬臂浇筑法施工，