Y型刚构—连续组合梁桥合龙阶段受力分析及顶推力的应用

Y型刚构连续组合梁桥合龙阶段受力分析及顶推力的应用
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要:Y型刚构连续组合梁桥是刚构-美工刀片连续桥的一种,该类桥在施工中主要采用悬臂浇注法施工,本文以具体工程为例探讨了该类型桥在施工过程中合龙顺序对桥梁结构受力的影响,并探讨了顶推力在合龙施工中的具体应用,供技术人员在工程中借鉴。
关键词:Y型刚构-连续组合梁;合龙顺序;受力分析; 顶推力研究
近年来,国内外在自架设体系T型刚构桥的基础上,相继修建了许多预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥,这两种桥具有跨越能力大、结构受力合理、车辆行驶平顺、施工方便和养护费用低等优点,已成为大跨度桥梁建设中不可缺少的桥型。这种桥一般采用的施工方法是:先在其各主墩上按“T用挂篮分段对称悬臂浇筑,然后在落地浇注段上现浇边跨段,最后在吊架上完成现浇跨中合龙段,整个桥段桥按对称悬臂浇筑边跨合龙中跨合龙顺序进行施工。合龙段的施工顺序是影响该类梁桥施工的重要环节,合龙段压重、合龙温度、预拱度、边跨现浇段、边跨合龙段和跨中下挠控制都影响着该类桥梁的施工质量。下面就以鹭鸶湾大桥为例对Y型刚构-连续箱梁桥的合龙技术进行研究。
1 工程背景
鹭鸶湾大桥是张家界西溪坪永定大道上的一座桥梁,位于张家界市城东澧水干流之上,是东接张家界市城区永定大道及常张高速公路、西接张家界城市中心的重要通道。既有鹭鸶湾大桥已运营约10a,桥面破损严重,存在较多病害,所以经多方案比选后决定对原大桥进行拆除重建。 重建桥梁起点里程为K6+099.92,终点里程为K6+525.08,桥梁宽33m,全桥长425.16m,桥梁位于直线上。桥梁采用(38+61+71+81+71+61+38m预应力混凝土Y型刚构-连续组合箱梁,桥宽采用33m,分左右两幅设置,最大纵坡采用4.64%
根据《预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南》的有关规定,连续刚构桥的边跨现浇段、边跨合龙段和中跨合龙段是合龙段浇注的3个关键施工工序,应按照以下原则进行:3个工序的全过程均应在结构处于稳定变形条件下进行;同时3个工序的全过程均应在结构处于平衡状态下进行。这样做的目的是为了保证结构在施工阶段避免受到不平衡荷载的不利影响。因此,该桥在合龙方案选择时考虑了合龙顺序对桥梁的影响,针对不同合龙顺序进行了比选分析。
2 合龙顺序对内力变形影响分析
结合本桥的实际情况,对合龙的顺序采用先边跨后中跨及先中跨后边跨两种不同的合龙方三爪拉马
式进行模拟分析,对两种合龙方式下的内力及变形情况进行比较,考虑到结构的对称性,文中只给出一半单元的计算结果。
2.1 先边跨后中跨结构受力情况(见图14
2.2 先中跨后边跨结构受力情况(见图58
2.3 优化比选结果
上述计算结果表明:两种合龙方式对于无线图像传输Y构区域的最大负弯矩的影响很小,对于边跨、次边跨、次中跨的弯矩值先边后中的方式比先中后边小15%左右,剪力则相差很小。
上下缘的应力计算表明:采用先边后中的方式比先中后边压应力小0.3MPa,说明先中后边的方式对于箱梁的应力储备较为有力。
采用先边跨后中跨的主要目的是减小结构中的温度应力和容易控制合龙过程中的变形。合龙段施工之前,每个T构的悬臂箱梁是静定结构,只因温度产生变形,不产生应力。先中跨后边跨形成型结构,中跨各个梁段的混凝土会因温度作用产生应力,此时除中跨合龙
段外,其余各梁段混凝土均已达到设计强度,且施加了预应力,因而能承受温度应力。而合龙段混凝土在未达到强度前不能承受温度应力,需采取措施使它不受力,如可采取临时束、体外支撑、选择合理的灌注时间、采取添加U微型膨胀剂及降温等措施达到预期的目的。
采用上述两种方式,内力的影响主要体现在弯矩的差异(15%左右),对其余指标的影响较小,两者的各项指标均能满足现行规范的要求,考虑到采用先中后边的方式有利于挂篮的周期运作,可以较快的将合龙撤除的挂篮用于其余阶段施工,节省工程造价,且由于Y构合龙后形成稳定体系,可以减少临时支承体系的多次转换过程,在设计时最终采用先中后边的方式处理。
此外,合龙段压重、合龙温度、预拱度、边跨现浇段、边跨合龙段和跨中下挠控制都影响着该类桥梁的施工质量。按规定,合龙前应在两端悬臂顶加压重,并对浇注混凝土过程中同步卸载,使悬臂挠度保持稳定。合龙在1d中最低气温且温度恒定时完成,跨中要设置适中的预拱度值,且预拱度的设置宜大不宜小。边跨现浇段混凝土一般在落地满堂式支架上分两端浇注;先浇注靠近墩(桥台)梁段,再浇注靠近悬臂段2m的梁段。
3 合龙段顶推力大小的优化
沥青拌合站筛网Y型刚构-甜菜安宁连续组合梁桥因后期上部结构混凝土收缩与徐变作用,使两墩之间主梁沿桥面方向伸缩,墩顶与墩底产生较大的弯矩,且墩顶向跨中方向产生的位移。再考虑温度作用,多种效应组合下主墩的受力及其变位将加剧,对墩身会造成不利影响。为解决这一问题,我们做了大量的分析与计算,通过计算分析可知,在桥梁进行中跨合龙前对中跨主梁悬臂端施加一个水平推力,让主墩墩顶预先向两侧产生一定的偏移,产生与混凝土收缩、徐变相反的弯矩,可以有效减少成桥后混凝土收缩、徐变的永久内力及变位影响,减小永久作用与温度作用组合的不利效应,从而改善墩身及主梁的受力及变位。
合龙温度及后期混凝土的收缩徐变是主墩产生纵向偏位的主要因素,下面就从这两个方面进行分析研究。
3.1 合龙温度引起的墩顶水平位移计算
采用悬臂浇筑法进行Y型刚构-连续组合梁桥合龙施工中,合龙温度是影响合龙段施工质量甚至整个桥梁结构体系受力的重要因素。理论和实践研究证明:对于超静定结构的大跨度
预应力混凝土箱形梁桥,温度应力可以达到甚至超过活载应力,从而造成预应力混凝土桥梁产生温度裂缝。

本文发布于:2024-09-22 23:36:11,感谢您对本站的认可!

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标签:合龙   施工   温度   桥梁   结构   影响
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