矮墩连续刚构桥合拢段顶推分析_pdf.pdf

李圣慧 孟德伟 (上海市政工程设计研 究总院，浙江 杭州 3l0004) 摘 要：以一座矮墩预应力混凝土连续刚构桥为研究对象，采用有限元软件对跨 中合拢施工阶段进行 了静力分析，计算 分析结果表明，合拢前顶推可以抵消由结构 自重、混凝土收缩徐 变以及合拢温度差引起的结构位移和应力，使得成桥后 结构使用状态下的应力和内力处于安全合理的范围，但在顶推阶段 ，要注意墩底截面的应力变化，保证墩底截面不出现 过大的拉应力。 关键词：矮墩；刚构；顶推 ；合拢 l 引夸 虑群桩基础分担结构内力和位移的作用。按照有限单元法 预应力混凝土连续刚构桥是桥墩固结的多次超静定结 对结构进行离散，共离散为105个单元，l12个节点，模拟 构，由于上部结构混凝土的收缩、徐变，尤其是温度变化作 为短柱的桩基、承台、墩、梁均为梁单元。采用有限元软 用下，梁体会纵向伸长或缩短，这样不仅使主墩产生偏位， 件桥梁博士建立模型，全桥有限元模型如图2所示。全桥共 而且在梁、墩中产生较大的应力 “’。为了消除这种不利影 分为43个施丁阶段。 响，可在连续刚构桥边跨合拢完成后，中跨合拢前对梁体施 加水平预顶力，预顶力能够基本抵消由结构 自重、混凝土收 缩徐变以及合拢温度差引起的结构位移和应力，使得成桥后 结构使用状态下的应力和 内力处于安全合理的范围，确保桥 梁使用的安全。当桥梁受线路标高或地形地貌等 素限制 图2 全桥有限元模型 时，其桥墩的高度不会太高，即所谓的矮墩刚构。矮墩刚构 3 顶推分析 由于桥墩高度小，则桥墩的抗推刚度大，桥梁在混凝十的收 3．1顶推力大小确定 缩、徐变、升降温等荷载作用下，桥墩以及桩基会承受很大 首先，可根据已建的类似桥梁中施加的项推力，或者 的弯矩。本文结合某个矮墩连续刚构桥的工程实例，对矮墩 根据 已有的计算经验公式 ，初定桥梁顶推力大小。下一 连续刚构桥的合拢段顶推进行分析。 步，分析得到初定顶推力作用下，梁体顶推后的纵 向位 2 工程概况与计算模型 移、梁体应力、墩的应力和成桥后全桥的应力。然后在实 2．1工程概况 际合拢温度F，综合考虑消除墩顶水平位移和墩梁结构的 长沙市芙蓉北路捞刀河大桥，是长沙市南、北向城市 不利应力，确定实际顶推力的大小。 I级主干道芙蓉路重要组成部分。该桥分为左右辅桥，中 3．2合拢温度对成桥内力的影响 间主桥的三幅，桥跨均为33．5+65．28+65．28+33．5m的阴跨 混凝士构件的温度随环境温度变化而变化，对于连续 预应力混凝土连续刚构，如图1所示。主桥宽24m，上部结 刚构结构温度变化会产生次内力，尤其对于矮主墩顶底部 构为单箱单室的预应力混凝土连续箱梁，下部结构为带圆 的弯矩影响明显。存混凝土收缩、徐变荷载的组合作用 头的方形实体墩，肋板式桥台，上部箱梁和桥墩均采用 下，很可能会因弯矩过大而造成开裂。结构的合拢温度是 C50砼，桩基础采用C30。 年温差变化的起点，决定年升降温的范围。对结构合拢时 的温度进行控制是减小墩底弯矩极值的有效手段。首先计 南 北 算成桥后均匀升降温l℃、混凝士收缩徐变lO00d时墩项底 控制截面的弯矩变化量，见表1。 使誊 成诉弯 帝矩 ／O -■)