大跨曲线连续刚构工程施工阶段结构行为分析.pdf

维普资讯 2008年第6期 《贵州电力技术》 (总第 108期) 大跨曲线连续刚构工程施工阶段结构行为分析 黔 西南州交通局 刘建平 [562400] 贵州大学土建学院 严 标 [550025] 摘 要 本文结合某在建高墩大跨曲线连续刚构桥的施工监控项 目，建立其三维空问有限元模型，在跨径、曲线曲 率、墩高等几何设计参数确定的情况下，分析施工中各种荷载对曲线连续刚构桥结构行为的影响，研究最大悬臂状 态和成桥状态的应力和变形 ，得出了其关键截面在荷载作用下随施工阶段的应力变化路径。通过计算分析可知，结 构自重、预应力、徐变作用对施工过程中曲线箱梁的应力和变形影响较大，并得出了施工过程的受力和变形规律。以 期对大跨曲线连续刚构桥的设计施工提供参考。 关键词 曲线连续刚构桥 有限元 施工仿真计算 结构行为 8i：[“i i ]， (1) 1 前言 = [uj ]， (2) 随着我国西南山区高等级公路的建设，和山区电 与上述节点位移对应，第 i个单元两端的节点 站公路施工对山区地形适应性强的连续刚构桥作为 力为 设计中的主选桥型之一将会大量出现。为满足公路 R=[N Q Qr， (3) 选线的需要，常会采用集高墩、大跨、曲线于一身的高 = [ Q Q打]， (4) 墩大跨曲线连续刚构桥…。曲线连续刚构桥因受弯 利用能量原理和边界条件求出单元刚度矩阵， 扭耦合效应的影响，在施工阶段和成桥后的受力变形 并形成总刚矩阵[]，根据有限元列式 等结构行为比较复杂，需要对其进行空间的结构计算 [K]{6}={R}，节点力的平衡及其边界条件就可完 分析，从中得到一些高墩大跨曲线连续刚构桥的受力 成问题的求解，式中{8}为节点位移向量，{}为节 变形规律。 点荷载向量。 2 有限元方法 3 施工过程的计算模型模拟 3．1 工程实例 本文采用的曲线梁有限元理论基本思路是将弯 某特大桥为 85m+150m+150m+85m 四 梁桥结构当作集中在梁轴心线处的弹性杆件来处 跨曲线连续刚构桥，桥型布置如图2，设计荷载等 理，并假定受载后横断面仍保持平面，且截面形状保 级为汽车 一超 2O级，挂车 一120级，主桥为预应力 持不变 (即不发生翘 曲、不产生畸变，通过计算证 混凝土变截面连续刚构桥，主桥桥墩采用复合式 明，本桥不考虑翘 曲畸变是可行的)。将其离散为 双薄壁桥墩 ，桥墩最高为 114m，最低为74．4m， 有限个空间曲梁单元，每个节点具有6个 自由度，6 主桥上部构造采用 C50混凝土，桥墩采用 C40混 个节点力 。如图1所示。第 i个单元两端的节点 凝土 ，预应力钢筋采用 ASTM A416—97270级钢 位移