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1、◎懸臂施工箱梁橋合龍段橫向預應力效應分析楊曄(江蘇省交通科學研究院股份有限公司，江蘇南京210017)摘要：以某大跨徑變截面連續(xù)梁為例，計算箱梁頂板橫向預應力效應，分析相鄰節(jié)段約束對合龍段頂板受力的影響，提出改善合龍段橫向預應力施加效果的相關措施。關鍵詞：懸臂施工；預應力混凝土箱梁；頂板；橫向預應力0引言析方法——“TYL”法，也稱為框架分析法，將箱梁空懸臂施工變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋具有整體間三維問題轉化為平面框架問題。其原理是將箱梁的性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好的優(yōu)點，設計長度方向上截取單位長度薄片框架，再按結構力
2、學的施工均較成熟，施工質量和工期能得到控制，成橋后養(yǎng)方法進行分析。具體做法是先加剛性支承進行框架分護工作量小，在高速公路中已得到廣泛采用。析，再釋放支承，將支反力以大小相等方向相反的力加高速公路因橋面寬，大多采用大懸臂箱梁并施加到框架上，并將釋放的荷載分解為對稱荷載與反對稱橫向預應力，可減輕自重方便施工。但近年來多座懸荷載分別進行計算，然后將三部分計算結果疊加臂施工箱梁檢測發(fā)現(xiàn)，合龍段頂板下緣多處出現(xiàn)縱向而成E。裂縫，甚至貫穿頂板。箱梁頂板是結構縱向受力的主一般橋梁設計均采用簡化的橫向框架計算方法，要部分，并直接承受車輛荷載；縱向
3、裂縫不僅影響耐久沿橋縱向取單位長度箱梁節(jié)段建立平面桿系計算模性，而且影響結構安全。頂板縱向裂縫產(chǎn)生的原因有：型，腹板處設置支承，橫向預應力采用等效荷載：法計頂板橫向彎矩過大、橫向配筋不足、橫向預應力配置不算，活載按照規(guī)范的荷載分布寬度計算作用單位長度合理、頂板內(nèi)外溫差過大、施工中混凝土振搗不密實等箱梁上的活載效應，并計人恒載、鋪裝、溫度梯度等效問題。應，按照規(guī)范的部分預應力混凝土A類構件計算]。目前的懸澆法施工，是在合龍段混凝土澆筑前就懸臂澆筑混凝土箱梁采用逐節(jié)段依次外伸的施工已經(jīng)將相鄰節(jié)段上的橫向預應力張拉到位了；在合龍方法，由
4、于后澆節(jié)段與先澆節(jié)段各工序存在時間差，在段混凝土澆筑并達到張拉強度后，再進行合龍段的預先澆筑節(jié)段的約束作用下，后澆節(jié)段的混凝土收縮作應力張拉。由于相鄰節(jié)段的約束作用，合龍段箱梁頂用使得節(jié)段中產(chǎn)生較為復雜的應力效應L3]。同時，隨板橫向預應力施加的實際效應將低于設計的預期計算著逐節(jié)段依次外伸，橫向預應力同步張拉，后澆節(jié)段由值，導致橫向預壓應力不足，成為合龍段頂板出現(xiàn)縱向于受到已澆節(jié)段的約束作用，使后澆節(jié)段的橫向預應裂縫的一個原因。力效應部分分擔到先澆節(jié)段，必然造成最終施工的合本文將通過一座實橋計算分析箱梁合龍段橫向預龍段橫向預壓效應
5、的削弱。應力效應受相鄰節(jié)段的約束作用，并提出設計優(yōu)化及建議。2橫向預應力效應數(shù)值計算分析以某大跨懸臂澆筑變截面預應力混凝土連續(xù)梁為1基本分析方法及理論例，用桿系及有限元程序建立了橫向預應力計算分析我國現(xiàn)行公路橋梁規(guī)范未對箱梁橫向受力分析做模型，有限元程序分別考慮不同施工順序的影響，獲得出明確規(guī)定，鐵路規(guī)范規(guī)定“可按被支撐在主梁腹板中了具有工程實用價值的結論。心線下緣的箱形框架計算”。2．1工程概況美國《預制節(jié)段箱形梁橋手冊》推薦的橫向內(nèi)力分某高速公路跨京杭運河主橋為70m+120m+收稿日期：2011-08-2270m變截面預應力
6、混凝土連續(xù)梁，采用懸臂施工方4o上踢么緣No．42011◎法。主橋懸臂共16個節(jié)段，節(jié)段長2．5～4m，跨中合2．3箱梁有限元計算龍段長3m。單幅橋面寬13．65m，單箱單室截面，懸為了考慮相鄰節(jié)段的約束作用，采用midas有限臂長3．5m。底板寬6．65m；支點處梁高7．0m，跨中元分析軟件，選取合龍段及靠近跨中合龍段的2個節(jié)梁高2．9m，梁高按二次拋物線變化；腹板由跨中段建立全橋三維橫向分析模型L4]，計算梁長19m(模0．5m直線變化至近支點處0．8m，底板由跨中0．3m型見圖3)。計算模型共計22992個節(jié)點，13400個
7、六拋物線漸變至支點0．8m(見圖1)。面體單元。邊界條件約束外側腹板節(jié)點。預應力采用箱梁采用C50混凝土，三向預應力體系。橫向預桁架單元，程序自動計人預應力損失。應力采用3咖15．2預應力鋼絞線，抗拉標準強度原設計采用橫向預應力同步張拉方法，即節(jié)段混1860MPa。橫向預應力距頂板上緣0．09m，縱向布凝土施工完成后立刻張拉該節(jié)段的橫向預應力；為了置間距0．75m，單端交替張拉，張拉控制應力為減少相鄰節(jié)段的約束作用，對設計施工順序進行優(yōu)化，0．75f每個箱梁節(jié)段懸臂澆筑完成后，先張拉縱向相鄰節(jié)段(15～16節(jié)段)待合龍段混凝土澆筑
8、完成后預應力，再張拉橫向預應力及豎向預應力。一同張拉橫向預應力。為了比較有限元與平面桿系框架計算結果，增加不計施工順序，所有節(jié)段的橫向預應力全部一次張拉的工況。全部計算工況見表1。表1計算工況表工況1：橫向預應力不計施工順序，全部一次張拉工況2：設
