张拉方式对曲线连续箱型梁桥效应的影响

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：以重庆融侨大道双层螺旋桥为背景，研究施工时，不全桥由单层(4×31m)+(31 + 35.575 + 31m)+ 双层同张拉方式对曲线连续箱型梁桥效应的影响。采用有限元程序(4×31m)+(4×31m)+ 单层(31+35.81+2×35+31m)共5 联ANSYS 仿真模拟了不同张拉方式下连续曲线箱梁桥的支座反桥组成。7 ～ 15 号墩为门形桥墩，其余墩为双柱墩。其中0 ～ 7力分布和箱梁变形规律。数值计算模型分别以5 种张拉组合类号墩为单层，7 ～ 15 号墩为双层，15~20 号墩为单层。由盖梁型，结果表明：不同的张拉方式，对曲线连续箱型梁桥的位移和GL1(其中7~15 号墩盖梁为GL2)将a、b 墩柱连接，盖梁采用内外侧支反力有明显的影响。确定预应力钢束张拉顺序时，考预应力混凝土结构。虑到施工控制的要求，宜采用对称张拉或者对称张拉与交错张预应力连续箱梁、盖梁、单支座处中横隔梁按部分预应力A拉相组合的方式，避免单侧张拉。类构件设计。箱梁、盖梁和横隔梁上布置抗拉强度1860MPa，

　　关键词：曲线连续梁桥;张拉方式;有限元法;支反力;变形φ15.24 的钢绞线共327 束，预应力张拉应力1339 ～ 1395MPa。

　　采用9 孔锚具72 套、12 孔锚具168 套、14 孔锚具8 套、15 孔锚

　　一、工程概况 具40 套、19 孔锚具318 套15-12P 固定端锚具48 套。最长束

　　重庆融侨大道工程位于重庆市南岸区铜元局境内，设计为5 跨通长174.36m。双层螺旋式坡道桥，一端通往铜元局，另一端通往南坪明佳路。二、预应力施工工艺全桥长643.885m，桥宽18.78m，平面曲线半径55m，设计荷载(一)钢束穿束与定位城-A 级，桥面宽2×9.39m，双向四车道。采用预应力混凝土连为了建模方便，将曲线箱梁腹板上位于同一高度处的两续箱梁结构，横截面为抗扭刚度大的分离式单箱单室结构。单束钢束等效为一束，箱梁穿束、定位的顺序为：先穿N3 波纹管幅室桥宽9.39m，梁高1.8m，翼缘悬臂长度2.445m，箱梁顶板→ N3 波纹管定位并焊接定位钢筋→穿N2 波纹管→ N2 波纹管厚0.25m，底板厚0.2m，腹板厚0.4m。定位并焊接定位钢筋→穿N1 波纹管→ N1 波纹管定位并焊接

　　四、土建装饰及收尾阶段配合五、结语

　　在土建工程砌筑隔墙之前，应与土建技术人员将水平线及工程施工实践表明，建筑工程中的电气安装工程与土建工隔墙线核实一遍，因为它是电气施工员按此线确定各种灯具、开程的施工配合十分重要，它不仅关系到电气安装工程的施工质关、插座、配电箱、管路预埋位置的依据。在土建抹灰之前，电气量，对整个建筑工程的施工质量也有重大影响。做好电气安装施工人员应按内墙上弹出的水平线(50 线)、墙面线(冲筋)，将工程与土建工程的有效施工配合，是建筑工程施工的一项重要所有电气工程的预留孔洞按设计和规范要求查对核实一遍，符工作，同时也是达到建设工程项目管理的施工质量、进度和成本合要求后将箱盒稳固好。再全部检查暗配管路一遍，然后扫通等要求的重要措施。管路，穿上带线，临时堵好管盒口。

　　抹灰时，配合土建做好配电箱的贴门脸及箱盒的收口，箱参考文献盒处抹灰边沿应光滑平整，不允许留大敞口。做好防雷的均压[1] 建筑电气工程施工质量验收规范(GB50303-2002). 线与金属门窗、玻璃幕墙框架的接地连接。土建安装轻质隔板[2]郝连更.谈建筑电气工程质量管理与控制[J].山西建筑，与外墙保温板时，在隔墙板与保温板内接管与稳盒时，2002，.

　　不得使用(8)锤砸，应使用开口锯，开槽时，尽量不开横向长距离槽口，而且[3] 刘宝珊.建筑电气安装工程实用技术手册[M].北京：应保证开槽尺寸准确合适。土建喷浆或涂料刷完后，进行用电中国建筑工业出版社，1998. 器具安装时，电气施工人员一定要保护好土建成品，防止墙面弄脏碰坏。当用电器具已安装完毕，土建喷浆或修补墙面时，一定作者简介：刘名贵(1972-)，男，供职于泛华桂林投资有限要保护好电气器具，防止污染。公司，研究方向：建筑施工管理。

　　定位钢筋→穿N3 钢绞线束→穿N2 钢绞线束→穿N1 钢绞线束，同一排波纹管先外侧后内侧。

　　(二)预应力钢束的张拉及孔道压浆

　　1 预应力张拉注意事项应严格按照设计和规范要求执行。

　　2 除箱梁采用真空灌浆外，其余预应力结构采用普通压浆，

　　压浆在张拉后48h 内进行。

　　3 孔道压浆材料应按规定的要求采购，并经验收合格，

　　浆前应已进行水泥浆配比试验，实际搅拌时应严格按照配比计

　　量。配比后的水泥浆应符合设计要求。

　　三、模型简介与工况设计

　　本桥计算分析采用通用有限元软件ANSYS 建立全桥模型(一联4 跨)，全桥横向设置向内侧2% 的单向横坡，为了建模方

　　便，全桥范围内采用同一横截面形式，支座截面加厚处的箱梁自

　　重用竖向均布线荷载代替。箱梁混凝土采用SOLID65 单元，

　　桥共13080 个;预应力钢束采用LINK8 单元，全桥共720。

　　四、不同工况下曲线箱梁桥支反力分析

　　按钢束张拉组合方式，计算各工况下连续曲线箱梁桥内外侧支座反力，并分析支反力的变化规律。

　　(一)对称张拉内侧、外侧腹板相同编号的预应力钢束

　　对称张拉箱梁内、外侧腹板相同编号预应力钢束，所得支反力分析表明：(1)同时张拉箱梁内外侧腹板相同编号钢束时，内侧支座竖向反力小于外侧，边墩反力小于中间墩，1 号钢束引起的反力差值最小，3 号钢束引起的竖向反力差值最大，即当预应力钢束布置在箱梁截面的较低位置时，内、外侧支座竖向反力差将减小，各桥墩支座处，边墩(0 号、4 号墩)竖向反力差最小，中间墩(2 号墩)次之;(2)张拉2 号钢束时，2 号桥墩支座的横桥向支反力值远远大于其他两种工况，反力比值约为8 倍，边墩横桥向反力的方向不统一;(3)在预应力荷载作用下，中间墩支座产生大小近似相等反向相反的顺桥向反力，表明箱梁出现了竖向扭矩，张拉3 号钢束时扭矩值最大。

　　(二)交错张拉内侧、外侧腹板不同编号预应力钢束

　　交错张拉箱梁内、外侧腹板不同编号预应力钢束，所得支反力分析表明: 交错张拉内、外侧预应力钢束时，内侧、外侧支座竖向反力差值仍然存在，反力差呈三种分布规律：a.”V” 字型：边墩反力差大，中间墩小，且边墩反力差值近似相等，工况五、工况八表现为该种类型;b. 倒“V” 型：桥梁起终点处桥墩支座反力差小，中间3 个桥墩差值大，且反力值近似相等，工况七、工况九表现为该种类型;c. 不规则型：各墩竖向反力差值最大，各墩反力差值大小呈交替变化，工况四、工况六表现为该种类型，最大值分别为：7913kN、610.9kN， 最小值分别为：2745kN、2005kN。

　　五、不同工况下曲线箱梁变形曲线

　　为了反映连续曲线箱梁桥在各种工况作用下可能产生的扭转及畸变变形，根据ANSYS 通用后处理器中的路径操作，析箱梁的竖向、横桥向及顺桥向位移曲线(预应力荷载引起的顺桥向压缩变形不作为本论文的研究对象)。

　　(一)对称张拉内外侧同号预应力钢束

　　分析连续曲线箱梁桥在自重+ 内外侧1 号钢束、自重+ 内外侧2 号钢束、自重+ 内外侧3 号钢束预应力荷载作用下，箱梁外侧底缘的竖向、径向位移。

　　(二)交错张拉内外侧不同预应力钢束

　　分析连续曲线箱梁桥在交错张拉内外侧不同编号预应力钢束时，箱梁外侧底缘的竖向、径向位移。

　　(三)自重

　　压上述分析了连续曲线箱梁桥在对称张拉和交错张拉内外侧腹板预应力钢束时，箱梁的竖向和径向变形特征，发现预应力钢束的作用影响了箱梁的空间变形形状，为了分析在未进行预应力张拉时，梁体的在自重作用下的变形，分析该工况下箱梁的位移。(四)自重+ 单侧钢束预应力

　　分析连续曲线箱梁桥在自重和单侧钢束预应力荷载作用全下，箱梁外侧底缘的竖向位移曲线和水平面内位移。

　　六、结论

　　经过对各种工况支座反力的分析，结果表明：(1)在自重、预应力钢束荷载作用下(单独作用或组合作用)，内、外侧支座竖向反力分布不均，内侧支座反力小于外侧，当有预应力作用时，顺桥向、横桥向将产生约束反力，反力大小跟钢束的竖向位置有关;(2)对称张拉时，边墩竖向反力小于中间墩，横桥向支反力主要由边墩承担，顺桥向反力方向相反，数值不相等;(3)交错张拉时，反力分布规律与对称张拉相同，但是内外侧支座竖向反力差因张拉的钢束不同而呈现出差异;(4)张拉单侧预应力钢束时，中间墩横桥向反力明显增大，且当为张拉外侧钢束时，竖向支反力差值极大，最大值为1032kN，接近于所有钢束作用下的反力差，表明外侧钢束是引起反力差的主要因素。

　　经过对各种工况桥梁变形，结果表明：(1)连续曲线箱梁桥在自重和预应力荷载作用下发生竖向和径向变形(不计预应力钢束引起的顺桥向压缩变形)，竖向变形为主导变形，箱梁截面发生扭转变形和畸变变形;(2)对称张拉和交错张拉情况下，径向变形小，而单侧张拉时，梁体发生较大的向内或向外的变形

　　(远离或接近曲线梁桥的水平曲率中心)。

　　总之，确定预应力钢束张拉顺序时，考虑到施工控制的要求，宜采用对称张拉或者对称张拉与交错张拉相组合的方式，避免单侧张拉。

　　参考文献

　　[1] 邹容光，夏淦.混凝土弯梁桥[M].北京：人民交通出版社，1991.

　　[2] 游金兰.预应力混凝土曲线箱梁扭转性能研究[D].长安大学，2008.

　　[3] 李国豪.桥梁与结构理论研究[M].上海：上海科学技术文献出版社，1983.

　　分 [4] 杨冰.预应力混凝土和钢筋混凝土曲线箱梁的非线性有限元分析和试验[D].上海: 同济大学，1987.

　　作者简介：周罡(1976-)，男，山西人，重庆市交通规划勘察设计院桥梁工程师。