關(guān)于獨柱式小半徑PC連續梁橋受力優(yōu)化設計論文
1、計算分析
1.1計算模型
利用有限元計算分析方法，采用空間梁?jiǎn)卧Ｐ瓦M(jìn)行分析計算，將梁沿行車(chē)方向分成若干個(gè)梁?jiǎn)卧�。為保證建模的正確性，建模時(shí)確保支點(diǎn)約束條件與支座的類(lèi)型保持一致，來(lái)分析主梁在自重工況、自重+活載工況下，各支座的反力分布情況。根據該橋結構特點(diǎn)、預應力束布置方式以及施工特點(diǎn)，采用MadisCivil2010計算軟件進(jìn)行建模分析。
1.2計算參數取值
該橋采用逐孔澆注混凝土，逐孔張拉預應力鋼束的方法進(jìn)行施工，計算時(shí)按照實(shí)際施工步驟進(jìn)行建模計算。計算參數取值如下:基礎不均勻沉降按照2.0mm取值，橋面板日照溫差按照《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60－2004)規定取值，混凝土彈性模量為3.45×104MPa，預應力鋼絞線(xiàn)的彈性模量為1.95×105MPa，錨下張拉控制應力為1395MPa，孔道摩阻系數為μ=0.17(塑料波紋管)，孔道偏差系數為K=0.0015，一端錨具變形及鋼束回縮值為0.006m。
1.3計算結果分析
計算結果通過(guò)最具有代表性的各支座支反力來(lái)說(shuō)明主梁在不同工況下的受力情況。各工況劃分如下:
(1)工況一為第一施工階段，第一孔張拉完畢。
(2)工況二為第二施工階段，第二孔張拉完畢。
(3)工況三為第三施工階段，第三孔張拉完畢。
(4)工況四為第四施工階段，二期恒載施工完畢。
(5)工況五為使用階段;。通過(guò)上述計算分析可看出，不同工況下，無(wú)論是施工階段還是成橋運營(yíng)階段，內外側支反力均存有差值，由此反映出梁體本身在不同的施工階段均承受較大的扭矩。
2、實(shí)測結果分析
為了驗證設計成果和計算結果的準確度，成橋后，該橋進(jìn)行了公路－Ⅰ級等代荷載試驗，對各墩頂支反力進(jìn)行了實(shí)測，并與計算結果進(jìn)行了對比分析。計算結果與實(shí)測結果對比取用兩種工況狀態(tài)下進(jìn)行比較:
(1)工況一:成橋后恒載狀態(tài)。
(2)工況二:成橋后采用公路－Ⅰ級等代荷載進(jìn)行加載。通過(guò)實(shí)測數據與計算結果的對比可以看出，恒載狀態(tài)下，計算支反力與實(shí)測支反力差別不大，基本一致;采用公路－Ⅰ級等代荷載加載后，計算支反力與實(shí)測支反力有差別，但差別不大，經(jīng)分析，差別主要是由于實(shí)際加載過(guò)程與程序中的理想狀態(tài)加載還是有一定誤差，包括荷載重量、車(chē)距等。本橋通過(guò)采取一定的構造措施，合理的預應力束布置和合理的施工方法，使得內外側支座支反力在正常使用狀態(tài)下趨于平衡，從而最大程度的避免了目前小半徑預應力彎梁橋使用過(guò)程中所出現的'支座脫空現象，使得彎橋內外側支點(diǎn)反力趨于均勻，具備了最大程度的壓力安全儲備。設計中通過(guò)采取一定的構造處理、內外側腹板采用不同的鋼束型號以及施工中采用合理的施工方法是可以在一定程度上調整支座內外側支座反力差值的，從而一定程度上可以減小內外側腹板內力不均勻所帶來(lái)的影響。
3、結論
小半徑獨柱預應力混凝土連續梁橋目前在國內運用已經(jīng)非常普遍，但由于其受力的復雜性，全面而系統的進(jìn)行研究非常困難。本文以某小半徑預應力混凝土連續箱梁匝道橋的工程實(shí)例為研究對象，通過(guò)采取一定的構造措施、合理的預應力束布置和合適的施工方法，對其進(jìn)行了驗算分析，并與成橋后的荷載試驗結果進(jìn)行了對比，試驗結果表明，設計中所采取的各種措施是合理可行的。結論如下:
(1)在曲線(xiàn)梁橋設計中，必須充分重視結構構造的處理，采取必要的結構構造措施。盡量將箱梁底板寬度加大，使梁端支座盡量向兩側懸出，增大梁端支座間距，這樣可以增強箱梁的抗扭剛度，使箱梁內外側支座受力更加均衡;為增加箱梁的橫向剛度，對于內半徑小于240m的彎箱梁應設置跨間橫隔板，其間距應由計算確定，板厚宜取25～40cm;小半徑獨柱預應力混凝土連續梁橋下部結構設計宜取用一定的偏心，偏心位置應根據不同的平曲線(xiàn)半徑、橋梁跨徑等計算確定，雙支座設計時(shí)宜使兩支座恒載狀態(tài)下支反力相等為原則，單支座或采用固結墩設計時(shí)，偏心位置宜選擇雙支座設置時(shí)的扭矩零點(diǎn)位置。
(2)曲線(xiàn)梁橋設計中，曲線(xiàn)內外側宜采用不同的預應力鋼束(根數不同或型號不同)，以達到調整曲線(xiàn)梁橋某些截面承擔過(guò)大扭矩的問(wèn)題。同時(shí)宜盡量采用合理的施工方法盡可能減小內外側腹板內力不均勻所帶來(lái)的影響，釋放部分內力不均勻所產(chǎn)生的扭矩，如逐孔施工、逐孔張拉預應力的施工方式。通過(guò)荷載試驗與設計計算結果相對比，可以看出，通過(guò)本文所采取的各種措施使得內外側各支座支反力在正常使用狀態(tài)下趨于平衡，避免了目前小半徑預應力彎梁橋使用過(guò)程中經(jīng)常出現的支座脫空現象，具備了很大的壓力安全儲備，本文所采取的各種措施是合理有效的，可以作為以后設計和施工的借鑒。
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