连续梁桥支座更换关键技术研究

连续梁桥支座更换关键技术研究

1.连续梁桥支座更换关键技术研究 篇一

体系转换作为此类桥型的核心过程, 不同的工序会引起不同的内力状态, 对桥梁后期的的受力性能会产生不同的影响, 应当予以重视。本文以某高速公路 (5×40m一联) 简支转连续箱梁为背景来研究端头混凝土和负弯矩预应力合理的浇筑和张拉顺序及临时支座合理的拆除顺序。

2 合理施工工序的研究

2.1 端头头混凝土浇筑和负弯矩筋张拉

(1) 工况定义。通过对支点和跨中等控制点所产生的弯矩和应力的对比, 来确定合理的施工顺序。本文讨论以下几种工序, 端头和负弯矩筋编号如图1。

1) 端头混凝土全部浇完以后再依次张拉负弯矩预应力筋;2) 端头混凝土先全部浇筑, 再隔跨张拉负弯矩筋, 即1 ~ 4 依次浇筑, 先张拉1、3, 后张拉2、4;3) 端头混凝土千先全部浇筑, 再对称张拉负弯矩筋, 即1 ~ 4 依次浇筑, 先张拉1、4, 后张拉2、3;4) 浇筑完端头混凝土待其达到规定强度后张拉预应力筋, 按照1 ~ 4 的顺序依次进行;5) 按照 (4) 的施工工艺, 先张拉1、4, 后张拉2、3进行对称施工;6) 按照 (4) 的施工工艺, 按照先1、3, 后2、4 进行隔跨施工;

(2) 数据整理及分析。用Midas civil建立5×40m箱梁的有限元模型, 分析上述施工工序在成桥状态下各控制点的相关数据, 模型如图2所示。

1) 支点及跨中弯矩。图3、图4 分别为支点负弯矩及跨中正弯矩的数值及其变化趋势, 从图中可看出, 支点1 和支点4 负弯矩较大, 支点2 和支点3 负弯矩较小;第一跨和第五跨弯矩较大, 第二跨和第四跨弯矩较小, 工序6 所产生的跨中正弯矩及支点负弯矩最小。

2) 支点顶板及跨中底板应力。图5、图6 分别为支点顶板和跨中底板压应力在各施工工序下的数值及变化趋势, 可以看出, 工序6所产生的支点顶板应力较大, 而跨中底板应力较小。

3) 数据分析。从以上四个图中可以看出, 工序6 使结构所产生的支点和跨中弯矩较小, 使支点处顶板所储存的压应力最大, 且使跨中底板弯矩最小。

2.2 临时支座的拆除

临时支座拆除的优化原则是将拆除支座所产生的不利影响降至最低。永久支座与临时支座的高差加上永久支座的压缩量作为永久支座节点的强迫位移。下面定义三种拆除顺序:

(1) 按照支点1 至支点4 的顺序依次拆除临时支座, 命名为工况一至工况四; (2) 隔跨拆除, 即先拆除支点1 和3 的临时支座, 再拆除支点2 和4 的临时支座;分别命名为工况一和工况二; (3) 对称拆除, 即先拆除支点1 和4 的临时支座, 再拆除支点2 和3 的临时支座;分别命名为工况一和工况二。以支点和跨中梁底为控制点, 分析临时支座拆除所引起的弯矩变化值, 如图1 所示。图7、图8、图9分别为工序 (1) 、工序 (2) 、工序 (3) 引起的各控制点弯矩变化图。

支座拆除时上部结构已经成为超静定结构, 因此, 拆除支座时的强迫位移对结构各控制点所引起的弯矩变化值较小的拆除顺序对结构整体影响较小, 这也是我们寻求的理想拆除顺序。提取以上三个施工过程中所产生的最大、最小弯矩变化量, 其差值就是施工过程引起的该控制点的弯矩的变化幅度 (如图10 所示) , 可见工序二, 即“隔跨拆除”即为我们寻求的支座拆除顺序。

3 结论

(1) 在简支转连续梁桥施工过程中, 不同的端头混凝土浇筑顺序、负弯矩张拉顺序以及临时支座的拆除顺序会对结构产生不同的影响; (2) 通过上面的数值分析可以得出:不论从支点和跨中弯矩和应力的角度讲, 隔跨浇筑端头混凝土和张拉负弯矩筋对结构整体有利; (3) 先简支后连续梁桥不同的临时支座拆除工序对上部结构有较大的影响, 通过以上分值分析可以得出:隔跨拆除临时支座对结构整体影响较小。

参考文献

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