贛龍鐵路小隘特大橋多跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁設(shè)計(jì)

徐璇

摘 要：以贛龍鐵路小隘特大橋（40+72+72+72+72+40）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁為工程實(shí)例，分析了主跨4x72m的預(yù)應(yīng)力梁的構(gòu)造特點(diǎn)和設(shè)計(jì)，建立了平面有限元模型和空間梁格模型對(duì)梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，通過(guò)對(duì)應(yīng)力、強(qiáng)度和位移結(jié)果等指標(biāo)的比較分析，表明該多跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的設(shè)計(jì)合理、安全，同時(shí)論證了用平面有限元模型設(shè)計(jì)此類(lèi)橋型安全可靠、方便快捷，以及用空間有限元模型對(duì)其校核的合理性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁 平面有限元 空間有限元 應(yīng)力分析

1、結(jié)構(gòu)體系

2、結(jié)構(gòu)尺寸

中支點(diǎn)梁高為5.80m，高跨比1/12.4，跨中及邊跨梁端處梁高為3.20m，高跨比1/22.5，見(jiàn)圖2。梁體下緣除邊跨梁部5.6m和合攏段為直線(xiàn)段外，梁底曲線(xiàn)均按半徑R=217.117m的圓曲線(xiàn)變化。

梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，全橋箱梁頂寬12.2m，支點(diǎn)處底寬7.2m，跨中處底寬6.4m，頂板厚度46～96cm，腹板厚度50～140cm，底板厚度50～150cm。在端支點(diǎn)、中支點(diǎn)及跨中共設(shè)11個(gè)橫隔板，隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過(guò)。

主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1、線(xiàn)路設(shè)計(jì)指標(biāo)

設(shè)計(jì)速度按客車(chē)200 km/h，貨車(chē)120 km/h。線(xiàn)路為雙線(xiàn)，直線(xiàn)梁，線(xiàn)間距4.6 m。設(shè)計(jì)使用年限在正常使用條件下梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用壽命為100年。地震烈度，結(jié)構(gòu)適用于設(shè)防烈度7度及以下地區(qū)。

2、設(shè)計(jì)荷載

2.1 恒載

2.2 活載

2.3 溫度荷載

計(jì)算與分析

多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，橋梁跨度多、長(zhǎng)度較大，為保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，利用有限元軟件分別建立了平面模型、空間梁格模型進(jìn)行受力分析。其中，平面模型建模簡(jiǎn)單，調(diào)整預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置較為方便；空間梁格模型建模復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果更為合理精確，但不便于調(diào)索，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用過(guò)繁，可將空間計(jì)算結(jié)果對(duì)平面設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行檢算。

1、平面模型

2、空間梁格模型

施工方法分析

張拉應(yīng)在梁體強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后進(jìn)行，且必須保證張拉時(shí)梁體混凝土齡期不小于7天。施工順序如下：①施工主橋基礎(chǔ)及橋墩，立模灌筑0號(hào)梁段，并張拉本階段預(yù)應(yīng)力鋼筋；②以2號(hào)～6號(hào)墩為中心，對(duì)稱(chēng)移動(dòng)掛籃懸臂灌筑A1、B1段，并張拉本階段預(yù)應(yīng)力鋼筋；③再依次對(duì)稱(chēng)移動(dòng)掛籃，懸臂灌筑A2～A8段、B2～B8段，并張拉本階段預(yù)應(yīng)力鋼筋；④拆除掛籃，用懸吊支架現(xiàn)澆第二、第五孔合龍段；⑤待梁段混凝土的強(qiáng)度和彈模均達(dá)到100%，張拉本階段預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后澆筑第三、第四孔合龍段；⑥最后安裝邊跨合龍段的臨時(shí)剛性連接構(gòu)造，澆筑邊跨第一、第六孔合龍段；⑦拆除懸吊支架和臨時(shí)結(jié)構(gòu)，成橋；⑧施工二期恒載。

結(jié)束語(yǔ)

在橋梁跨越地勢(shì)復(fù)雜，跨越道路、河流眾多，宜采用多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，它不僅結(jié)構(gòu)安全合理，而且經(jīng)濟(jì)耐用，施工工藝還可最大程度的減小對(duì)下方高等級(jí)道路的行車(chē)影響。

針對(duì)小隘特大橋采用的（40+72+72+72+72+40）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，建立平面有限元和空間有限元模型，從兩種模型的計(jì)算結(jié)果分析表明，平面與空間模型各項(xiàng)結(jié)果一致，因此宜采用平面有限元模型做設(shè)計(jì)和調(diào)索，采用空間有限元模型進(jìn)行校核。

從設(shè)計(jì)參數(shù)選用、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、平面模型和空間模型單元?jiǎng)澐帧⒂?jì)算分析、施工流程等方面的分析論述，較詳細(xì)闡述了此類(lèi)橋梁的特點(diǎn)，可以為今后同類(lèi)橋梁的設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)和參考。

（作者單位：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）