某三跨變截面連續(xù)梁橋施工階段主梁正應(yīng)力分析

畢冠華 （山東濰坊濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)中央商務(wù)區(qū)建設(shè)管理辦公室，山東 濰坊 262737）

1 工程概況

某地區(qū)漳河大橋主橋為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面直腹板連續(xù)梁橋，采用單箱雙室截面，跨徑布置為：32m（邊跨）+49m（主跨）+32m（邊跨）。箱梁頂板寬度14.0m，底板寬10m。主墩處梁高2.8m，跨中及過渡墩處梁高1.5m。箱梁底板厚度和梁高按圓弧線變化。橋面1.5%的橫坡通過混凝土鋪裝層來實現(xiàn)。箱梁底板厚度0號塊為50cm，底板厚度由50cm按圓弧線變化至25cm。

2 有限元建模

2.1 有限元建模（見圖1、圖2）

圖1 三跨連續(xù)梁平面桿系模型

圖2 三跨連續(xù)梁桿系三維模型消隱顯示

采用橋梁博士3.1.0建立平面桿系模型，建模時，考慮到橋縱向采用雙幅并行布置形式，中間設(shè)置2cm沉降縫，計算模型取單幅三跨連續(xù)箱梁。全橋主梁共劃分為33個單元。邊界條件：落架之前主墩固結(jié)，落架后墩頂支座按照實際，一側(cè)采用固定支座，另一側(cè)采用滑動支座；兩邊跨端部設(shè)置一般支撐，約束豎向位移，允許橫橋向和縱橋向的位移以及三向轉(zhuǎn)動。0#塊和邊跨現(xiàn)澆段，支架采用固定節(jié)點與主梁節(jié)點采用豎向彈性連接。

2.2 施工階段劃分

全橋施工共劃分為18個施工階段，采用表1的施工順序劃分階段。

施工階段劃分 表1

3 施工階段正應(yīng)力分析

按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》第7.2.8條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混凝土的法向應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：壓應(yīng)力；拉應(yīng)力

考慮本橋施工時混凝土強度已達到標(biāo)準(zhǔn)強度的90%，故：壓應(yīng)力允許值為0.70f'ck=0.70×0.90×32.4＝20.41MPa；拉應(yīng)力允許值0.70f'tk＝-0.70×0.9×2.65＝-1.67MPa。

表2所列為施工階段混凝土的最大、最小正應(yīng)力。應(yīng)力分布見圖3。

由表2可見，主梁混凝土施工階段最大壓應(yīng)力為8.86MPa(第16施工階段)，最大拉應(yīng)力為-1.51MPa(第15施工階段)，均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié) 語

采用橋梁博士有限元軟件，對該三跨變截面連續(xù)箱梁橋進行施工階段模擬，對施工階段的主梁正應(yīng)力進行分析，結(jié)果表明主梁在施工中法向正應(yīng)力滿足規(guī)范要求。有限元分析過程可為其他同類橋梁分析計算提供參考。

主梁各施工階段混凝土正應(yīng)力表（MPa） 表2

圖3 施工階段正應(yīng)力分布圖

[1]JTGD62—2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]應(yīng)凌云.三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋靜力性能仿真分析與試驗研究[D].西安:長安大學(xué)，2013.

[3]譚逢剛.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的靜力有限元仿真分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2010.

[4]張君軍，歐劍輝，馮劍.某變截面連續(xù)箱梁橋靜力計算分析[J].山西建筑，2013（13）.

[5]褚奇.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工仿真分析與標(biāo)高控制研究[D].武漢:武漢理工大學(xué)，2008.

[6]王荔.20m+30m+20m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計[J].安徽建筑，2013（5）.