洛塘河右線特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁彈模參數(shù)差異性研究
2017-04-25
洛塘河右線特大橋主橋上構(gòu)采用40+2×64+40m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，主梁為單箱單室箱梁，箱梁頂橫坡為2%，箱梁頂寬為 11.36～13.117m，左側(cè)翼緣寬2.041m，右側(cè)翼緣寬由1.651m漸變至3.408m，支點(diǎn)處梁高中心高度5.3m，底板厚度0.80m，跨中梁高 3.1m，底板厚度0.45m，連續(xù)梁懸臂部分箱梁采用變截面，梁高及底板厚度均按二次拋物線漸變。箱梁0號(hào)梁段，邊跨9-1號(hào)梁段在支架上立模澆筑，合龍段在吊架上澆筑，其余梁段均采用掛籃懸澆施工。該連續(xù)梁已經(jīng)全部施工至6#塊時(shí)發(fā)現(xiàn)除0#塊、1#塊彈模滿足規(guī)范要求外，其余各塊彈模均較低，普遍在28GPa左右，只能達(dá)到規(guī)范彈模的70%，所有塊段砼強(qiáng)度均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。因此，有必要分析主梁彈性模量偏低對(duì)施工過(guò)程中主橋的安全性及其線型的影響。
1 分析結(jié)果
1.1 分析方法
根據(jù)施工單位提出的問(wèn)題，在施工中發(fā)現(xiàn)除0#塊、1#塊彈模滿足規(guī)范要求外，2、3、4、5#各塊彈模均較低，普遍在28GPa左右，只能達(dá)到規(guī)范彈模的70%，所有塊段砼強(qiáng)度均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。
針對(duì)上述問(wèn)題，采用有限元Midas軟件，根據(jù)該橋的施工過(guò)程，建立有限元分析模型。為了分析個(gè)別混凝土梁段彈性模量的降低對(duì)主梁應(yīng)力及線型的影響，本報(bào)告分為兩種分析工況。工況一：所有梁段混凝土的彈性模量均按設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)取值，即彈性模量E=34.5Gpa；工況二：將0、1#塊混凝土的彈性模量取為34.5Gpa，其余塊段混凝土的彈性模量調(diào)整為28GPa。
根據(jù)以上計(jì)算工況，進(jìn)行有限元分析，給出梁體主要施工階段及成橋以后主梁關(guān)鍵截面的撓度與應(yīng)力變化量值。9為第一跨跨中，28為第二跨跨中，56為第三跨跨中，75為第四跨跨中，14為11#橋墩左側(cè)截面，20為11#橋墩右側(cè)截面，39為12#橋墩右側(cè)截面。主梁各控制截面如圖1所示。
1.2 主梁撓度分析
恒載作用下各施工階段梁體撓度對(duì)比分析：恒載作用下主梁的撓度變化，選取如下幾個(gè)控制施工階段進(jìn)行分析。邊跨現(xiàn)澆段（CS1）、邊跨合攏段（CS2）、中主墩掛籃拆除（CS3）、中跨合攏段（CS4）、中主墩臨時(shí)固結(jié)拆除（CS5）、二期恒載上橋（CS6）、收縮徐變（CS7）。兩種分析工況下，恒載作用下各控制截面的主梁撓度數(shù)值見表1。
從表1可知：（1）盡管主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量偏低，但各施工階段下（工況二）主梁的變形規(guī)律與設(shè)計(jì)狀態(tài)（工況一）基本一致；（2）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，受結(jié)構(gòu)自重及預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的綜合影響，導(dǎo)致恒載作用下主梁控制截面的撓度反拱值較設(shè)計(jì)值偏?。唬?）對(duì)應(yīng)收縮徐變3650天后，兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差4.5mm。
2 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上分析，可得到如下的主要結(jié)論：（1）主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低對(duì)主梁的撓度有一定的影響，但對(duì)應(yīng)力影響較小。（2）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，受結(jié)構(gòu)自重及預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的綜合影響，導(dǎo)致恒載作用下主梁控制截面的撓度反拱值較設(shè)計(jì)值偏小；應(yīng)收縮徐變3650天后，兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差4.5mm。（3）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，在活載作用下，主梁各控制截面的撓度值較設(shè)計(jì)值偏大；兩種工況下主梁中跨跨中截面的撓度變化最大，最大相差0.87mm（單線）。（4）盡管主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低，但在恒載作用下主梁各控制截面上緣或下緣的最大應(yīng)力值變化較?。磺易畲髩簯?yīng)力數(shù)值均小于混凝土的容許壓應(yīng)力，說(shuō)明混凝土彈性模量的降低對(duì)主梁的施工安全影響較小。（5）由于主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量降低對(duì)主梁的恒載撓度影響較大，但對(duì)活載作用下的撓度影響相對(duì)較小。而恒載撓度可以通過(guò)施工控制調(diào)整預(yù)拱度標(biāo)高來(lái)消除其影響，所以主梁個(gè)別節(jié)段混凝土彈性模量的降低不會(huì)引起主梁的撓度超標(biāo)問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)：
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