某连续--刚构桥合龙顺序比较及合龙顶推力优化.pdf

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1、第2期(总g221期)山西交通科技NO．22013年4月SHANXISCIENCE＆TECHNOLOGYofCOMMUNICATIONSADr．某连续一刚构桥合龙顺序比较及合龙顶推力优化邓一郎，邹恩杰(1．山西省交通科学研究院，山西太原030006；2．中国路桥工程有限责任公司，北京100011)摘要：通过对某高速7×120m连续一刚构桥计算分析，采用影响矩阵和最小弯曲应变能的方法，推导了此种桥型在合龙顺序、合龙项推力的最优化方案，并为该类型桥梁设计提供一定的参考。关键词：连续一刚构桥；合龙；顺序；

2、顶推力；影响；矩阵中图分类号：U448．23文献标识码：A文章编号：1006—3528(2013)02-0061-020引言从目前服役的大跨刚构桥长期运营状况来看，广泛存在着腹板开裂、主梁跨中下挠等严重问题。在图1模型离散图长期竖向荷载和收缩徐变的双重影响下，在使主梁(以下简称先中后边)两种合龙顺序方案做对比优化跨中下挠的同时，也会使主墩墩顶产生向跨中的纵分析。向位移。为改善桥梁跨中下挠趋势，降低主墩墩顶因基于本桥为预应力混凝土结构，非线性效应不纵向位移引起的墩底受力不利影响，在刚构桥合龙明显，可以

3、采用合龙顶推力影响矩阵对其顶推力进施_[的过程中，一般会对梁体施加一对水平顶推力，行优化。由于本桥过渡墩和次边墩设置滑动盆式支给主墩作用一个反向位移，以达到抵消合龙温差和座，因此不对最边跨和次边跨施加合龙顶推力。本文收缩徐变引起的主墩水平位移、降低主梁后期徐变优化方案的控制目标是：采用顶推措施使各刚构墩下挠的目的”1。产生与l0年收缩徐变周期内方向相反，大小相等的本文以目前在建的某特大桥为例，该桥为墩顶位移，计算公式为【c]bq=ia】。(67+7×120+67)in的连续一刚构桥，除过渡分联墩和次

4、边墩共4个墩设置纵向滑动支座外，其他墩均采用墩梁固结的双肢薄壁空心墩，原设计采用从边其中[c】=lcz，c为第顶推跨顶推跨到中跨的合龙顺序，合龙时未施加合龙顶推力。本文旨在通过理论分析与有限元模型计算，提出该桥力在i号顶推墩产生的墩顶位移。合拢顺序与合龙顶推力的优化调整方案。f1]1优化理论与方法=I【lJ，为第i跨顶推力；[△】=l-△：l，△为根据桥梁结构形式，采用桥梁计算通用程序_△Jmidas2010对桥梁结构进行离散模拟，共离散第号顶推墩10年徐变周期内产生的墩顶位移。535个节点、515

5、个单元，如图1。同时，为较为准确模拟墩顶水平变位，承台底采由于本桥长联多跨的特点，需要多达9次合龙用刚度系数法，根据每个桥墩的桩长和相应的地质，及体系转换，因为对称合龙，由此产生的对称合龙顺计算出各个墩承台底的刚度弹簧矩阵(只计算序高达A55=120种，因限于篇幅，本文仅对从最边跨平面)，如图2(第62页)。到最中跨(以下简称原设计)和从最中跨到最边跨收稿日期：2012—06一l】；修回日期：2012—12—25作者简介：邓一郎(1986一)，男，湖南常德人，助理程师，大学本科，2008年毕业于湖南

6、大学土木工程专业；邹恩杰(1974一)，男，吉林榆树人，高级lT程师，大学本科，1999年毕业于武汉城市建设学院交通土建I程譬业。·62·山西交通科技2013年第2期11+原设计成1桥时日l．-_原设计110年后潍趟+原设计成一桥时优化一原设计10。年后优化2号墩3号墩4号墩5号墩6号墩7号墩图4原设计合龙方案各墩顶位移图2支座刚度弹簧矩阵2计算结果对比与分析经程序计算比较，在施加顶推力后，主梁应力变化较小，基本在0．2MPa以下，同时，主梁上拱值采用不同的方案也基本不变，故本文不再对主梁应力图5先

7、中后边合龙方案下各墩顶位移和上拱值做综合比较。从图4、图5可以看HJ，采用施加顶推力的优化2．1顶推力大小与分析方案后，各优化方案合龙10年后与各自成桥未优化为达到采用顶推措施的优化方案后，墩顶位移时墩顶位移基本一致，满足优化控制目标，极大地降在收缩徐变1O年后与未使用顶推措施普通方案成低了成桥10年后墩顶位移。在先中后边合龙方案桥时的位移相同，根据墩顶位移影响矩阵法f门=【c】下，各墩位移总量最小，变化更加均匀。】，求解得到原设计和先中后边两种合龙顺序的顶2．3墩底弯矩大小与分析推力，如图3。根据

8、施T时施加顶推力与否，得到不同方案下成桥时和收缩徐变lO年后墩顶位移，如图6、图7，为综合对比，均为墩底弯矩的绝对值。25000一原设计优化+原设计成20000桥时—-先中后边优化＼／15000一原设计10年后10000．／-％．＼／／+原设计成器5000桥时优化0一甄设计1O年后优化图3两种优化方案顶推力-50002号墩3号墩4号墩5号墩6号墩7号墩从图3可以看：a)由于本桥从1号墩到8号图6原设计合龙方案各墩底弯矩墩墩高呈现递减趋势，故顶推力沿桥梁跨中不完全180