大跨度预应力连续梁桥分节段支架现浇施工受力分析及优化研究

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目前,挂篮悬臂浇筑法是大跨度预应力混凝土连续梁桥最主要的施工方法之一,但是受挂篮的重量系数限值,采用挂篮悬臂施工的梁节段长度划分较短,当工程受到施工工期、成本及现场限制等因素时,有时候不得不更改施工方案。将挂篮悬臂浇筑更改为分节段支架现浇,可以合并原设计梁节段,增大一次循环现浇梁节段长度,从而有效缩短施工工期。本论文针对施工方法的改变对连续梁桥的受力特性影响,研究了主梁在分节段支架现浇和挂篮悬臂现浇两种施工方法下的受力差异,对施工方案改变后主梁的预应力钢束进行了优化分析研究,以及支架拆除顺序对主梁受力的影响。主要完成了以下工作:1、采用有限元分析计算软件桥梁博士,分别建立采用挂篮悬臂施工和节段支架施工的计算模型,对两种施工方案的施工过程进行了模拟计算分析,根据计算结果对主梁截面应力、梁体位移和墩顶梁截面负弯矩进行了对比分析。2、针对节段支架现浇与挂篮悬臂现浇连续梁桥,在主梁合龙前的施工过程中,由于主梁受力的结构形式不同,以及施工方法的改变导致施工荷载的改变,对主梁合龙前的纵向预应力钢束进行了优化分析。对主梁的顶板束和腹板束设计了三种不同的钢束优化方案,分别建立了这三种优化方案的计算模型,对预应力钢束的优化进行计算研究。3、计算分析了节段支架施工时支架拆除顺序对主梁内力、位移变形和墩顶梁截面负弯矩的影响,分为三种不同的拆架方案,分别建立这三种方案的计算模型,对其施工过程进行计算分析。论文研究结果表明:在不得不对悬臂施工设计的连续梁桥进行方案更改时,分节段支架现浇法是较好的施工方案替代,不仅可以提高施工效率,缩短施工工期;还可以减少预应力钢束的用量,节约成本,但需要对施工监控及桥梁线形方面予以特别地关注。
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