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摘 要:以赣龙铁路小隘特大桥(40+72+72+72+72+40)m预应力混凝土连续梁为工程实例,分析了主跨4x72m的预应力梁的构造特点和设计,建立了平面有限元模型和空间梁格模型对梁进行结构计算,通过对应力、强度和位移结果等指标的比较分析,表明该多跨预应力连续梁的设计合理、安全,同时论证了用平面有限元模型设计此类桥型安全可靠、方便快捷,以及用空间有限元模型对其校核的合理性和实用性。
关键词:预应力连续梁 平面有限元 空间有限元 应力分析
1、结构体系
2、结构尺寸
中支点梁高为5.80m,高跨比1/12.4,跨中及边跨梁端处梁高为3.20m,高跨比1/22.5,见图2。梁体下缘除边跨梁部5.6m和合拢段为直线段外,梁底曲线均按半径R=217.117m的圆曲线变化。
梁体为单箱单室、变高度、变截面结构,全桥箱梁顶宽12.2m,支点处底宽7.2m,跨中处底宽6.4m,顶板厚度46~96cm,腹板厚度50~140cm,底板厚度50~150cm。在端支点、中支点及跨中共设11个横隔板,隔板设有孔洞,供检查人员通过。
主要设计参数
1、线路设计指标
设计速度按客车200 km/h,货车120 km/h。线路为双线,直线梁,线间距4.6 m。设计使用年限在正常使用条件下梁体结构设计使用寿命为100年。地震烈度,结构适用于设防烈度7度及以下地区。
2、设计荷载
2.1 恒载
2.2 活载
2.3 温度荷载
计算与分析
多跨预应力混凝土连续梁桥,桥梁跨度多、长度较大,为保证计算的准确性,利用有限元软件分别建立了平面模型、空间梁格模型进行受力分析。其中,平面模型建模简单,调整预应力钢筋的配置较为方便;空间梁格模型建模复杂,计算结果更为合理精确,但不便于调索,在设计中应用过繁,可将空间计算结果对平面设计结果进行检算。
1、平面模型
2、空间梁格模型
施工方法分析
张拉应在梁体强度及弹性模量达到设计强度的90%后进行,且必须保证张拉时梁体混凝土龄期不小于7天。施工顺序如下:①施工主桥基础及桥墩,立模灌筑0号梁段,并张拉本阶段预应力钢筋;②以2号~6号墩为中心,对称移动挂篮悬臂灌筑A1、B1段,并张拉本阶段预应力钢筋;③再依次对称移动挂篮,悬臂灌筑A2~A8段、B2~B8段,并张拉本阶段预应力钢筋;④拆除挂篮,用悬吊支架现浇第二、第五孔合龙段;⑤待梁段混凝土的强度和弹模均达到100%,张拉本阶段预应力钢筋,然后浇筑第三、第四孔合龙段;⑥最后安装边跨合龙段的临时刚性连接构造,浇筑边跨第一、第六孔合龙段;⑦拆除悬吊支架和临时结构,成桥;⑧施工二期恒载。
结束语
在桥梁跨越地势复杂,跨越道路、河流众多,宜采用多跨预应力混凝土连续梁,它不仅结构安全合理,而且经济耐用,施工工艺还可最大程度的减小对下方高等级道路的行车影响。
针对小隘特大桥采用的(40+72+72+72+72+40)m预应力混凝土连续梁,建立平面有限元和空间有限元模型,从两种模型的计算结果分析表明,平面与空间模型各项结果一致,因此宜采用平面有限元模型做设计和调索,采用空间有限元模型进行校核。
从设计参数选用、结构构造、平面模型和空间模型单元划分、计算分析、施工流程等方面的分析论述,较详细阐述了此类桥梁的特点,可以为今后同类桥梁的设计提供一定的依据和参考。
(作者单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司)
关键词:预应力连续梁 平面有限元 空间有限元 应力分析
1、结构体系
2、结构尺寸
中支点梁高为5.80m,高跨比1/12.4,跨中及边跨梁端处梁高为3.20m,高跨比1/22.5,见图2。梁体下缘除边跨梁部5.6m和合拢段为直线段外,梁底曲线均按半径R=217.117m的圆曲线变化。
梁体为单箱单室、变高度、变截面结构,全桥箱梁顶宽12.2m,支点处底宽7.2m,跨中处底宽6.4m,顶板厚度46~96cm,腹板厚度50~140cm,底板厚度50~150cm。在端支点、中支点及跨中共设11个横隔板,隔板设有孔洞,供检查人员通过。
主要设计参数
1、线路设计指标
设计速度按客车200 km/h,货车120 km/h。线路为双线,直线梁,线间距4.6 m。设计使用年限在正常使用条件下梁体结构设计使用寿命为100年。地震烈度,结构适用于设防烈度7度及以下地区。
2、设计荷载
2.1 恒载
2.2 活载
2.3 温度荷载
计算与分析
多跨预应力混凝土连续梁桥,桥梁跨度多、长度较大,为保证计算的准确性,利用有限元软件分别建立了平面模型、空间梁格模型进行受力分析。其中,平面模型建模简单,调整预应力钢筋的配置较为方便;空间梁格模型建模复杂,计算结果更为合理精确,但不便于调索,在设计中应用过繁,可将空间计算结果对平面设计结果进行检算。
1、平面模型
2、空间梁格模型
施工方法分析
张拉应在梁体强度及弹性模量达到设计强度的90%后进行,且必须保证张拉时梁体混凝土龄期不小于7天。施工顺序如下:①施工主桥基础及桥墩,立模灌筑0号梁段,并张拉本阶段预应力钢筋;②以2号~6号墩为中心,对称移动挂篮悬臂灌筑A1、B1段,并张拉本阶段预应力钢筋;③再依次对称移动挂篮,悬臂灌筑A2~A8段、B2~B8段,并张拉本阶段预应力钢筋;④拆除挂篮,用悬吊支架现浇第二、第五孔合龙段;⑤待梁段混凝土的强度和弹模均达到100%,张拉本阶段预应力钢筋,然后浇筑第三、第四孔合龙段;⑥最后安装边跨合龙段的临时刚性连接构造,浇筑边跨第一、第六孔合龙段;⑦拆除悬吊支架和临时结构,成桥;⑧施工二期恒载。
结束语
在桥梁跨越地势复杂,跨越道路、河流众多,宜采用多跨预应力混凝土连续梁,它不仅结构安全合理,而且经济耐用,施工工艺还可最大程度的减小对下方高等级道路的行车影响。
针对小隘特大桥采用的(40+72+72+72+72+40)m预应力混凝土连续梁,建立平面有限元和空间有限元模型,从两种模型的计算结果分析表明,平面与空间模型各项结果一致,因此宜采用平面有限元模型做设计和调索,采用空间有限元模型进行校核。
从设计参数选用、结构构造、平面模型和空间模型单元划分、计算分析、施工流程等方面的分析论述,较详细阐述了此类桥梁的特点,可以为今后同类桥梁的设计提供一定的依据和参考。
(作者单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司)