毕冠华 (山东潍坊滨海经济开发区中央商务区建设管理办公室,山东 潍坊 262737)

1 工程概况

某地区漳河大桥主桥为三跨预应力混凝土变截面直腹板连续梁桥,采用单箱双室截面,跨径布置为:32m(边跨)+49m(主跨)+32m(边跨)。箱梁顶板宽度14.0m,底板宽10m。主墩处梁高2.8m,跨中及过渡墩处梁高1.5m。箱梁底板厚度和梁高按圆弧线变化。桥面1.5%的横坡通过混凝土铺装层来实现。箱梁底板厚度0号块为50cm,底板厚度由50cm按圆弧线变化至25cm。

2 有限元建模

2.1 有限元建模(见图1、图2)

图1 三跨连续梁平面杆系模型

图2 三跨连续梁杆系三维模型消隐显示

采用桥梁博士3.1.0建立平面杆系模型,建模时,考虑到桥纵向采用双幅并行布置形式,中间设置2cm沉降缝,计算模型取单幅三跨连续箱梁。全桥主梁共划分为33个单元。边界条件:落架之前主墩固结,落架后墩顶支座按照实际,一侧采用固定支座,另一侧采用滑动支座;两边跨端部设置一般支撑,约束竖向位移,允许横桥向和纵桥向的位移以及三向转动。0#块和边跨现浇段,支架采用固定节点与主梁节点采用竖向弹性连接。

2.2 施工阶段划分

全桥施工共划分为18个施工阶段,采用表1的施工顺序划分阶段。

施工阶段划分 表1

3 施工阶段正应力分析

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第7.2.8条规定,在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合下列规定:压应力;拉应力

考虑本桥施工时混凝土强度已达到标准强度的90%,故:压应力允许值为0.70f'ck=0.70×0.90×32.4=20.41MPa;拉应力允许值0.70f'tk=-0.70×0.9×2.65=-1.67MPa。

表2所列为施工阶段混凝土的最大、最小正应力。应力分布见图3。

由表2可见,主梁混凝土施工阶段最大压应力为8.86MPa(第16施工阶段),最大拉应力为-1.51MPa(第15施工阶段),均满足规范要求。

4 结 语

采用桥梁博士有限元软件,对该三跨变截面连续箱梁桥进行施工阶段模拟,对施工阶段的主梁正应力进行分析,结果表明主梁在施工中法向正应力满足规范要求。有限元分析过程可为其他同类桥梁分析计算提供参考。

主梁各施工阶段混凝土正应力表(MPa) 表2

图3 施工阶段正应力分布图

[1]JTGD62—2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]应凌云.三跨变截面预应力混凝土连续梁桥静力性能仿真分析与试验研究[D].西安:长安大学,2013.

[3]谭逢刚.预应力混凝土连续梁桥的静力有限元仿真分析[D].成都:西南交通大学,2010.

[4]张君军,欧剑辉,冯剑.某变截面连续箱梁桥静力计算分析[J].山西建筑,2013(13).

[5]褚奇.预应力混凝土连续梁桥施工仿真分析与标高控制研究[D].武汉:武汉理工大学,2008.

[6]王荔.20m+30m+20m预应力混凝土连续梁桥设计[J].安徽建筑,2013(5).