55m+90m+55m變截面連續(xù)箱梁的計算分析

1、<p>　　55m+90m+55m變截面連續(xù)箱梁的計算分析</p><p>　　摘 要：大跨度預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁具有結(jié)構(gòu)剛度大，行車舒適，線形簡潔美觀等優(yōu)點，特別是懸臂掛藍施工工藝的日益完善，使得此類橋梁的在跨越山谷、河道、及公路時，由于無需搭設(shè)昂貴的支架，往往成為橋梁方案的首選。本文結(jié)合余姚市蘭江大橋55m+90m+55m變截面連續(xù)箱梁的設(shè)計，介紹了應用midas civil有限元軟件對該類橋

2、型的建模分析過程，并總結(jié)了設(shè)計過程中的一些經(jīng)驗，可供同類橋梁設(shè)計作參考。 </p><p>　　關(guān)鍵字：變截面連續(xù)箱梁；懸臂澆注；midas；計算；分析 </p><p>　　中圖分類號：U448.14文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　蘭江大橋所跨姚江為

3、限制性Ⅳ級航道，通航凈寬55m，凈高7m，設(shè)計最高通航水位1.32m（國家85高程），河道與路線交角為100°，橋梁采用正交布置。本橋平面位于直線上，縱面位于R=6500m的凹形豎曲線和R=5000m的凸形豎曲線上。 </p><p>　　圖1 主橋立面布置圖 </p><p><b>　　2 主橋箱梁設(shè)計 </b></p><p>

4、　　2.1 箱梁構(gòu)造尺寸 </p><p>　　主橋上部結(jié)構(gòu)為（55+90+55）m三跨PC變截面連續(xù)箱梁，由上、下行分離的兩個單箱雙室箱型截面組成。單個箱體頂板寬18.25m ，厚0.28m，設(shè)2%的橫坡；底板寬12.00m，厚度由0.28m從跨中至距主墩中心3.25m范圍按1.8次拋物線變化成0.7m，橫橋向底板保持水平；箱梁根部梁高5.5m，跨中梁高2.5m，箱梁梁高從距跨中2.5m至距主墩中心1.75m處

5、按1.8次拋物線變化；腹板厚度1～7號塊為0.70m，10～13號塊為0.50m，在8～9號塊件范圍內(nèi)由0.65m按直線變化到0.45m；翼緣板懸臂長為3.125m，端部厚0.18m，根部厚0.65m。除在主墩墩頂設(shè)置一道厚2.5m的橫隔板，邊跨端部設(shè)厚1.5m的橫梁外，其余部位均不設(shè)橫隔板。中支點及跨中截面分別見圖2、圖3。 </p><p>　　圖2 中支點截面示意圖 </p><p>

6、;　　圖3 跨中截面示意圖 </p><p>　　2.2 箱梁預應力 </p><p>　　a、縱向預應力鋼束：縱向預應力鋼束設(shè)置了頂板束（T）、腹板下彎束（F）、邊跨底板束（B）、中跨底板束（Z）及邊跨合攏束（H）四種，縱向預應力分別采用12φs15.2和17φs15.2，張拉控制應力1376.4MPa。 </p><p>　　b、橫向預應力鋼束：橫向預應力鋼束采

7、用BM15-3扁錨體系，采用單端張拉，張拉控制應力1350MPa，單束控制張拉力為563kN。 </p><p>　　c、0號塊橫隔板橫向預應力采用BM15-4扁錨體系，采用單端張拉，張拉控制應力1350MPa，單束控制張拉力為750.6kN。 </p><p>　　d、箱梁豎向預應力、主墩臨時固接及采用JL32精軋螺紋鋼筋。 </p><p>　　3 結(jié)構(gòu)縱向受力

8、分析 </p><p><b>　　3.1 技術(shù)標準 </b></p><p>　　3.1.1設(shè)計荷載：公路-Ⅰ級； </p><p>　　3.1.2單幅橋面寬： 0.5景觀欄桿+4.5m輔車道+0.5m機非硬隔離+12.25m行車道+0.5m防撞護欄=18.25m。 </p><p>　　3.1.3環(huán)境類別：Ⅰ類。 &

9、lt;/p><p><b>　　3.2 主要材料 </b></p><p>　　主梁采用C55混凝土；預應力采用低松弛鋼絞線。 </p><p>　　3.3.1主要材料及指標：混凝土、鋼材、鋼絞線等均按規(guī)范要求或其它資料要求取值。 </p><p>　　3.3.2一期恒載：主梁混凝土重量26KN/m3，按實際斷面計算重量。

10、</p><p>　　3.3.3二期恒載：二期恒載為橋面鋪裝、防撞護欄等，匯總后的重量60KN/m。 </p><p>　　3.3.4掛籃：700KN。 </p><p>　　3.3.5沖擊系數(shù)： 0.05。 </p><p>　　3.3.6溫度影響力： a、體系升溫20℃ b、體系降溫20℃ c、按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2

11、004）第4.3.10條計算主梁梯度溫度。 </p><p>　　3.3.7支座沉降：每組支座不均勻沉降10mm。 </p><p>　　3.3.8徐變收縮：收縮齡期為3天;由程序自動計算各構(gòu)件的理論厚度。 </p><p><b>　　3.4 模型建立 </b></p><p><b>　　圖4 計算模型圖

12、</b></p><p>　　模型節(jié)點數(shù)量：103。單元數(shù)量：74。邊界條件數(shù)量：8 </p><p>　　全橋施工階段數(shù)量：16 ，施工階段步驟如下： </p><p>　　3.5 主要計算結(jié)果 </p><p>　　3.5.1正截面抗彎承載能力驗算： </p><p>　　成橋彎矩圖（kN-m） <

13、;/p><p>　　全橋最大彎矩出現(xiàn)在22號單元（橋墩墩頂處）： </p><p>　　3.5.2斜截面抗剪承載能力驗算： </p><p>　　成橋剪力圖（kN） </p><p>　　全橋最大剪力出現(xiàn)在22號單元（橋墩處）： </p><p>　　3.5.3正截面混凝土法向壓應力驗算： </p><

14、p>　　正截面混凝土法向壓應力驗算結(jié)果圖形 </p><p>　　按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）第7.1.5條驗算:滿足要求。 </p><p>　　3.5.4斜截面混凝土主壓應力驗算： </p><p>　　正截面混凝土法向壓應力驗算結(jié)果圖形 </p><p>　　按照《公路鋼筋混凝土及預

15、應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）第7.1.6條驗算: 滿足要求。 </p><p>　　3.5.5短暫狀況構(gòu)件應力驗算 </p><p>　　按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）第7.2.8條驗算：滿足規(guī)范要求。 </p><p><b>　　4 結(jié)語 </b></p>

16、<p>　　4.1 midas civil是國內(nèi)較為流行的橋梁三維軟件，與平面桿系軟件相比，能體現(xiàn)預應力鋼束、汽車的空間位置，分析相應扭矩，提高設(shè)計計算精度。 </p><p>　　4.2在建模過程中，由于對滿堂支架邊界條件處理時，只提供節(jié)點DZ方向的支撐，缺少DX、DY、RX、RZ方向的約束，造成計算結(jié)果奇異，讀者應引以為鑒。 </p><p>　　4.3 大跨度變截面連續(xù)箱梁

17、往往采用的是三向預應力體系，設(shè)計時應注意縱向、橫向、豎向預應力鋼筋的布置位置，避免出現(xiàn)互相沖突的情況，影響施工的可操作性。 </p><p>　　4.4 連續(xù)箱梁腹板變厚處宜設(shè)計在L/4處以抵抗主梁的抗剪（L為主跨跨徑）。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 預應力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計 人民交通出版社.

18、 </p><p>　　[2] JTG D60-2004.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范. </p><p>　　[3] JTG D62-2004.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 </p><p>　　[4] 橋梁工程（上、下冊）范立礎(chǔ)主編 人民交通出版社.. </p><p>　　作者簡介：陳家坷（1983-），男，浙江余姚人，工程師，從事