高次正弦曲线分配法在矮塔斜拉桥预拱度设置中的应用研究.pdfVIP

路 桥 工 程 第4卷　第17期 CONSTRUCTION 2014年6月 高次正弦曲线分配法在矮塔斜拉桥预拱度设置中的应用研究  叶锡钧 广州市市政集团有限公司　广东广州　510060 摘　要：针对大跨度桥梁悬臂施工中如何合理设置预拱度的问题，首先从施工和使用两个阶段着手分析影响预拱度的主要因素，接着从桥梁 线形美观、有利行车为出发点提出按高次正弦曲线分配预拱度的方法，最后将该方法应用于陈村特大桥的施工监控中。结果表明，该方法的拟合 结果能与计算值基本重合，成桥线形比较平顺、协调，比二次曲线拟合有更好的效果，而且其操作使用简单，具有一定的工程实用价值。 关键词：矮塔斜拉桥；悬臂施工；预拱度；高次正弦曲线；施工监控 中图分类号：TU311 文献标识码：A 桥梁预拱度设置恰当与否，直接影响施工合拢质量、成桥线形以 计算每个施工节段的施工预拱度时，考虑的因素有：箱梁结构自 及运营阶段的使用性能。矮塔斜拉桥的预拱度设置分施工预拱度和使 重、预应力效应、斜拉索索力、混凝土前期收缩和徐变、挂篮重量及 用预拱度。施工预拱度的设置是为了消除施工过程中的混凝土自重和 合龙阶段的平衡配重、顶推力及混凝土收缩徐变引起的二次内力、二 弹性模量、施工临时荷载、预应力荷载、斜拉索索力等各种荷载对线 期恒载等，取成桥后 10 年后的线形作为理想设计线形，如图 3 所示。 形的影响，其设置是取二期铺装完成后结构累积挠度值的反号值；设 置使用预拱度是为了消除后期混凝土收缩、徐变和活载对线形的影响， 由于混凝土收缩、徐变和活载引起的挠度值一般不是很规则，如将其 反号值作为使用预拱度，会造成成桥线形的不平顺 [1-3] 。 目前设置使用预拱度的方法一般都是在理论计算的基础上，根据 经验确定跨中最大预拱度后，按某种曲线向全跨分配，普遍采用的是 按二次抛物线的方式进行分配 [4] 。根据有关研究[5] ，对于连续刚构桥， 其收缩和徐变变形在中跨 L/4 处产生的挠度约为跨中的 1/2，而应用二 次抛物线分配预拱度时，L/4 处与跨中的预拱度比为 3/4，此结果与简支 图3　主梁挠度：运营十年后+1/2活载 梁计算结果吻合较好，但偏离连续刚构桥理论计算值，且在各墩顶处 则预拱度 f i 为： 出现尖点，造成行车不顺畅。鉴于此，本文提出一种按高次正弦曲线 f f =+ −f + f + f + f 　 （1） i iw ( ip ) ic ib is 分配预拱度的方法，并将其应用于陈村特大桥的施工监控中，该方法 能使各墩顶两曲线相接处、最大预拱度处的切线斜率为零，保证行车 式中， f i 为第 i 节段的预拱度； f iw 为第 i n 节段自重在第 i 节段 顺畅。 处引起的挠度值； f ip 、 f ic 分别为第 i 节段上纵向预应力束、斜拉索张 1　工程实例 拉后引起的上挠值； f ib 为第 i 节段施工中的挂篮弹性变形值； f is 为由 1.1 工程概况 收缩、徐变、温度、二期恒载、活载等综合因素引起的挠度值。其中，挂 陈村特大桥是广明高速公路（广州段）主线上的一座双塔单索 面预应力混凝土矮塔斜拉桥。主桥长 458m，主跨 218m，桥跨布置为 篮弹性变形值 f ib 可以通过挂篮安装使用前的预压荷载试验及实际节段自 （120+218+120）