施工方法对混凝土连续梁桥内力及变形的影响.pdfVIP

内力及变形的影晌 弋二厂21I勺 ． L5’ xj． ， i： 学 螽五 萄■ 毫舢 ，l I／／ (／ 4 ? 提 要 当馄凝土连续粱桥采用节段建造}击施工时．结构的内力和变形是随施工的进行不断变 化和形成的，当施工过程不同时，由馄凝土自重及其收缩棘变所引起的成桥后的内力和变形会有 较大的差异．本文以一座三跨混凝土连续粱桥为倒，分析比较了采用三种施工方法(一次蓐架法， 运跨施工}击及番臂施工法埘戚桥后由于自重引起的结构内力及变形的影响，同时还比较分析了两 种常用的棘变模式对桥粲结构的长期影响． ．． ～ ， 丝 劫 一 、 前言 当前预应力混凝土超静定结构在桥梁上的应用日益增多，跨度越来越大，各种先进 的节段施工方法(如悬臂浇筑、悬臂拼装 逐跨架设等)也应运而生。在节段法施工过 程中，结构的几何特性，材料特性 所受荷载以及支承条件等均不断变化，不仅结构的 弹性内力需要分阶段计算．由混凝土收缩徐变引起的结构伏内力同样需要分阶段计算， 成桥后的内力和变形状态与施工过程有着直接的关系，因而当施工过程不同时，由混凝 土自重及其收缩徐变 昕引起的成桥后的内力及变形均会有较大的差异． 混凝土连续梁桥采用不同施工方法时影响其结构内力和变形的因素很多，主要可分 为以下几个方面：(1)}昆凝土的收缩、徐变；‘2)自重、加载龄期和弹性模量的影响：(3)预 应力筋的张拉及预应力损失；(4】施工荷载等．本文综合考虑了以上各种因素，采用杆系 结构有限元法，编制了预应力混凝土连续梁桥的藏工模拟跟踪分析程序，可以计算各种 方法施工的混凝土桥梁从藏工到成桥这一整个过程中的内力和变形，以及成桥若干年后 由于混凝土的收缩徐变引起的结构内力及主梁挠度的变化． 二、施工体系的形成 在预应力混凝土连续梁桥的节段施工过程中，施工是随梁段的逐渐架设连续进行 的，其中每架设一个新梁段都需要一定的时间，在这段时间里可能包括移动挂篮、浇筑 《工程力学》增刊 1998年 (拼装1粱段、混凝土的养护和力筋的张拉等过程，同时还有混凝土的收缩徐变、预应力 的损失、温度变化等的影响，结构内力和变形处于不断的变化过程中． 为了更好地模拟预应力混凝土连续粱桥的实际施工过程，考虑以上各阶段困素的影 响，本文采用有限元结合步进法对施工过程进行模拟跟踪分析，分析预应力混凝土连续 粱桥从开始施工到成桥这一整个过程．其过程如下 ： 首先将连续梁桥理想化为在节点处互相连接的平面粱单元的组合，每个单元具有相 同的龄期、收缩徐变特性、材料特性及截面特性，并假设每个单元温度分布相同． 第二，将结构经受收缩、徐变的过程划分为与施工过程相适应的时段 (如建造新单 元、张拉预应力筋、体系转换、施加施工荷载等)．其中，假设施工过程中结构外荷载 发生变化 (如建造新单元、张拉力筋、体系转换、施加施工荷载等)在瞬时内完成，即相 应的时段长度为零；而其余时段内无外荷载变化，结构在该时段内发生收缩徐变等。 第三，在每一时段，都对当时已形成的结构进行一次全面的分析，求出该时段内产 生的垒部节点位移增量和节点力增量(即结构内力和变形的增量)，上述增量与本时段开 始时的节点位移、节点力相加，即可得出本时段结柬时 (亦即下一时段开始时)的节点 位移和节点力的状态． 这样，通过对当时段求得结构的内力和变形增量，从而实现对预应力混凝土连续梁 桥从开始施工到成桥这一整个过程中任一时刻的内力和变形状态的跟踪分析． 三 混凝土的收缩、徐变对施工过程影响的计算 大跨度预应力混凝土连续槊桥采用节段法施工时，各节段混凝土的加载龄