某連續(xù)剛構(gòu)大橋中跨合攏前頂推力計(jì)算

1、毛坯子大橋主橋中跨合攏段頂推力計(jì)算預(yù)應(yīng)力碎連續(xù)剛構(gòu)橋在完成體系轉(zhuǎn)換后，后期碎收縮徐變與降溫效應(yīng)相組合使兩墩之間主梁有縮短的趨勢，迫使墩頂向跨中方向發(fā)生位移，墩頂、墩底產(chǎn)生較大的彎矩，同時(shí)主梁受到碎纖維限制，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，對結(jié)構(gòu)造成危害。因此，在邊跨合攏后、中跨合攏前對中跨懸臂端部施加一個(gè)水平推力，使橋墩產(chǎn)生一個(gè)預(yù)偏位來抵抗上述位移，有利于橋梁后期受力，增加結(jié)構(gòu)的安全度。為此，監(jiān)控組根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，通過建立有限元模型，計(jì)算分析確定合攏頂推力值。一墩頂偏位與頂推力關(guān)系在結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型（圖1）中，需在最大懸臂工況下（即中跨合攏前）對懸臂端施加縱向的水平推力P,來消除各墩頂產(chǎn)生的水平偏位

2、圖1毛坯子大橋主橋有限元模型在最大懸臂端分別施加0KN、100kN、200kN、300kN的頂寸隹力，兩個(gè)主墩墩身對應(yīng)在0顆中心的節(jié)點(diǎn)（25號、71號節(jié)點(diǎn)）處的水平位移見表1。表1不同頂推力作用下主墩對應(yīng)節(jié)點(diǎn)水平位移（mm）（合攏溫差為0）節(jié)點(diǎn)頂杵25710KN100KN200KN300KN從表1中可以看出，控制截面節(jié)點(diǎn)的水平位移變化基本與頂推力呈線性變化，即每增加100KN勺頂推力，8#!又t應(yīng)0顆中心處水平偏位為，9#墩對應(yīng)0#塊中心處水平偏位為。有了上述節(jié)點(diǎn)位移量與頂推力的關(guān)系，即可開展頂推力優(yōu)化計(jì)算和溫度影響的分析。二頂推力計(jì)算收縮徐變對頂推力的影響在確定橋梁在運(yùn)營一段時(shí)間后因收縮徐變

3、影響所需的實(shí)際頂推量時(shí)，我們需要考慮以下兩個(gè)因素：（1）理論上的頂推量為長期收縮徐變后的累積縱向水平位移，結(jié)構(gòu)有限元模型是對橋梁結(jié)構(gòu)理想狀態(tài)的模擬，而實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的邊跨支座位移肯定會受到摩阻力的影響。（2）從成橋到收縮徐變完成需要很長時(shí)間，若預(yù)先頂推100%收縮徐變效應(yīng)值，這樣結(jié)構(gòu)在合龍完成后在運(yùn)營階段將會帶有由于頂推作用而引起的反向過大位移，并且在這期間還有活荷載的作用，這對運(yùn)營階段的橋墩產(chǎn)生很大的不利彎矩，更有可能引起開裂。另外雙薄壁墩一般采用柔性墩，設(shè)計(jì)上原本就容許有一定的縱向位移。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)一般只需預(yù)頂實(shí)際收縮徐變量的60%?？紤]橋梁運(yùn)營十年后，主墩對應(yīng)0制中心處節(jié)點(diǎn)位移如表2所示。

4、表2橋梁運(yùn)營十年后對應(yīng)節(jié)點(diǎn)水平位移（mm）（未頂推，合攏溫差為0）節(jié)點(diǎn)十年后累計(jì)位移60%十年累計(jì)位移2571在頂推力Pi作用下，各節(jié)點(diǎn)的水平位移量可按式（1）計(jì)算:6i=60%*6io即R=6/6i-i(3)式中：6i為各節(jié)點(diǎn)頂推產(chǎn)生的水平位移；6i-i為單位頂推力作用下各節(jié)點(diǎn)水平位移；P為頂推力；6io為橋梁運(yùn)營十年后節(jié)點(diǎn)累計(jì)水平位移。通過表i,表2及公式(3),可計(jì)算出：P25=&25/6i-25=X=-313KNP7i=7i/6i-7i=X=30iKN中跨合攏前對兩懸臂端頂推時(shí)，為了便于施工，兩個(gè)中跨合攏段的頂推力應(yīng)保持相等，即|P25|=P7io因此頂推力P=(|P25|+P7i)/

5、2=307KN=溫度對頂推力的影響現(xiàn)實(shí)條件下，實(shí)際合攏溫度往往與設(shè)計(jì)合攏溫度有一定差值，由于橋梁合攏后升溫較降溫對結(jié)構(gòu)受力有利，故盡量選擇低溫合攏。為了分析在設(shè)計(jì)溫度合攏后降溫對結(jié)構(gòu)的不利影響，計(jì)算了10個(gè)降溫值對主墩對應(yīng)0#塊中心節(jié)點(diǎn)水平位移的影響，結(jié)果見表3。表3合攏后降溫作用下對應(yīng)節(jié)點(diǎn)水平位移(mm)j節(jié)點(diǎn)降溫溫差2571000-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10由表3可以看出，溫度變化與各節(jié)點(diǎn)水平位移成線形比例關(guān)系，因此若合攏溫度與設(shè)計(jì)溫度溫差不為零，就要使各節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生水平位移，就必須采取預(yù)頂推的方法來消除合攏溫差產(chǎn)生的效應(yīng)。由合攏溫差產(chǎn)生的合攏變形需優(yōu)化的頂推力為：PiAT=AT

6、X6iAT+61-i（4）式中：Pat為因合攏溫差各節(jié)點(diǎn)所需調(diào)整的頂推力（kN）;AT為設(shè)計(jì)合攏溫度與實(shí)際合攏溫度的差值（C）；SiAT為升溫或降溫1C各節(jié)點(diǎn)的水平位移（mm）（結(jié)構(gòu)降溫效應(yīng)與升溫效應(yīng)相反）；6i-i為單位水平頂推力作用下各節(jié)點(diǎn)水平位移。由表3及公式（4）得出P25AT=ATX625aT+61-25=XAT/=ATP7iAT=ATX671at+61-71=XAT/=AT為方便施工，兩個(gè)中跨合攏段的頂推力應(yīng)保持相等，即|P25AT|=|P71AT|,頂推力PaT=（P5at+P71aT）/2=ATo最終合攏頂推力計(jì)算綜合考慮到體系轉(zhuǎn)換，混凝土收縮徐變及合攏溫度等影響因素，最終頂推力計(jì)算公式為：Pi頂推=PRat（5）依照設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)合攏溫度為18C,毛坯子大橋主橋合攏時(shí)間暫定為7、8月份。根據(jù)實(shí)際合攏溫度頂推力由下表所示：實(shí)際溫度（C）合攏溫差（C）溫差效應(yīng)（kN）頂推力