海子湖十五跨一联PC连续箱梁桥悬臂施工关键技术研究

发布时间：2020-05-19 18:34

【摘要】：由于多跨长联预应力连续梁桥减少了中间伸缩缝的设置数量,在提高行车舒适性与安全性的同时也增加了桥梁的耐久性。但其多跨一联的设置,每个桥墩都为梁体提供了一个支点,属于多次超静定结构,采用悬臂浇筑法施工时在外界温度变化、混凝土收缩徐变、预应力损失作用下,支座纵向偏移量会较一般跨数的连续梁更大。同时,多跨长联预应力连续梁桥具有多种跨径,不同跨径主梁梁高与横截面各异,可设计多种合龙方案进行合龙施工,在不同的合龙顺序下,桥梁施工难度与施工工期不同,梁体在混凝土收缩徐变、预应力作用下产生的次内力不同,进而影响成桥后桥梁线形。此外,悬臂浇筑过程中0号块在临时约束、预应力等作用下应力分布复杂,极易出现裂缝等病害。本文以海子湖十五跨一联混凝土连续梁桥为背景,针对海子湖大桥悬臂施工中的一些重点难点问题主要研究了以下内容:(1)利用桥梁计算软件Midas建立了6个定义不同合龙顺序的有限元模型,对比分析了不同合龙顺序对全桥合龙后主梁应力、累计位移以及成桥次内力的影响,同时应用数理统计方法研究了不同合龙顺序对合龙段两侧主梁的应力、累计位移以及合龙高差等统计量,确定出了最优合龙方案,为同类工程提供有益的参考;(2)利用桥梁通用有限元软件Midas建立全桥有限元模型,根据施工图设计文件详细定义了桥梁悬臂法施工的不同阶段,研究了各墩台支座在预应力、收缩徐变、温度作用下产生的纵向偏移,讨论了产生纵向偏移的主要因素,提出了合理的支座纵向预偏量设置方法;(3)针对桥梁抗震设计中常用的摩擦摆支座,对比分析了在设置摩擦摆支座与一般类型支座时,预应力、收缩、徐变作用对支座预偏量的影响;(4)利用有限元分析软件ANSYS建立0号块的三维有限元实体模型,分析了海子湖大桥P2、P3墩0号块在浇筑完成阶段、浇筑18号块、最大悬臂阶段、全桥合龙阶段的纵横向应力的分布,为设计与施工提供有益的借鉴。
【图文】：

悬臂浇筑施工,海子,特大桥

c）挂篮构造 d）悬臂浇筑施工图 1.5 海子湖特大桥悬臂浇筑施工.2 平衡悬臂浇筑施工难点对于多跨预应力混凝土连续梁悬臂施工技术要求高，施工控制难度大，通过现场反查询国内外相关文献总结出以下施工难点：（1）对于大跨度多跨长联复杂连续梁设计，支座预偏量的设置对成桥后梁体受力影响很大，需要在施工 0#块前合理设计相关支座预偏量，同时保证施工的顺序进行工质量。（2）大跨度多跨长联桥梁的合龙施工伴随多次体系转换，同时超静定结构在钢束、支座变形以及温度变化时会引起结构次内力，内力调整比较繁琐；此外，，不同合序对连续梁相关支座预偏量计算与设置、成桥内力、成桥线形与梁体应力分布均有，确定相关的施工对策。应设计多种合拢方案并进行比对分析，拟定最优方案。（3）长联预应力合龙段施工时，劲性骨架的构造形式、焊接质量以及承载力对合龙质量影响很大。其在整体升温与混凝土收缩徐变作用下所受轴向压力较一般联长更

特大桥墩,永久支座,海子

图 2.3 海子湖特大桥墩顶永久支座边界模拟海子湖特大桥主梁永久双支座有限元模拟如图 2.3 所示，在相应双支座顶板中心处各建立一个节点，并将各节点沿竖向（Z 向）复制一个支座高度，然后将顶板支座节点与主梁对应节点用刚性连接施加约束，支座顶板节点与底板节点用弹性连接的一般类型连接，底板节点利用一般支承固结。（4）输入荷载。施工阶段分析时需要将各种荷载的类型定义为施工阶段荷载，施工阶段荷载效应在施工阶段累计叠加，而在成桥阶段不起作用。在预应力连续梁悬臂施工阶段需要定义的荷载主要有自重、预应力荷载、挂篮荷载、节段湿重、二期荷载。其中自重在施工阶段激活时自动施加效应，如果其荷载类型没有定义为“施工阶段荷载（CS）”，在进行荷载组合时，如果使用程序自动生成荷载组合，自重效应会重复计算。表 2.3 midas 中主要单元特性单元名称节点数目单元特性桁架单元 2 节点线单元属于空间二力杆，只传递轴向拉力、压力，只具有轴向刚度，可施加初拉
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U445.4

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