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Midas Civil在连续刚构桥监控预拱度控制中应用


Midas Civil 在连续刚构桥监控预拱度控制中的应用 摘 要:结合某预应力混凝土连续刚构桥监控量测实例 ,通过 midas civil[1]空间有限元程序计算 , 确定了较为合理的预拱度 , 确定立模标高。 从而快速指导施工, 可供同类悬臂浇筑桥参考借鉴。 关键词:悬臂施工;预拱度;施工监控 引 言:连续刚构桥一般采用的是挂蓝悬臂浇筑施工方法。对于该 类施工方法,桥梁监控的原则是变形控制,同时综合考虑内力和稳 定性。在施工中采用如下的控制策略:施工过程中主梁标高和线形 的控制通过设置合理的预拱度来实现,而桥梁的内力和稳定通过应 力测试、挠度测量、桥墩水平位移测量来监视,确保成桥线形和设 计线形基本一致,保证全桥控制截面应力在安全范围内。 大跨径预应力混凝土连续刚构桥的主梁在每一节段的施工过程 中,都需要观测箱梁顶面、底面的挠度,为控制分析提供实测数据 [2]。同时,在节段立模、混凝土浇筑、预应力张拉前后,也需要 观测主梁挠度变化和相应的应力变化,以便与分析预测值作比较, 并为状态修正提供依据[3]。 一、工程概况 xx 桥是位于 xx 市的一座桥梁,桥轴线与水流方向基本正交,路线 与河中心交点桩号为 k3+619.595,主桥为 40+70+40m 连续刚构。墩 柱直径φ 1.6m;旋转钻孔桩基础,桩直径φ 1.8m;1 号、2 号、5 号 墩桩顶间设系梁,系梁截面为 120(宽)×150(高)cm。3 号、4 号主墩采用钢筋混凝土单矩形实体墩身, 水平断面为 6.5m (宽) x2m (厚) ,承台接钻孔灌注桩基础;承台厚 3m。桩径 150cm,双排四 列布置。 xx 桥设计荷载为公路-i 级; 桥面宽度为整体式断面, 人行道 2m (含 栏杆)+16m(行车带)+2m 人行道(含栏杆) ,全桥宽 20m。该桥的 桥型布置图如图 1 所示;横断面图如图 2 所示。 二、建模分析 主桥采用有限元软件 midas civil 建模分析,建模时,尽量使模 型与桥梁实际工作状态相同[4]。主桥建模主要考虑一幅桥梁的桥 墩、主梁。一幅桥共计 74 个单元,42 个边界条件。主梁采用单箱 单室箱梁模拟,采用中上部方式,利用弹性连接模拟支座,用刚性 连接连接主梁与支座。主桥计算模型见图 3。 主桥箱梁按 a 类预应力构件设计,按梁单元进行主梁施工及成桥 阶段的结构静力计算,材料按线弹性计。永久作用包括: 结构重力、 预加力、混凝土收缩及徐变作用,可变作用包括:车道荷载、温度 作用。计算中考虑了施工阶段的施工荷载(挂篮等)及使用阶段车 道荷载作用下引起的结构内力、应力、位移影响。主要计算参数取 值:1)温度荷载:基准温度按 20°c,有效温度标准值按最高 40° c,最低-5°c 取值[5];在梯度温度的计算时,由于桥面铺装为钢 筋混凝土的非永久结构,故仅考虑其日照隔热而不考虑其参与箱梁 联合受力。具体计算时选取箱梁顶板处温度梯度正温差最大值为 t1=25°c 的模式计算梯度温度作用。2)不均匀沉降:按 1cm 计算; 3) 施工荷载: 悬臂浇筑挂篮自重 45 吨; 悬浇混凝土最大自重 162.2 吨;中跨、边跨合拢段吊架 20 吨,支架现浇混凝土自重 221.4 吨, 平衡重 38 吨 (一端) 4) 。 预应力损失计算参数: 纵向钢束 k=0.0015, μ =0.25;竖向钢筋 k=0.0015,μ =0.5[6]。 计算结果表明主桥箱梁承载力极限状态强度验算、正常使用极限 状态抗裂与挠度验算、持久状况及短暂状况应力验算均满足规范要 求,

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