墩梁固结计算.docx

连续梁桥施工模拟分析中拆除墩梁临时固结的一种计算方法
中铁十九局集团第二工程有限公司华东公司张俊宏
摘要针对连续梁桥悬臂施工的特点，给出了一种计算拆除墩梁临时固结的方法。
关键词连续梁桥施工墩梁临时固结
1引言
悬臂施工法是大跨度连续梁桥施工中常用的方法，施工时采用墩梁临时固结措施，待悬臂施工至至少一端合拢后，拆除临时固结，恢复实际结构支承状态。通常，在连续梁桥施工模拟的有限元法分析中，对拆除临时固结这一施工过程的计算分两步进行，第一步计算出墩梁临时固结处墩梁间的相互约束力，第二步将这一约束力反向作用于支承变为实际结构支承形式的结构的墩梁连接处，以达到对墩梁临时固结拆除过程的模拟计算。本文给出了一种不用计算墩梁间的相互约束力，就能对这一过程进行模拟计算的方法。
下面以五跨连续梁桥为例分三种情况对这一计算方法进行了说明和验证。
2方法说明
跨度分布（对称结构，取半跨）如图1a所示，主梁为等截面箱梁，截面尺寸如图1b所示，单元及节点划分情况参见图1c，混凝土弹性模量Ec=3.3×104Mpa。
情况1：遍跨合拢过程的模拟计算，这包括结构承受合拢段自重、张拉合拢束、拆除2#墩临时固结等程序。为简化计算并不影响问题的说明，自重作为均布荷载（q=184KN/m），预应力筋为直线配筋、横截面积为0.00532m2、有效应力为1086Mpa、力筋重心距梁顶面20cm。结构受力示意如图2。
10m合拢段
2m合拢段
30m
1m合拢段
1#墩
2#墩
3#墩
边跨40m
次中跨62m
中跨31m
桥跨对称轴
a)结构示意图
节点号1…9…16…23…30
单元号1…89…1516…2223…29
145m
21m
125m
1m
8m
0.4m
0.4m
0.4m
4m
4m
c)单元及节点划分示意图
b)箱梁截面示意图
图1算例结构示意图

自重
力筋长度
1#墩
2#墩
图2边跨合拢

在计算这一过程时，通常分两步进行，一计算2#墩临时固结，结构在合拢段自重和合拢力筋作用下的内力和变形，二计算放松2#墩的临时固结变为实际支座结构下的内力和变形，以上两步计算结果累积得到边跨合拢结构内力和变形的变化量。
本文方法在计算这一过程时，是把合拢段自重和合拢力筋作为外力直接作用在2#墩为实际支座的图2所示的结构体系上，得出边跨合拢这一过程中结构内力和变形的变化量的，分析计算中省去了考虑2#墩的支承变化过程，使计算得到简化。
表1中列出了分别利用常规方法和本文方法计算所得的主梁挠度值。
主梁挠度变化量对比（10-3）表1
项目计算步骤节点号357111315①11.0411.0950.296820.31560.50500.4419-0.6733-1.347-2.02累计1.3561.6000.7387-0.6733-1.347-2.02②1.3561.6000.7387-0.6733-1.347-2.02注:单位m；①表示常规方法；②表示本文方法。
情况2：次中跨合拢过程的模拟分析，假设此时2#墩为实际支座，3#墩为临时固结。自重及力筋信息同情况1。结构内力和变形量为这两部分的和。
自重
力筋长度
1#墩
2#墩
3#墩
通常这一过程的模拟分析包括结构承受合拢段自重和合拢力筋的作用与拆除3#墩临时固结两部分，结构内力和变形的变化量为这两部分的和。
图3次中跨合拢
利用本文方法计算时，这一过程的内力和变形的变化量，可直接将合拢段自重和合拢力筋作用于3#墩为实际支座的图3所示的结构体系而求得。
两种方法的计算结果列于表2中。
主梁挠度变化量对比（10-3）表2
项目计算步骤节点号3571316192729①1-0.3280-0.5248-0.45921.9332.0311.5972-0.2283-0.3653-0.31961.3682.0102.146-4.213-6.319累计-0.5563-0.8900-0.77883.3014.0413.743-4.213-6.319②-0.5563-0.8900-0.77883.3014.0413.743-4.213-6.319注:单位m；①表示常规方法；②表示本文方法。
情况3：次中跨合拢过程的模拟分析,假设此时2#墩、3#墩均为临时固结。其它信息同情况2。
对这一过程的模拟，通常分为结构承受合拢段自重和合拢力筋作用与拆除2#墩和3#墩的临时固结变为实际支座两步进行，这一过程中结构内力和变形的变化量为两步的和。
本文方法在计算中，直接将合拢段自重和合拢力筋作用于2#墩和3#墩为实际支座的图3所示的结构体系上而求得结构内力和变形的变化量。
计算结果列于表3中。
主梁挠度变化量对比（10-3）表3
项目计算步骤节点号3571316192729①11.2911.4881.2912-0.5563-0.8900-0