高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力研究.docx

高墩大跨连续刚构桥合龙顶推力研究摘要：高墩大跨连续刚构桥的收缩徐变会使梁体产生竖向挠度和水平位移以及附加内力造成主墩的偏位同时对主墩受力产生不利影响。因此在合龙段梁端间施加水平推力使墩顶预偏以抵消墩顶以后将要发生的纵向水平位移。本文通过对某大桥的建模计算合理的确定合龙顶推力。关键词：连续刚构；合龙顶推；墩顶纵向位移1连续刚构合龙顶推概述随着连续刚构桥的不断推广与使用施工监控过程中很多问题随之产生。当全桥合龙后结构从静定结构变为超静定结构由于混凝土收缩、徐变和张拉钢绞线等因素的影响墩顶将发生纵向水平位移因而可能产生不利的结构次应力。为了减小甚至避免附加应力的影响在跨中合龙时在合龙段钢筋和合龙支架与模板锁定前在合龙段梁端间施加水平推力使墩顶预偏以抵消墩顶以后将要发生的纵向水平位移。而施加的顶推力的大小如果控制不当在很大程度上会影响到桥梁结构整体的受力情况会使桥墩纵向偏移严重时会产生裂缝同时对整个梁体都会产生不好的影响甚至会造成大桥的安全性与耐久性降低影响国家和人民的生命和财产安全。因此对顶推力的研究有着重要的意义。2工程实例某大桥起点桩号K56+415.55终点桩号K57+232.66跨径组合为50+（61+4×110+61）+5×40m主桥桥面平均高度约58m最大墩高约70.5m桥长817.11m。主桥采用（61+4×110+61）m预应力混凝土连续刚构主梁采用单箱单室箱形截面箱梁悬臂长度3.8m顶板宽度15.5m底板宽度7.9m支点截面梁高为7.2m跨中截面梁高为2.8m主桥上部结构采用挂篮悬臂现浇法施工主墩采用空心薄壁墩墩厚4.0m宽7.9m翻模或爬模施工钻孔灌注桩群桩基础。起点侧引桥采用50m预应力混凝土现浇箱梁支架现浇施工；终点侧引桥40m装配式预应力混凝土箱梁均采用先简支后连续结构体系下部结构主要采用薄壁空心墩钻孔灌注桩基础。桥台为桩柱式桥台钻孔灌注桩基础。第二联主桥上部结构采用六跨预应力混凝土变截面连续刚构体系箱梁采用单箱单室截面纵、横、竖三向预应力体系。箱梁顶板宽15.5m底板宽7.9m翼缘板悬臂长3.8m箱梁根部梁高7.2m跨中梁高2.8m箱梁高度按1.8次抛物线变化。箱梁顶板设2%单向横坡底板横桥向为水平。除0、1#块外箱梁分为13对梁段纵向分段长度为4×3m+4×3.5m+5×4.5m边跨现浇段长度为4.43m边跨、中跨合龙段长度均为2.5m。纵向预应力采用16、17、19、22Фs15.2钢束群锚锚固体系设计张拉吨位分别为312.48t、332.01t、371.07t、429.66t。纵向预应力在箱梁根部9个梁段布设腹板下弯钢束其余梁段布设顶板束和底板束。3合龙顶推计算采用桥梁通用计算程序MIDAS/Civil2010程序对改大桥施工工序进行模拟并进行顶推计算。（1）建模过程用有限元法将全桥划分为267个节点253个单元。其中主梁材料为C50混凝土桥墩为C50混凝土。墩底全约束墩顶与零号块采用刚性连接桥头支座采用弹簧单元模拟。整个成桥过程分为25个施工阶段其中每个悬臂梁段的施工为一个阶段该阶段划分成三个子阶段：a）立模阶段即挂篮前移阶段。b）浇筑混凝土阶段。c）张拉预应力钢筋。施工顺序。各墩“T”构上部同时施工合龙顺序先边跨后次边跨最后中跨。（2）顶推力大小对墩顶纵向位移的影响该大桥单跨110m墩高平均为68m第二联六跨中间三个桥墩从左向右数分别记为A墩、B墩、C墩。计算采用以下五种工况：工况一：中跨合龙顶推前工况二：中跨合龙顶推后工况三：二期恒载施加前工况四：二期恒载施加后30天工况五：二期恒载施加后10年中跨合龙时顶推力采用350吨时。分别计算以上五个工况A、B、C三个桥墩墩顶的纵向位移变化计算结果见表3.1：表3.1A、B、C墩各工况下纵向位移工况A墩位移（mm）B墩位移（mm）C墩位移（mm）一2.2090-1.770二-25.616-0.07425.377三-21.0290.05921.040四-19.8520.51120.099五-0.2124.417-0.042与顶推前的初始状态相比A、B、C三个桥墩的墩顶纵向位移的变化见表3.2：表3.2A、B、C墩各工况下纵向位移变化表工况A墩纵向相对偏移（mm）B墩纵向相对偏移（mm）C墩纵向相对偏移（mm）一2.2090-1.770