不同邊中跨比對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋成橋預(yù)拱度設(shè)置的影響

孫 龍 華

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

施工及運(yùn)營過程中主梁的撓度會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，為了消除不利影響，需要在橋梁施工過程中提前對(duì)主梁設(shè)置預(yù)拱度。

橋梁的預(yù)拱度根據(jù)時(shí)間周期可以分為橋梁施工期間的施工預(yù)拱度和橋梁運(yùn)營期間的成橋預(yù)拱度。本文主要以某高速公路大橋主橋?yàn)橐劳校治霾煌呏锌绫葘?duì)大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋成橋預(yù)拱度設(shè)置的影響。

1 依托工程簡介

依托工程主橋?yàn)?0 m+4×150 m+80 m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，主梁為直腹板變截面箱梁。箱梁頂寬13 m，底寬7.0 m，懸臂長3 m；頂板、底板厚度均為0.3 m，0號(hào)主梁節(jié)段中心高度9.0 m，底板厚度為1.5 m，主梁高度從懸臂端到0號(hào)塊按H=3.5+5.5×(x/69)1.8變化。橋梁總體布置圖見圖1。

2 不同邊中跨比的影響分析

依托工程主橋邊跨為80 m，中跨為150 m，邊中跨比為0.533。為了研究不同邊中跨比對(duì)橋梁后期撓度的影響，現(xiàn)在原橋的基礎(chǔ)上，分別將邊跨長度依次增加為90 m,105 m和120 m(邊中跨比依次為：0.6,0.7和0.8)，建立計(jì)算模型。

除了自然環(huán)境和主梁的自身特征，混凝土收縮、徐變及活荷載是影響橋梁后期變形的主要因素。下文對(duì)不同邊中跨比的橋梁分別在混凝土收縮、混凝土徐變以及車輛活載作用下的主梁撓度進(jìn)行計(jì)算(混凝土的收縮、徐變時(shí)間均考慮3 600 d)。

主梁撓度結(jié)果分別如圖2～圖13所示，主梁關(guān)鍵斷面撓度值如表1～表4所示。

表1 各因素作用下邊跨80 m的主梁關(guān)鍵截面撓度mm

撓度斷面0號(hào)墩1-3L/81號(hào)墩2-L/22號(hào)墩3-L/23號(hào)墩4-L/24號(hào)墩5-L/25號(hào)墩6-3L/86號(hào)墩混凝土收縮0.0-2.1-5.7-7.2-5.4-7.0-5.6-7.1-5.9-7.1-5.1-1.90.0混凝土徐變0.0-7.3-8.538.9-8.230.2-8.730.4-9.438.8-7.4-6.80.0活載0.0-8.4-0.2-30.0-0.3-31.5-0.3-32.9-0.5-30.2-0.3-8.50.0

表2 各因素作用下邊跨90 m的主梁關(guān)鍵截面撓度 mm

表3 各因素作用下邊跨105 m的主梁關(guān)鍵截面撓度 mm

表4 各因素作用下邊跨120 m的主梁關(guān)鍵截面撓度mm

撓度斷面0號(hào)墩1-3L/81號(hào)墩2-L/22號(hào)墩3-L/23號(hào)墩4-L/24號(hào)墩5-L/25號(hào)墩6-3L/86號(hào)墩混凝土收縮0.0-1.6-5.8-7.1-5.5-7.0-5.7-7.2-6.0-7.1-5.2-1.30.0混凝土徐變0.0-192.4-9.074.3-8.326.0-8.926.1-9.471.9-7.8-188.90.0活載0.0-38.0-0.4-30.1-0.3-31.0-0.4-31.2-0.4-30.3-0.3-36.80.0

3 結(jié)語

從上述計(jì)算結(jié)果可知：1)在混凝土收縮作用下，隨著邊跨長度的增加，主梁邊跨下?lián)嫌袦p小的趨勢，但數(shù)值變化不大；中跨和次邊跨下?lián)现祷緵]有變化。2)在混凝土徐變作用下，隨著邊跨長度的增加，主梁邊跨下?lián)馅厔荽蠓仍龃?，中跨上撓有減小的趨勢，但數(shù)值變化不大，次邊跨中跨上撓有較為明顯的增大趨勢。3)在車輛荷載作用下，隨著邊跨長度的增加，主梁邊跨下?lián)嫌忻黠@增大趨勢，中跨和次邊跨下?lián)现底兓淮蟆?)在收縮、徐變和車輛荷載的聯(lián)合作用下，主梁邊跨呈現(xiàn)下?lián)系臓顟B(tài)，隨著邊跨長度的增加，撓度有明顯的增大趨勢；主梁次邊跨呈現(xiàn)上撓的狀態(tài)，隨著邊跨長度的增加，撓度有明顯的增大趨勢，但增量數(shù)值小于邊跨增量；主梁中跨呈現(xiàn)下?lián)系臓顟B(tài)，隨著邊跨長度的增加，撓度有增大的趨勢，但增量數(shù)值變化不大。