鋼筋混凝土拱橋參數敏感性分析

譚亞杰

（長沙理工大學土木工程學院 長沙 410114）

某特大橋是一座采用扣錨索懸臂扣掛法施工的鋼筋混凝土拱橋，是一種由塔、索、拱肋3 種基本結構組成的組合結構。本文依托某特大橋為背景，運用有限元軟件Midas∕Civil對施工過程中涉及的各參數進行敏感性分析，確定懸臂扣掛施工過程中的敏感性參數，為類似橋梁施工誤差提供參考。

1 工程概況

某特大橋位于湖南省湘西自治州永順縣，主孔為凈跨徑195 m 的RC無鉸箱型拱，矢跨比1∕5，拱軸線為懸鏈線，拱軸系數m=1.543，主拱圈尺寸為360 cm（高）×780 cm（寬）。扣錨索均采用φ15.2 mm 的低松弛預應力鋼絞線，共42 對扣錨索，該特大橋施工布置如圖1所示。

圖1 某特大橋施工布置Fig.1 Construction Layout of a Super Major Bridge（mm）

2 建立有限元模型

采用有限元軟件MIDAS∕Civil 建立某特大橋模型，使用桁架單元模擬扣錨索，其余構件采用梁單元模擬。地錨索錨固處和交界墩與基礎采用完全固結、主拱圈和拱上立柱、臨時扣塔和交界墩的連接采用剛性連接，拱上立柱和主梁的連接采用彈性連接里的剛性連接。根據設計圖紙，共劃分為74 個施工階段，如表1所示，有限元模型如圖2所示。

表1 施工階段的劃分Tab.1 Division of Construction Phase

圖2 某特大橋有限元模型Fig.2 Finite Element Model of a Super Major Bridge

3 參數的選取

在施工過程中由于影響結構力學性能的因素眾多，如混凝土的欠、超澆注和模板變形等［1］，導致主拱圈自重產生偏差；在實際拱段澆注中，混凝土的彈性模量與設計值有些偏差［2］，以及模板誤差，直接導致主拱圈剛度的誤差，本文僅考慮主拱圈彈性模量引起的偏差；由于測量、溫度變化、張拉技術的限制以及應力松弛等原因［3］。……