大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋雙薄壁墩設計參數(shù)分析

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1、大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋雙薄壁墩設計參數(shù)分析　?。翰捎糜邢拊治鲕浖阅炒罂缍冗B續(xù)剛構(gòu)橋為例，通過不同雙薄壁墩間距，對主梁關(guān)鍵截面的應力和位移、結(jié)構(gòu)自振頻率的影響、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行了比較分析，分析結(jié)果可為該類橋的設計提供參考。　　關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)；雙薄壁墩肢距；數(shù)值分析　?。篣448.23：A　　Abstract：Inordertostudytheeffectofstressanddeformationofthebeam,thenaturalfrequencyofthestructure,andthestructuralst

2、abilityunderdifferentdouble-thin-ebridgeentprocedure.Theresultsofanalysisandstudyinthepapermayserveasreferencetotheconstructionanddesignofsimilarbridges.　　Keyebridge；double-thin-預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。主梁為單箱單室截面，箱梁頂寬16.5m，底寬8.5m，梁高按1.8次拋物線由跨中（端部）5m變化到根部14m。下部結(jié)構(gòu)采用2.5x8.5m矩形

3、雙薄壁實心墩，墩高52m。Ⅲ類場地土，抗震設防烈度Ⅶ度?！　≈髁汉蜆蚨沼昧簡卧M，根據(jù)樁-土效應模擬樁基，參考施工階段梁段的劃分和預應力鋼束的布置，并考慮橋梁實際情況，將全橋分為310個單元，335個節(jié)點，分別按雙肢距9m、10m、11m建立模型，如下圖1所示?！　　　D1預應力連續(xù)剛構(gòu)橋計算模型　　3結(jié)構(gòu)數(shù)值分析　　3.1雙肢間距對主梁應力和位移的影響　　大跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁體與墩柱的彎矩分配是由兩者的相對剛度決定的，而溫度變化、混凝土收縮徐變等在主梁產(chǎn)生的內(nèi)力及應力，也與橋梁墩柱的抗推剛度直接相關(guān)[1]。根據(jù)以上工

4、程實例數(shù)值模型，得到不同雙薄壁墩間距下主梁關(guān)鍵截面的應力及位移，見圖2及表1?！　　　D2荷載標準值下主梁應力　　表1不同肢距下主梁關(guān)鍵截面最大位移　　　　　　　　由圖2及表1可以得出：在選定的雙薄壁墩間距內(nèi)，主梁截面最大應力隨著肢距的增加而略微變化，大部分截面應力隨肢距增加而增加，變化范圍對主梁的設計不起控制作用。主梁的豎向位移和水平位移都隨著雙薄壁墩肢距的增加而減小，變化幅度較小。因此，在實際工程設計中，可以在一定的范圍內(nèi)選取較小的雙薄壁墩肢距，以減少承臺及基礎(chǔ)的工程量?！　?.2雙肢間距對結(jié)構(gòu)自振頻率的影響　　

5、在大跨結(jié)構(gòu)的實際工程方案設計中，不同結(jié)構(gòu)形式或參數(shù)對對結(jié)構(gòu)動力特性的影響是設計中的重要控制因素。既有的研究只涉及橋墩的截面形式和單雙肢墩布置形式對連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)動力特性的影響[2]。本文通過以上模型得到不同薄壁墩肢距下結(jié)構(gòu)的前10階自振頻率及振型特征見表2?！　”?不同雙薄壁墩肢距下橋梁的自振頻率　　　　　　從表2可以看出，當雙薄壁墩肢距在主跨徑的1/21～1/26范圍內(nèi)時，薄壁墩肢距改變對橋梁前10階頻率和振型影響不大。第1階振型均為順橋向一致平動，第二階振型為橫向?qū)ΨQ。薄壁墩肢距較大時，相對第1階頻率也較大，說明

6、結(jié)構(gòu)縱向剛度有所增強，但基頻相差仍不超過6%。因此，薄壁墩肢距在主跨徑的1/21～1/26范圍內(nèi)，改變其間距對連續(xù)剛構(gòu)橋動力性質(zhì)的影響不大?！　?.3雙肢間距對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響　　穩(wěn)定問題在橋梁工程中與強度問題有著同等重要的意義。隨著橋梁跨徑的不斷增大，橋墩高聳化、箱梁薄壁化以及高強材料的應用，結(jié)構(gòu)整體和局部的剛度下降，使得穩(wěn)定問題顯得尤為重要[3]?！　榱朔治龃藙倶?gòu)橋墩身的自體穩(wěn)定性，對以上模型進行成橋以及最大懸臂狀態(tài)下分5種工況進行第一類穩(wěn)定分析?！　」r1：成橋恒載　　工況2：成橋恒載+汽車活載+25m/s行車

7、風　　工況3：成橋恒載＋100年一遇風荷載　　工況4：最大懸臂施工恒載　　工況5：最大懸臂施工恒載+20年一遇風荷載　　其中，最大懸臂施工狀態(tài)，考慮了如下幾種不平衡荷載：①懸澆梁段容重差異，一側(cè)懸臂箱梁自重增大3%。②施工堆載，一側(cè)懸臂箱梁考慮3KN/m的堆載。③梁段澆注不同步引起的偏差，一側(cè)采用1.0末塊重，另一側(cè)采用0.5末塊重。④豎向風力的影響，按照《公路橋梁抗風設計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定取值。對應的穩(wěn)定計算結(jié)果見表3。　　表3不同雙薄壁墩肢距下橋梁的穩(wěn)定系數(shù)　　　　　　按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》

8、所要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度安全系數(shù)K≥1.2x1.25/0.95=1.58，由表4可以看出，無論在成橋或最大懸臂施工狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)均遠大于安全容許值。對此連續(xù)剛構(gòu)起控制作用的主要是恒載、施工荷載等豎向荷載，風荷載對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定幾乎無影響而不起控制作用。因此，在設計中應合理劃分施工節(jié)段，在施工過程中應注意梁段的同步澆注以及要合理堆放施工機具，避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過