大跨度预应力混凝土连续梁桥结构设计与分析研究（论文）.pdf

市政-交通-水利工程设计l Municipal· ·Flaker Reso．rcesEn@neeringDesignl 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 结 构 设 计 与 分 析 研 究 Research on StI1lcture Design and Analysis of Long Span Prestressed Concrete Continuous Beam Bridge 易 宁 (广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，广州 510000) Ⅵ Ning (GuangdongProvincialAcademyofBuildingResearchGroupCo．Ltd．，Guangzhou 510000，China) 【摘 要】大跨度预应力混凝土连续粱桥具有结构受力性能良好、跨度大等优点，在我国公路桥梁建设中有着越来越广泛的应用。但 是其在施工中往往需要转换结构体系，其力学行为较为复杂，需要在设计阶段进行详细的静力和动力分析。论文主要介绍大跨度预 应力混凝土连续梁桥主桥设计分析的要点、整体静力计算分析要点和动力特性分析要点，以供参考。 【Abstract]The long-span prestressed concrete continuous beam bridge has the advantages ofgood structure and wide span，and it has been widelyusedintheconstructionofhighwaybridgesinChina．However，itisoftenneededtotransformthestructuralsysteminitsconstruction．Its mechanicalbehaviorismorecomplicated,needtocarryoutthe staticanddynamicanalysisinthedesign stage．Thispapermainlyintroducesthe key points ofmain bridge design oflong span prestressed concrete continuous beam bridge，and the key points ofwhole static calculation and dynamicanalysis，forreference． 【关键词】预应力混凝土连续梁桥；结构设计；有限元分析 【Keywords]prestressedcontinuousconcretegirderbridge；structuraldesign；finiteelementanalysis 【中图分类号10442．5 【文献标志码】A 【文章编号】1007．9467(2018)02．0123．02 [I301110．13616／j．cnki．gejsysj．2018．02．159 ’ 1 引 言 我国预应力混凝土连续梁桥在 20世纪 70年代首次应用 于城市桥梁 ，此后随着施工工艺的发展，预应力混凝土连续梁 桥的跨度从几十米提升到一百米以上。本文所研究的某大跨 度预应力混凝土连续梁桥的主桥最大跨径为 70m，是位于湖 泊冲洪积平原上公路桥梁。该桥采用悬臂施工法施工 ，施工过 程中有多次体系转换 ，需要对其施工过程中桥梁主体结构的 应力状态进行计算和检测。 2 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 主 桥 设 计 的 分 析 要 点 大跨度预应力混凝土连续梁桥的主桥设计工作是其设计 验算、施工的核心工作，主要包括桥型布置、主桥构造(上部和 下部)的设计及主桥的设计计算要 ”。 2．1桥 型布 置 在特大桥桥型布置设计实践中，考虑到其地质条件较好、 【作者简介】易宁(1983 )，男，广东吴川人，工程师，从事结构设计 与结构计算分析研究。 通航要求较高，其桥型布置依次为先简支后连续 T梁、连续箱 梁、先简支后连续 T梁 ，桥梁全长 9 178．5m。 2．2 主 桥构造 设计 特大型公路桥梁的主桥构造设计根据其部位的不同，可 以分为主桥上部构造和下部构造设计。主桥上部构造设计主 要为主梁、翼缘板等截面设计；下部构造设计则主要是其桥墩 的构造设计日。 该桥主桥上部构造主要由T梁和箱梁 2种组成。其中，箱 梁为变截面连续箱梁，箱梁内施加三向预应力。变截面连续箱 梁三维尺寸分别为 ：顶板宽 12．65m；底宽 7．15m；梁高由节点 处 4．6m逐渐变化到跨中 2．2m。结合地质条件 、通航要求以及 上部结构高程等因素，该特大桥的主墩采用薄壁墩 ，墩厚 2．6m，墩宽 7．15m，承台厚 3．5m，桩基础采用 4根 咖2．2m的双 排桩 。 2．3 主桥设 计计 算要 点 大跨度预应力混凝土连续梁桥通常为变截面连续箱梁， 为典型的三向预应力混凝土结构。根据相关规范的要求，变截 面连续箱梁内的预应力张拉控制应力取 0．7 为钢绞线标 】23 l工程建设与设计 l Construction&DesignForProject 准强度，1 860MPa)，即 1 395MPa。箱梁顶板预应力束的控制张 拉为 1 745kN；箱梁腹板预应力束的控制张拉为 3 296kN。该 桥的主墩采用薄壁墩。其主孔桥墩的结构分析计算，不仅要考 虑桥面的结构形式和外部荷载，还应该充分考虑薄壁墩处的 风力和支座摩阻力。主墩的墩厚为 2．6m，墩宽与主梁底板宽一 样，其余墩的墩厚为 1．Sin，墩宽与所在梁的底板宽一致。 3 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 的 整 体 静 力 计 算 分 析 要 点 为了全面、准确地分析桥的空间受力状态 ，应采用 MIDAS 等有限元计算分析软件进行整体静力计算分析。 3．1主要材 料 及其设 计参 数 就本桥工程而言，其主梁混凝土为 C50混凝土，墩身为 C35混凝土 ，承台 、桩基等部位采用 C30混凝土；采用直径为 15．24mm的低松弛钢绞线；钢筋采用 HRB335级普通钢