高温差对悬臂施工预应力混凝土连续梁成桥变形及应力影响研究.pdf

1 5 4 科技研究 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 2 月第 2 期 高温差对悬臂施工预应力混凝土连续梁 成桥变形及应力影响研究 杨 博 ( 中铁 十一局集 团第 三工程 有 限公 司， 湖北 十堰 4 4 2 0 0 0 ) 摘要 ： 由于预应力混凝土连续梁桥的超静定特性 ， 加上其横截面积的不断增大， 各种温度作用对施工和运营过程中桥梁结构 的影响也越来越大， 不少结构混凝土的开裂就是温度效应引起的。 因此， 研究高温差地区预应力混凝土连续梁桥的温度效应是十 分必要的。现以一座典型的四跨预应力混凝土连续梁桥为背景， 分析其施工过程中悬臂结构在高温差地区日照温度荷载下的变 形和应力响应。通过上述分析研究， 为今后该类桥梁施工提供相关的参数或经验。 关键词 ： 预应力混凝土； 连续粱； 高温差； 变形 ； 应力 中图分 类号 ： 4 4 1 5 文献标 志码 ：B 文章编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 2 - 0 1 5 4 - 0 4 0引言 国内外的桥梁施工和使用过程中，常发现有 一 些裂缝 ， 造成极大 的危害 ， 受到 国内外桥梁专家 和研究工作者的重视 。理论分析和实验证 明， 在大 跨度预应力混凝 土箱型梁桥 中，特别是超静定结 构体系连续梁中，温度应力可以达到甚至超过活 载应力 ，已被认为是预应力混凝土桥梁产生裂缝 的主要原 因。 在德 国， J a g s t 厚腹板箱梁桥通车第五 年发现了严重裂缝 ，估算温度应力高达 2 6 M P a 。 由温度 引起损伤 的预应 力桥梁 中 ，有 两座桥几乎 倒塌。新西兰一座位于高速公路上 A u c k la n d的预 应力混凝土箱型高架桥因温差导致严重开裂。 美国 C h a m p i g n y 箱形梁桥 日照温差拉应力高达 3 9 2 MP a 。 湖北光化大桥箱梁顶板底 面有明显的纵向裂缝 ( 1 9 8 4年发现1 ，其顶板温度拉应力高达 2 6 M P a 。 我国铁路上的通惠河连续箱型桥和九江大桥简支 梁桥也因温度差产生严重开裂现象 。温度应力是 混凝土箱梁发生裂缝 的主要原 因。 桥梁施工中的温度场分布及其所引起的挠度 和应力效应，以及在此基础上的施工温度控制引 起 国内外桥梁专 家和研究工作者 的重视 。在这个 方面 ，各国桥梁设计标准中温度荷载都制定了相 应 的规范 ，各 国规范对温度场 的分布规律均有规 定 ， 且各不相同。即使在我国， 铁路桥规与公路桥 规的规范条文也相距甚远。但是， 不同的温度场规 收稿 日期 ： 2 0 1 4 一 l 1 - 2 8 作者简介 ： 杨博 ( 1 9 7 9 一 ) ， 男 ， 四川巴 中人 ， 工程 师 ， 从事路 基及 桥梁工程与铁路 工程施工技术工作 。 定对箱梁 的温度应 力和挠度计算 的影响都是 巨大 的。使用不同的温度梯度模式进行计算得到的梁 内温度应力相差非 常大 ， 甚至可能 出现异号应力 ， 如果温度场分布的梯度模 式不对 ，即使增大温度 设计值 ， 也不能保证结构不产生裂缝 。 因此 ， 有必要根据我 国的地理环境 ， 气候条件 等外部环境及桥梁的位置和走向、 太阳的辐射 、 当 地的风速、 13 和年的空气温度变化幅度等参数 ， 以 及桥梁的横截面几何参数，通过实验和理论等研 究工作，得到合适于我国或某一地区的大跨度 P c 连续梁桥的温度场分布规律及其温度效应 ，可 以 用于指 导设计 ，以及在此基础上对关键 的施工工 序进行 适当的温度控制 。本文 以一座位 于新疆高 温差地区的四跨预应力混凝土连续梁桥为背景 ， 分析 了施工过 程中悬臂结构在 高温差地 区 日照温 度荷载下 的变形和应力 响应。 1 工程概况 某铁路 ( 4 0 + 26 4 + 4 0 )m预应力混凝土连续 梁 ， 梁体采用单箱单室变高度直腹板箱形截面， 现 浇段处梁高 3 1 0 m， 梁底 曲线为二次抛物线 。箱梁 顶 宽 1 1 4 6 m， 底宽 6 0 m， 中支点处梁底加宽至 7 0 i n ， 单侧悬臂长 2 7 3 i n ， 悬臂端厚 2 0 c m， 悬臂根部 厚 6 5 c m。箱梁 腹板厚 5 O 8 0 c m，底板厚 3 5 6 5 c m， 梁 中心顶板厚 3 8 c m， 顶板设 9 0 c m3 0 c m 的 梗肋。 箱梁中支点设置厚 t 5 0 c m横隔墙 ， 横隔墙设 置( 高 ) 1 6 0 c i n( 宽 ) 1 5 0 c m的过人洞 ； 边 支点横 隔墙厚 1 1 0 c ln ， 横隔墙设置( 高) 1 5 0 c m( 宽) 1 4 0 侧面的过人洞 。 距梁顶 1 5 m处各梁段两侧腹板设 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m