洛南高速公路上跨焦枝铁路大桥工程施工监控细则.docx
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洛南高速公路上跨焦枝铁路大桥工程施工监控细则
洛南高速公路上跨焦枝铁路
南水北调总干渠大桥
施工监控细则
郑州大学土木工程学院
2008年3月23日
1、蒲山大桥工程概况…………………………………………………02
2、蒲山大桥总体施工方案及步骤……………………………………03
3、蒲山大桥施工监控的目的和意义…………………………………03
4、蒲山大桥施工监控依据……………………………………………05
5、蒲山大桥施工监控原则及施工控制方法…………………………06
6、蒲山大桥施工监控的任务…………………………………………07
7、蒲山大桥主桥施工监控的主要内容………………………………08
8、蒲山大桥施工监控工作的具体安排和精度要求…………………12
9、蒲山大桥施工监控流程……………………………………………40
10、蒲山大桥施工监控提交的成果……………………………………40
11、蒲山大桥施工监控中各方责任……………………………………41
12、蒲山大桥施工监控的组织安排及管理制度………………………42
13、主要仪器设备………………………………………………………44
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥
施工监控
近年来,在桥梁工程施工中由于不重视桥梁施工监控,出现多起桥梁事故,造成了较大的经济损失,给工程界带来了沉痛教训,目前大跨径拱桥施工状态的监控已引起工程界的高度重视。
中、下承式的钢管混凝土拱桥外部看是一个静定结构,而内部是一个高次超静定的空间结构体系。
尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况,但是由于施工中有可能出现的诸多因素,事先难以精确估计,而且在施工过程中由于各种施工误差,可能造成实际桥梁结构的内力和线型与设计不符,特别需要对桥梁施工各个阶段进行全过程监控。
桥梁施工监控已成为桥梁施工过程中严格管理、科学决策和保证施工质量和安全的不可缺少的重要环节。
1、蒲山大桥工程概况
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥位于洛阳至南阳高速公路联络线与南水北调工程、焦枝铁路交叉处。
在桥位处,南水北调总干渠下穿焦枝铁路,与高速公路夹角为22.53度,高速公路上跨焦枝铁路,高速公路与铁路夹角为71.95度。
是太原至澳门高速公路的重要组成部分。
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥全长465.00m,主桥为单跨下承式钢管混凝土拱桥,跨度为225m,采用双向六车道高速公路技术标准;设计车辆荷载:
公路—Ⅰ级×1.3;设计车速:
120km/h;主桥横断面布置:
标准桥梁横断面宽38.8m,3.0(边拱肋、系杆)+0.55m(护栏)+12.75m(行车道)+0.55m(护栏)+5.1m(中拱肋、系杆)+0.55m(护栏)+12.75m(行车道)+0.55m(护栏)+3.0m(边拱肋、系杆)。
拱肋采用钢管混凝土空间桁架式结构,三片拱肋间设置14道风撑,风撑间矩24m,每幅桥7道(二道K形风撑、4道一字形风撑和一道米字形风撑)。
拱肋为变高度矩形截面,由拱顶的4.15m变化到拱脚处的6.15m,计算矢跨比为1:
5,各肋中心至系杆中心的高度为43.8m,拱轴线采用二次抛物线线型。
主弦钢管内灌注微膨胀或无收缩C55混凝土,上平联为缀板,下平肋及腹杆为钢管结构。
系杆采用预应力混凝土箱形结构,边系杆为单箱单室箱形断面,中系杆为单箱双室箱形断面,均为部分预应力混凝土结构。
纵系杆在拱脚16.5m范围内采用钢筋混凝土实体截面。
系杆梁通过吊杆悬吊在钢管混凝土拱肋上。
吊杆采用Φ7-121平行钢丝束吊杆,双层PE护套,吊杆纵桥向布置间距8m。
边拱肋为单排吊杆,中拱肋为双排吊杆,吊杆横桥向布置间距为1.8m。
桥面系横梁采用现场预制拼装施工,预留湿接头与刚性系杆固接。
端横梁为预应力钢筋混凝土箱形截面,两侧设置牛腿,以支承引桥箱形梁和主跨桥空心板面板。
中横梁采用预应力钢筋混凝土变截面T形梁。
桥面板全部采用预制钢筋混凝土空心板,端部与横梁二次现浇固接,上铺80mm厚钢筋混凝土现浇层。
2、蒲山大桥总体施工方案及步骤
2.1主桥施工方案
主桥结构采用“支架法拼装梁拱”的总体方案进行施工。
其上部结构施工是本桥的施工重点所在,同时也是施工的难点。
端横梁及系杆拱脚段采用碗扣支架现浇施工;系杆及中横梁采用混凝土挖孔桩+钢管桩支架法安装施工,即系杆、中横梁分节段预制,经运输平车运至待架位置后由龙门吊机吊装至支架上;系杆与中横梁接头处的湿接缝在支架上现浇施工。
主桥拱肋采用工厂初加工,现场预拼再加工,预拼后用运输平车运至待架位置,用大吨履带吊吊至系杆顶搭设的拱肋支架上(系杆施工完毕,在其顶面搭设拼拱支架)的方法施工。
主桥钢管拱肋在工厂按便于运输的节段加工完毕后,运至施工现场,在拱肋预拼场再加工成吊装段并预拼合格后,由运输平车运至待架位置,经由MAX-ER2000型履带起重机吊至拼拱支架上。
拱肋接头处先用螺栓临时连接,拱肋合拢后经过调整拱肋标高和中线达到设计要求后再焊接成整体。
拱肋拼装时,两端分节段对称进行逐节拼装,直至跨中节段合拢。
拱肋安装中及时拼装拱肋间风撑,保持拱肋稳定。
2.2主桥主要项目施工步骤
主桥主要项目施工步骤如下:
依次施工桩基、承台、墩身、墩帽(桥台施工的同时,修建铁路防护,分节段预制系杆、中横梁及桥面板、搭设系杆支架、工厂加工拱肋)→安装支座→端横梁、拱脚施工(同时进行系杆、中横梁吊装)→湿接缝浇筑,系杆、横梁张拉→在系杆上进行拱肋支架搭设(同时完成拱肋现场预拼装)→进行拱肋分节安装→拱肋焊接合拢→拆除支座固定钢架→灌注拱肋混凝土→拆除拱肋支架→系杆预应力第二次张拉→安装吊杆并调整其索力→系杆预应力第三次张拉→拆除系杆支架→第二次调整吊杆索力→第杆预应力第四次张拉→安装空心板→桥面系施工→第三次调整吊杆索力→安装其它附属设施。
3、蒲山大桥施工监控的目的和意义
3.1施工监测与控制
施工监控包括施工监测和控制,其目的就是在全桥上部结构施工过程中,通过监测主拱、系杆和吊杆的应力及变形,来达到及时了解结构实际行为的目的;通过施工过程中对温度、应力、线形、混凝土材料的弹性模量等的监测,对桥梁结构体系计算所采用的参数进行识别、计算和修正,纠正实际线形和内力与设计目标值的偏差,确保结构的安全、稳定与结构受力合理,为大桥安全、顺利建成提供技术保障。
施工控制的目的是为了在全桥施工完成后,主拱结构的线形、系杆及桥面系的线形达到设计理想的线形,并使主拱和系杆的内力分布与设计理想的内力状态一致。
3.2施工监控的原因
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥为下承式单跨刚性系杆拱结构,上部结构施工顺序为:
搭设系杆现浇支架→钢管拱肋在预拼场进行组拼和焊接→进行系杆的分节吊装→端横梁、拱脚段支架和中横梁支架安装→现浇端横梁和拱脚段系杆→龙门吊机吊装中横梁,浇注湿接头并张拉→系杆和中横梁形成平面框架结构,第一次张拉系杆预应力束→拼装拱肋安装支架,吊装拱肋、风撑,焊接拱肋、横撑接头、拱肋合拢→系杆预应力第二次张拉→泵送灌注钢管内混凝土,形成钢管混凝土拱肋→系杆预应力束按设计要求进行再次张拉,安装拱肋吊杆并张拉→拆除系杆支架,调整系杆及吊杆内拉力→桥面板安装。
钢管拱肋采用拱脚预埋(两段)和支架分段吊装拼装成拱的方法施工,并要求在拱脚预埋段混凝土强度达到设计要求后进行拱肋吊装作业。
施工顺序为:
支架施工→拱肋边段安装→拱肋中段拼装→钢管内浇注混凝土。
由于本桥跨径大,技术含量高,施工难度大。
施工过程中温度、施工荷载变化等因素,使桥梁在施工过程中各节段的应力、位移变化频繁,加上结构材料的实际物理力学参数的影响,结构的应力应变不可能与设计计算值保持一致,而拱肋线形一旦形成,很难调整。
因此必须在施工过程中建立计算机随时跟踪系统,对大桥进行全过程的施工控制,保证其成桥内力和线形,是大桥成功建设的一个关键。
因此,对桥梁施工过程的位移、应力和温度进行有效的监测并采取行之有效的调控措施是保证其顺利和成功修建的必要条件之一。
3.3监控目的及意义
跟踪掌握施工进程和发展情况,收集大桥建成全过程的技术数据,为大桥的安全投入使用和大桥营运阶段的养护工作以及以后同类桥型的设计与施工提供科学、可靠的技术资料,给大桥的安全使用提供可靠保证。
总的来说,施工监控的目的为:
(1)确保桥梁线形和内力符合设计要求,保证工程内在质量优良;
(2)预知并及时发现施工中的失误,以予纠正,避免发生重大责任和技术事故,确保桥梁建造安全。
(3)提供成桥的力学参数报告,为桥梁今后的养护提供数据资料。
基于以上桥梁施工监控的目的,结合洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥的结构和施工特点,具体施工监控目的如下:
(1)判断施工过程中拱肋的应力和变位是否符合设计要求,或是否处在安全范围内;
(2)为拱肋合拢提供可靠的数据,指导拱肋合拢施工工艺;
(3)判断钢管灌注混凝土过程中拱肋的应力及拱肋变形、高差是否符合设计要求,或处在安全范围内;
(4)识别结构的实际状态和参数,掌握环境作用对结构的影响规律,结合理论计算,指导桥面系的吊装和吊杆的张拉;
(5)施工监测结果也可以作为桥梁施工质量和技术水平评定的依据。
其任务就是要根据桥梁施工全过程中实际发生的各种影响桥梁内力与变形的参数,结合施工过程中测得的各阶段吊杆张力、系杆内力、主拱圈内力与变形数据,随时分析各施工阶段中主梁内力和变形与设计预期值的差异并找出原因,提出修正对策,以确保在全桥建成以后桥梁的内力和外形曲线与设计值相符合。
3.4施工监控主要工作措施
(1)独立对结构进行分析,了解结构力学特性,合理选定测位和布置测点;
(2)选用先进的性能优越的仪表,购置质量上成的元件(测力计、应变片等),保证测得数据无差错、异常,误差小;
(3)布设有相互校验的测点网,预防某些元件失效;
(4)及时分析对照数据的规律性,向设计和监理人员通报,及时察觉问题,进行修改和纠正。
4、蒲山大桥施工监控依据
(1)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004);
(2)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004);
(3)公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000);
(4)公路斜拉桥设计规范(试行)(JTJ027-96);
(5)公路工程质量检验评定标准(TJT071-98);
(6)《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93);
(7)洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥设计图纸等设计文件;
(8)施工方案及施工组织设计;
(9)其它工程资料。
5、蒲山大桥施工监控原则及施工控制方法
5.1监控原则
施工监控的内容是校核设计和施工过程中的关键数据,对成桥目标进行有效的控制。
对施工各状态控制数据实测值与理论值进行比较分析,进行结构设计参数识别和调整,修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数误差对成桥目标的影响,对成桥状态进行预测与反馈控制分析,通过对结构线形及内力(应力)进行监测,以分析、预测和防止施工中出现过大位移和应力对桥梁产生安全隐患,确保施工朝预定目标顺利进行。
5.2施工控制方法
施工控制采用自适应的控制方法,全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和设计目标,在施工过程中,用参数识别系统不断地对结构计算模型中所用的计算参数(如混凝土弹模、容重等)进行识别修正,使结构计算模型和实际结构磨合一段时间后自动适应结构的物理力学规律,减小理论值与实测值的偏差。
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥主要采用支架法安装施工,桥面系和拱肋形成后,受后续工序(如吊杆张力)和材料后续变形(如混凝土收缩徐变)影响很大,而且钢管拱肋合拢成形候,桥梁施工控制的可调因素很少,因此我们采用预先控制和反馈控制相结合的方法进行控制,重点在施工前控制。
施工前通过试验室试验材料性能和结构有限元分析,尽可能较精确的预测结构在各个施工阶段的变形和内力,通过提供合理的桥面系和拱肋的立模标高对桥面系和拱肋的线形进行控制。
在吊杆的张拉阶段,通过施工过程中理论数据和实测数据的偏差,对数据分析和处理(结构分析和参数识别),调整后续施工工序、进行反馈控制,最终达到控制桥梁内力和线形的目的。
具体为:
(1)施工控制结构分析
施工模拟计算是施工控制工作的基础,在施工监控工作开始前根据该桥的设计参数和施工方案,按照施工过程进行施工模拟计算,以验算和校核设计数据。
在施工过程中,根据具体的施工阶段和相应的材料、荷载和结构参数跟踪计算。
(2)参数识别
设计参数是指能以其结构状态(变形和内力)变化的要素,对于桥梁结构主要有结构几何参数、材料参数、温度参数和荷载参数。
这几种参数都具有离散性和不确定性,特别是混凝土的材料特性离散性和不确定性更大,使施工控制参数与实际参数不同,在施工监控中不能假定这些参数,需要根据实际测量和修正的参数值进行计算,才能保证施工控制的精度。
施工过程中,通过对应力和位移偏差分析、结构参数的敏感性分析和结构参数识别,进一步分析找出偏差的原因,确定参数的真实值。
(3)施工调整
在各施工阶段,若结构内力和结构变形与设计目标出现较大偏差,应及时调整,避免累计造成不可调偏差;在成桥后,较小的内力偏差可通过吊杆张拉力和张拉顺序调整。
6、蒲山大桥施工监控的任务
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥采用支架(桥面系支架和拱架)施工,支架一旦形成,在施工过程中就基本不容人为改变。
故在支架形成前要对支架的预拱度做出预测。
拱架形成后,对上部结构的各施工阶段连续监测和控制。
根据施工步骤、特点及其施工阶段结构受力特征,其控制目标与任务随施工阶段的不同而异,其施工监控的主要任务如下:
(1)桥面系施工时通过预拱度控制纵向线形,使成桥线形符合设计要求;
进行拱肋架设调整控制,即通过施工监控,确保拱肋线形的架设精度,使拱轴线符合设计要求;
(2)施工阶段拱肋和系杆内力的监测,确保拱肋在各施工阶段中安全,不失稳;
(3)吊杆内力、张拉力监控。
通过吊杆张拉力调整,使拱肋与系杆受力实际值与设计值的偏差在较小范围内,使之符合设计要求;
(4)同时保证吊杆的受力合理和均匀;
(5)最终使成桥内力分布合理,线形美观达到设计要求。
7、蒲山大桥主桥监控的主要内容
洛南高速公路上跨焦枝铁路南水北调总干渠大桥主桥为单跨刚性系杆拱结构,系杆梁和横梁形成平面梁格体系。
结构新颖,受力形式复杂,为本次监控工作的重点之一,主要监控内容如下:
(1)主桥的设计复核和施工过程仿真分析;
(2)铁路防护设施的检算;
(3)检验桥梁支架设计的合理性,进行支架变形及内力验算、监控;
(4)成拱后拱体脱架过程的监控;
(5)拱肋二期混凝土施工过程的计算机仿真计算与应力监测
(6)线形测量(由施工单位实施)及监控;
(7)应力监控;
(8)吊杆索力和系杆张拉力监控;
(9)变形、位移监控;
(10)结构稳定监控;
(11)温度监控;
7.1施工过程仿真分析
设计复核和施工过程仿真分析是施工监控的基础,我们已对成桥状态和施工各阶段的受力情况进行了详细的分析计算。
7.2应力测试
1)主拱肋
主拱圈测点布置如图1所示,取拱脚、l/8、l/4、3l/8、拱顶、3l/4等处7个截面,各截面应力测点布置示意图如图2所示,共布置应力计168个,其中混凝土应变计84个,钢管应变计84个。
其中每片拱的拱底及拱顶截面为后期监控截面。
2)刚性系杆
刚性系杆纵梁采用预应力混凝土系杆,预应力束锚固于拱脚上。
边系杆为单箱单室箱梁,箱梁高3.6m,宽3.0m,壁厚均为30cm厚。
中系杆为单箱双室箱梁,箱梁高3.6m,宽5.1m,壁厚均为30cm厚。
刚性系杆测点布置如图3所示,在支座、跨中共3个截面布置测点,如图4所示,布置钢弦式混凝土应变计36个。
其中每跨跨中截面为后期监控截面,每跨支座截面各取1个为后期监控截面。
图1拱肋控制截面
图2测点布置
图3刚性系杆梁控制截面
图4刚性系杆梁应力测点布置
3)横梁
选择跨中横梁和端横梁各1根作为监测对象,取跨中截面作为控制截面,截面的应力测点布置如图5所示,共布置钢弦式混凝土应变计8个。
图5横梁应力测点布置图
4)吊杆
吊杆的受力是该桥耐久性和安全性的关键,在施工过程中尽可能精确的测量吊杆的内力。
对吊索采用张拉油压表进行测量,同时采用频率法测量索力。
频率法是利用附着在吊杆上的高灵敏传感器(索力计)拾取吊杆的振动信号,得到吊杆的自振频率,根据吊杆自振频率与索力的关系确定索力。
5)测量仪器及方法
考虑适合长期观测并保证足够的精度,拟采用埋入钢弦式应力计(钢筋计及混凝土计)、索力仪、压力传感器、拾振器和配套的频率接收仪作为应力观测仪器进行应力测试。
7.3位移及变形测试
1)拱肋、系杆
拱肋和系杆的测点选取如图6所示,选取拱和系杆的八分点截面以及拱肋合拢前两个半拱的端部截面布设测点;拱肋的变形监测利用全站仪的交汇程序测量这些点的空间坐标,从而监测其变形变位;系杆及桥面系的变位利用精密水准仪和铟钢尺测量。
图6拱肋、刚性系杆变形测试截面图
2)主桥桥墩
每个桥台沉降及位移测点布置2个测点,分别布置在主桥桥墩的盖梁两侧,测点根据所建立的平面和高程控制网布置,保证网内通视。
3)测试仪器及方法
利用预先布设好的测点,用精密水准仪、全站仪、棱镜(或反射片)、铟钢尺等进行测量。
7.4温度测试
选取两拱脚截面,采用热敏电阻应变片测试拱肋截面的温度变化规律,采用接触温度计、温度传感器和相应的温度记录仪。
7.5支架测试
支架测试内容为支架顶面的线形(标高)和支架的应力及变形。
在支架预压过程中测量支架的弹性变形和非弹性变形;消除支架的非弹性变形,在桥面系(系杆、纵梁和横梁)和拱肋的立模标高中计入支架的弹性变形。
在浇注拱肋内混凝土过程中,随时监测支架的变形和应力,以保证施工过程中支架的安全和结构(拱肋和系杆)的线形。
包括系杆控制点变位测试、主梁线形测量、拱圈线形测量、拱脚转角测试以及墩顶水平位移测试;测点位置为拱脚(或梁端)、l/8、l/4、3l/8、l/2、5l/8、3l/4、7l/8等。
7.6铁路防护设施的检算
本桥与焦枝铁路夹角为72°,上跨焦枝铁路,施工时跨既有线的防护设施对保证施工过程中行车及施工人员安全十分重要。
因此在安装前对防护设施进行检验计算。
8、蒲山大桥施工监控工作的具体安排和精度要求
8.1施工图仿真计算
按照设计图纸和相应的施工组织进行计算,首先进行了设计复核和施工状态计算,并对施工过程进行实时分析计算。
按照施工和设计所确定的施工工序,以及设计所提供的基本参数,对施工过程进行模拟计算,得到各施工状态及成桥状态下的结构受力和变形等控制数据。
主要有:
(1)各施工状态下以及成桥状态下的状态变量的理论数据:
拱肋、系杆标高、吊索索力、系杆以及拱肋各控制截面应力应变。
(2)施工控制数据理论值:
拱肋和桥面系的立模标高、吊索的张拉力和调控数据。
8.1.1设计复核
为了分析洛南高速公路蒲山大桥在施工阶段及成桥状态下的力学性能,采用大型有限元软件Midas/civil进行建模。
系杆梁、横梁、拱肋和横撑等构件均采用空间梁单元进行模拟;吊杆采用只承受拉力的空间桁架单元模拟;桥面板用板壳单元模拟,在系杆梁底部设置了只受压的杆单元来模拟支架,按照刚度等效的原则模拟实际系杆梁底部支承,当支承与系杆梁之间的距离Δ=0时,支承参与结构受力,当Δ>0时,支承不参与结构的受力,这样建立的计算模型与实际结构受力有很好的相似性,计算结果也和桥梁实际受力情况相符,桥梁空间有限元计算模型如图7所示。
在进行施工阶段分析时,根据施工阶段的不同,桥梁的节点、单元、边界条件也随之发生变化。
对蒲山特大桥进行设计复核分析,主要考虑以下3种荷载工况:
工况1:
恒载(按照承载能力极限状态验算)
工况2:
恒载+车道荷载(半桥)
工况3:
恒载+车道荷载(全桥)
图7静力分析有限元计算模型
桥梁的恒载根据输入的桥梁材料特性值和截面特性值,由程序自动加载。
桥梁所承受的车道荷载根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中公路—Ⅰ级车道荷载确定,加载方式如图8所示,qk=10.5kN/m,Pk=360kN;横向折减系数取0.55。
主梁上的预应力输入,由Midas/Civil程序实施完成,并自动计算其损失。
混凝土的徐变、收缩通过设定控制参数,由程序自动计算。
吊杆初拉力的施加,通过Midas/Civil程序自带的桁架单元初拉力功能实现。
图8车道荷载
根据以上3种计算工况,计算了桥梁的静态力学性能,给出拱肋及系杆梁的跨中、1/4跨、1/8跨、靠近支座位置处的截面内力、位移以及吊杆的内力,工况1作用下的内力和位移图如图9~图21。
分析3种工况计算结果,可以得出以下结论:
1.工况1结论:
(1)系梁受力分析:
系梁受力关于该桥两个对称轴(横桥向、顺桥向,下同)近似对称。
虽然系梁承担着拱肋传来的巨大拉力,但在施加了预应力后,系梁全部受压,边系梁边缘最大压应力计算值为-10.8MPa(负号表示受压,下同),最小压应力为-1.0MPa,中系梁边缘最大压应力值为-10.0MPa,最小压应力为-4.5MPa,均比设计值大一些(图9、图10),且小于C55混凝土的抗压强度,满足规范要求;由于系梁预应力的损失,系梁轴压力从桥两端向跨中逐渐减小。
系梁剪力分布大致均匀,两端大跨中小,在吊杆作用处,系梁剪力有突变。
系梁两端由于端横梁的约束作用,系梁两端为负弯矩,跨中为正弯矩,弯矩图与两端固定支承梁相似。
(2)拱肋受力分析:
拱肋受力近似关于该桥的两个对称轴对称(图11、图14),拱肋以受压为主,压力较均匀,边拱肋的边缘最大压应力达到-99.2MPa,最小压应力达到-66.0MPa,中拱肋的边缘最大压应力达到-112.0MPa,最小压应力达到-71.5MPa,仅在支座处中拱肋下弦钢管混凝土的下缘压应力稍大于设计值外,其余均小于设计值,符合规范要求。
在边拱肋处上弦钢管混凝土的上部边缘压应力除在3/8、5/8跨处小于下弦钢管混凝土的上部边缘压应力外,其余均大于下弦钢管混凝土的边缘压应力,这与吊杆的锚固位置在上部有关,中拱肋由于在桥跨横向同一排处有两根吊杆,结构受力较复杂,但应力变化比较均匀,符合设计要求。
(3)吊杆受力分析:
边吊杆和中吊杆张力关于两个对称轴近似对称,各吊杆所受的张力大致分布均匀,从总体上讲,跨中吊杆张力小,两侧吊杆张力大;边吊杆的安全系数在4.48~6.04之间,中吊杆的安全系数在3.22~5.90之间,满足规范一般大于2.5的要求。
(4)整体变形分析:
全桥以竖向位移为主(图21),拱顶在桥梁自重作用下也有横向和纵向位移。
边系梁的位移整体向下,中系梁由于有两根吊杆,受力较大,在1/4~3/4桥跨处,有向上的位移;边系梁的竖向向下位移在8分点处达到最大,最大值为-20.5mm,中系梁在跨中处的竖向向上位移达到最大,最大值为37.4mm,拱肋由于吊杆力的作用,均向下位移,且最大值为-44.4mm,均小于设计值的竖直向下位移(图15至图21),满足设计要求。
由于该桥的结构对称,横向位移很小,最大值为5.3mm,由于在桥的一侧设置为滑动支座,所以会有纵向的水平位移,大致从滑动支座处至固定支座处依次减小。
2.工况2结论:
(1)系梁受力分析:
系梁轴力和弯矩关于跨中大致对称,剪力关于跨中大致反对称。
由于该计算工况活载为半桥偏载,中系梁两侧的构件受力相似但加载侧内力数值相对大些,说明桥面系刚度较大,桥梁的整体受力性能较好。
在加载侧系梁压应力减小,边系梁边缘处的最小压应力在支座处为-0.4MPa,最大压应力在1/8跨处为-10.8MPa,中系梁边缘处的最小压应力在支座处为-0.6MPa,最大压应力在7/8跨处为-9.9MPa,系梁均受压,满足要求;
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