不对称张拉对大跨度连续梁桥线形和应力的影响分析
改变施工步骤对连续梁桥线形及应力的影响
改变施工步骤对连续梁桥线形及应力的影响贾文豪;李子奇【摘要】在对一座连续梁桥进行有限元计算时发现,按照设计提供的施工步骤,即在浇筑边跨不平衡段时拆除主墩活动墩侧的临时固结而未拆除固定墩侧的临时固结,将会出现成桥后累积位移边跨不对称的情况,不利于施工中梁体的线形控制.通过改变原设计的施工步骤,将原设计施工阶段和调整后的施工阶段分为2种工况,对比2种工况下累计位移和关键截面应力,分析了改变施工步骤对连续梁桥应力及位移的影响.结果表明,采用新施工步骤该桥位移和应力满足要求且有利于施工线形控制.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P19-21)【关键词】连续梁;施工步骤;临时固结;线形;应力【作者】贾文豪;李子奇【作者单位】兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】U445.466连续梁因其线形平顺、行车舒适所以被广泛的采用。
在建的连续梁桥一般采用悬臂施工，其施工方法已经较成熟。
但是在施工过程中的不确定和确定因素较多，某一参数的改变或是施工阶段的改变都会对桥梁的线形和受力产生影响。
本文以一座悬臂施工的（48+80+48）m预应力混凝土连续梁桥为研究对象，桥跨施工中采用悬臂浇筑不平衡梁段。
在按照设计提供的施工步骤进行有限元计算时，发现最后的成桥阶段累积位移出现了不对称的情况，初步分析可能是因为在浇筑边跨不平衡段时，只是拆除了主墩活动墩侧的临时固结而未拆除固定墩侧的临时固结，造成了活动墩侧的位移偏大。
为方便施工和以后的线形控制，将施工步骤做出更改，并将不同施工步骤下的位移、应力结果进行对比，分析不同施工步骤对连续梁施工应力和成桥状态下累计位移的影响。
预应力混凝土连续梁桥跨径布置为（48+80+ 48）m。
主桥采用C55混土，桥跨截面采用单箱单室直腹板形式，箱梁顶板宽12.2 m，箱底宽6.7 m。
非对称桥塔的塔间索索力影响效应分析
非对称桥塔的塔间索索力影响效应分析摘要：近年来异形桥梁在城市桥梁设计中的应用愈加广泛，双塔间具有拉索的斜拉桥便是其中的一种新型结构。
在目前的建设当中，双塔间具有拉索的桥梁其桥塔均为对称式，塔间索对两塔的作用效应具有对称性，而本文研究的寿春西路桥为国内首座具有塔间索的非对称双斜塔斜拉桥，塔间索的影响效应对主、副桥塔的影响效应不同。
本文建立了其施工过程的有限元模型，通过对塔间索M索的初张索力分别进行-20%，-10%，+10%，+20%的增减变化，研究桥梁在施工过程中的应力、位移响应，讨论了塔间索对于非对称桥塔的影响效应。
结果表明：主、副塔在上塔柱塔根处及塔中处的截面应力变化规律均不相同，主、副塔塔中位置的累计位移变化量不具有同步性。
关键词：斜拉桥；施工阶段；塔间索；有限元0 引言在城市桥梁的美学要求的不断提升下，出现了很多设计新颖的桥梁结构，双塔间具有拉索的桥梁便是其中一种。
由于塔间索的存在，其桥塔可以具有更大的倾斜角度或弯曲程度，使得造型更加多变。
目前国内已建成的具有塔间索桥梁的桥塔均为对称结构，塔间索对桥塔的影响效应具有对称性[1][2]，对结构计算并无较大难度。
而本文的寿春西路桥主、副塔为非对称形式，塔间索索力的变化使双塔的应力、位移响应均不一致，在结构计算方面尤其是施工过程中的结构稳定性与安全性具有较大难度。
本文针对这一难点展开相应研究。
1 工程背景桥梁采用108+70m“V”型塔双索面斜塔斜拉桥，整幅布置，标准宽度为47m，主梁采用钢-混混合梁；塔柱采用矩形塔，主塔上塔柱高70m，总高92m，副塔上塔柱高50m，总高72m，其中下塔柱高约18.6m；塔柱顺桥向为“V”型，横桥向为“Λ”型，主跨及边跨侧均设置8对斜拉索。
桥塔及主梁连接处为固结设计，位于主副桥塔中间段的主梁为塔梁固结段。
全桥总体图如图1：图1 桥梁总体布置图全桥共设置24对共48根斜拉索，分别为M1~M8、S1~S8、B1~B8，其中M1~M8 斜拉索一端锚固于主塔，一端锚固于副塔并于主塔顶进行张拉；S1~S8一端锚固于副塔，一端锚固于钢梁并于副塔顶进行张拉；B1~B8 斜拉索一端锚固于副塔，一端锚固于混凝土梁并于副塔顶进行张拉。
不对称连续刚构桥地震响应分析
不对称连续刚构桥地震响应分析不对称连续刚构桥主要分为主梁参数不对称、桥墩参数不对称、边跨边界条件不对称等几种形式,其在整体构造上与对称连续刚构桥相似,但在受力方面与对称连续刚构桥有所区别,而且不对称性越显著,它们之间的区别就越大。
近年来,国内外专家学者对于对称连续刚构桥的研究越来越多,但对于不对称连续刚构桥的研究较少。
为了得出结构参数不对称对不对称连续刚构桥动力特性及地震响应的影响规律,本文以云南省中路大桥(不对称连续刚构桥)为背景,以有限元软件Midas/Civil为主要计算工具展开研究,完成的主要研究内容如下:1.首先简要的描述不对称连续刚构桥的发展情况,然后把地震对桥梁结构的破坏及不对称连续刚构桥的地震响应分析研究现状进行简单的总结,从中得到不对称连续刚构桥地震响应研究的重要性。
2.综述了静力法、反应谱法、时程分析法和随机振动法,研究这些抗震方法的优缺点并理解各个方法所对应的适用范围,为后续的研究做好准备。
3.运用反应谱法和时程分析法分别计算中路大桥在E1和E2地震作用下的地震响应结果,通过对比两种方法下的计算结果,得出中路大桥的地震响应情况以及应取两种方法计算结果的最大值对不对称连续刚构桥进行抗震设计分析。
4.通过对比分析中路大桥在墩底固结和以土弹簧的方式模拟桩-土-结构相互作用下的动力特性及地震响应结果并对之前相关学者的研究成果加以综合。
得出了考虑桩-土-结构相互作用,结构体系刚度有所下降,墩顶位移增大,对结构整体的稳定性产生不利影响。
进行不对称连续刚构桥抗震设计时,考虑桩-土-结构相互作用的影响是非常重要的,而不能简单的以墩底固结的方式代替。
5.通过研究桥梁结构参数(不对称系数、主梁截面腹板宽度、桥墩高差、桥墩纵向宽度、桥墩双肢间距)对不对称连续刚构桥动力特性及地震响应的影响,得出结构参数不对称对不对称连续刚构桥的动力特性及地震响应规律,为今后不对称连续刚构桥的抗震设计提供参考。
国家开放大学《桥梁工程(本)》章节测验参考答案
国家开放大学《桥梁工程（本）》章节测验参考答案国家开扩大学《桥梁工程〔本〕》章节测验参照答案题目随机，下载后利用查找功能完成学习任务第一章测验一、推断题1.桥梁按主要构件受力可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、刚架桥、组合体系桥。
〔√〕2.梁式桥受力特点为主梁受扭，在竖向荷载作用下有水平反力。
〔√〕3.关于设支座的桥梁，计算跨径是相邻支座中心的水平距离；关于不设支座的桥梁，是上、下部结构的相交面中心间的水平距离。
〔√〕4.桥下净空是指上部结构最高边缘至计算水位或通航水位间的距离。
〔桥下净空是指上部结构最高边缘至计算水位或通航水位间的距离。
〔×〕5.桥梁的纵断面制定主要包括，确定桥梁的总跨径，桥梁的分孔，桥面标高，基础埋置深度、桥下净空，桥上及桥头引道纵坡等。
〔√〕6.桥梁总跨径确定后，必须进一步进行桥梁分孔。
跨径越大，孔数越少，上部结构造价就越低。
〔×〕7.可变作用是指在结构使用期间出现的概率很小，一旦出现，其值很大且继续时间很短的作用。
〔×〕8.桥梁结构的自重往往占全部制定荷载的大部分，采纳轻质高强材料对减轻桥梁自重、增大跨越能力有重要意义。
〔√〕9.车道荷载的均布荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。
〔×〕10.汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。
〔√〕二、单项选择题11.刚架桥主要受力特点是〔〕A.在竖向荷载作用下拱圈承压、支承处有水平推力B.竖向荷载从梁经过系杆传递到缆索，再到两端锚锭C.主梁受弯，在竖向荷载作用下无水平反力D.支柱、主梁刚性连接，竖向荷载作用下，主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，支柱不仅提供竖向力还承受弯矩12.悬索桥主要承重构件是〔〕A.梁〔板〕B.拱圈C.柔性缆索D.刚性缆索13.桥梁上部结构的作用主要是〔〕A.抵抗路堤的土压力B.支撑桥面系，并将结构重力和车辆荷载传给地基C.承受车辆荷载，并通过支座将荷载传给墩台D.防止路堤填土向河中坍塌，并抵抗水流的冲刷14.〔〕是衡量拱桥受力特征的一个重要指标。
论大悬灌连续梁工程的线形控制技术
论大悬灌连续梁工程的线形控制技术结构受力是否合理、线形是否平顺是衡量桥梁是否稳定的标准，也是线形控制的主要对象。
在大跨度悬灌连续梁施工进行线形控制，不仅能确保施工中成桥状态符合设计要求，还能降低运营中病害的出现几率，以便经济合理、安全可靠，这既是江西某大跨度悬灌连续梁线形控制的目标，也是本文论述的要点所在。
1 线形控制技术在大跨度悬灌连续梁施工中的应用1.1 线形控制的目的与原则大跨度悬灌连续梁是一种复杂的超静定结构，在施工的过程中会经历多次体系转换，结构单元的荷载、数量也会发生相应的变化。
线形控制的目的是提升施工的稳定性，保证工程质量。
影响施工稳定性的因素有应力变化、温度差异等，降低甚至消减不利因素的影响是线形控制的关键。
随着线形控制手段和技术的成熟，线形控制逐渐形成了一套科学、合理的系统，实现了对施工过程中结构的变形以及内力、应力等情况实时监控和管理，对具体的施工提供了重要的参考意见，使得桥梁的结构受力状态、成桥线形符合设计要求。
线形控制原则如下：（1）悬臂段合拢相对高差控制在20mn以内；（2）桥面预拱度应满足设计混凝土徐变年限内的徐变变形要求以及1/2活载、二期恒载作用；（3）以截面的应力和内力为主要控制对象；（4）桥面线形调整引起的桥面垫层厚度的绝对值要符合设计要求。
1.2 线形控制方法1.2.1 施工过程模拟分析。
实施模拟分析的首要任务是根据工程的实际情况建立理论模型，然后把各施工阶段的徐变、预施力、荷载、收缩等信息输入，在对结构各阶段的内力和挠度进行计算时可把两边跨端视为链杆支承，三个墩底视为固结，各主梁离散成单梁单元，先进行前进分析计算，再进行倒退分析计算，这是桥梁线形控制的理论基础。
江西省某大桥的模拟分析运用了大型空间有限元软件进行施工仿真计算，在施工监控中发挥了巨大的作用。
1.2.2 参数调整理论。
理论期望值是设计参数调整的依据，理论期望值由仿真数值模型产生，是施工中结构线形或内力的实测值修正后的结果，可通过不断调整施工中内力和挠度，来降低理论期望值与实测值之间的偏差，以便同时控制挠度和内力，确保施工的稳定性。
支座不均匀高差对连续梁桥落梁后的应力影响分析
支座不均匀高差对连续梁桥落梁后的应力影响分析摘要：目前在桥梁的建设中，不可避免的出现连续梁桥的永久支座标高的高差不均匀，导致连续梁桥焊接时为平直的，但是整体落梁至永久支座上时，不均匀支座高差相当于桥梁在成桥时就发生支座沉降，进而产生附加内力。
因此本文提出将支座不均匀高差等效代替为支座沉降的方法，并利用ANSYS/APDL软件建立了东岗立交桥拆除重建工程中支座高差不均匀的四跨连续钢箱梁桥的有限元模型进行验证。
通过对比有无支座不均匀高差的有限元计算结果，研究发现：支座高差不均匀的桥梁，可以等效为支座不均匀沉降的情况并加以计算，以次内力的形式来考虑其影响。
连续梁桥中间支座的支反力的大小与换算沉降量正相关，桥梁端部支座受其影响最大，影响程度最大可达到原状态的67.4%左右，连续梁桥中间支座处截面顶板拉应力的增大、减小与换算沉降量的上升、下降变化相同。
关键词：连续梁桥；顶推法；落梁；支座沉降；次内力Influence of uneven height difference of supports on the stress ofcontinuous beam bridge after girder fallingAbstract: At present, in the construction of bridges, it is unavoidable that the height difference of the permanent support of the continuous beam bridge is uneven, which causes the continuous beam bridge to be straight when welding, but when the overall beam is dropped to the permanent support, the uneven support is uneven. The seat height difference is equivalent to the bearing settlement occurring when the bridge is completed, which in turn generates additional internal forces. Therefore, this paper proposes a method of equivalently replacing the uneven height difference of the support with the settlement of the support, and using ANSYS/APDL software to establish a four-span continuous steel box girder bridge finite element model with uneven height difference during the demolition and reconstruction of Dong Gang Overpass. By comparing the finite element calculation results with or without the uneven height difference of the support, the study found that: bridges with uneven height differences of the supports can be equivalent to the situation of uneven settlement of the supports and calculated, and its impact is considered in the form of secondary internal force. The magnitude of the supporting reaction force of the middle support of the continuous beam bridge is positively related to the converted settlement. The bridge end support is most affected by it, and the maximum degree of influence can reach about 67.4% of the original state. The cross-section roof at the middle support of the continuous beam bridge The increase and decrease of tensile stress are the same as the increase and decrease of the converted settlement.Key words: c ontinuous beam bridge; jacking method; falling beam; bearing settlement; secondary internal force随着桥梁建设的蓬勃发展，各种应对不同施工环境的施工工艺得以提出、发展。
浅谈不对称性钢绞线张拉伸长量的计算
浅谈不对称性钢绞线张拉伸长量的计算摘要：现今随着社会生产力水平的提高，大跨径桥梁越来越多的应用到设计和施工中，其预应力混凝土结构应用也越来越广泛。
桥梁预应力结构施工，一般采用张拉力和伸长量双控，要求实际伸长量与理论伸长量误差不得超过6%。
本文结合预应力混凝土连续梁钢绞线施工详细介绍了不对称钢绞线0位移点的确定方法及0位移点钢绞线两端的理论伸长量。
关键词：钢绞线；伸长量；不对称；计算1 概述某桥全长3.105公里，与某公路立交，交角27°9′，设计于此处采用1联（32m+48m+32m）预应力混凝土连续梁跨越。
其中连续梁边跨纵向预应力束B1 为不对称结构。
连续梁张拉锚具均采用M15 型系列锚具及其配套设备，管道成型采用金属波纹管，灌注混凝土时采用PVC 管临时支撑，防止漏浆和预应力管道变形。
预应力束采用高强低松弛预应力钢绞线，单根钢绞线直径Φs=15.2mm，钢绞线面积A=139mm2，钢绞线标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.97×105MPa，张拉锚下控制应力为σcon=1302Mpa，锚口及喇叭口应力损失按照锚外控制应力的4.9%计算，管道摩阻系数μ取0.318，管道偏差系数κ取0.00222。
施工中经常遇到需要两端张拉，但预应力束不对称结构即钢绞线不对称布置，在计算钢绞线的伸长值时，计算原则是从两侧向中间分段计算，至某一点时钢绞线的受力基本相等即可，而不是简单的分中计算。
现以某桥（32m+48m+32m）连续梁边跨纵向预应力束B1为例，计算预应力束B1 的两端各自伸长量。
如图1所示：钢绞线左端伸长量=AB段伸长量+BC段伸长量+CY段伸长量=9+11.2+33=53.2mm 同理计算求得 YD段伸长量=11.7mm；DE段伸长量=10.8mm；EF段伸长量=42.1mm钢绞线右端伸长量=YD段伸长量+DE段伸长量+EF段伸长量=64.6mm4 结语预应力筋张拉是预应力混凝土施工的关键工序，施工质量直接关系到工程寿命。
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不对称张拉对大跨度连续梁桥线形和应力的影响分析
预应力张拉是影响預应力混凝土构件力学性能的重要环节，合理的张拉顺序能使结构受力处于最优状态。
在实际施工过程中，有时候会出现不对称张拉的情况。
由于预应力张拉顺序改变会引起不桥梁结构内力（应力）的变化，造成结构内力紊乱。
同时，还可能造成主梁产生侧向弯曲，导致桥梁线形的非对称性。
为了清楚地分析不对称张拉对结构内力（应力）和变形的影响情况，本文以某铁路大桥的施工控制为工程背景，针对该桥9#梁段（最长悬臂浇筑梁段）预应力张拉进行数值模拟，分成两种不同的张拉顺序进行结果对比和分析研究。
标签：仿真分析；预应力混凝土连续梁桥；施工控制；预应力；不对称张拉
1 工程概况
某大桥主桥为（44.25+2×75+44.25）m预应力混凝土连续梁，梁体形式为单箱单室直腹板变截面预应力混凝土连续箱梁，采用悬臂浇筑施工。
2 计算模型
为了清楚地分析不对称张拉对结构内力（应力）和变形的影响情况，进行数值模拟时以9#梁段（最长悬臂浇筑梁段）预应力张拉为例，分成两种不同的张拉顺序进行结果对比和分析研究。
选墩顶中心线附近的3-3截面为应力控制截面，悬臂端外侧的A、B截面为位移控制截面，对两种张拉顺序下的应力和位移变化情况进行对比分析。
计算时考虑以下两种张拉顺序：
①按照设计张拉顺序，对称张拉。
待A9梁段混凝土土强度及弹性模量达到设计强度的90%后，从外侧到内侧依次对称张拉A9梁段的6根预应力钢束。
②不对称张拉
待A9梁段混凝土土强度及弹性模量达到设计强度的90%后，从下游到上游依次张拉A9梁段的6根预应力钢束。
根据以上两种张拉顺序，分别计算3-3截面上A、B、C、D各点的应力以及A、B截面处的位移。
图1 控制截面及位置示意图（纵向）
图2 控制截面及位置示意图（横向）
图3 计算模型图
（2）计算结果及分析
根据计算结果，在设计张拉顺序下，1#截面最大的横向位移为0.8mm，并且由于截面另一侧的预应力张拉而很快恢复。
而在不对称张拉作用下，A、B截面最大的横向位移达到了2.9mm。
各个阶段应力计算数据分别列于表3.3和表3.4，“当前阶段效应”表示由于该阶段预应力张拉引起的结构效应，“阶段累积效应”表示该阶段以前所有施工阶段的效应和该阶段预应力张拉效应的累积。