以非线性稳定理论为基础,以高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段的结构稳定性为研究对象,利 用有限元法对其在悬臂施工阶段荷栽状态各工况分别进行考虑材料非线性和结构大变形与材料非 线性的双非线性稳定性分析,计算了不同工况、不同曲线圆心角、不同墩身长细比、不同系梁个数的 刚构桥在悬臂施工阶段非线性稳定系数和悬臂端位移,对计算结果进行了分析,归纳出高墩大跨径 弯桥悬臂施工阶段非线性稳定荷栽系数和悬臂端位移与桥梁曲线圆心角、墩身长细比及系梁个数 的关系。结果显示:非线性稳定荷栽约为特征值屈曲荷栽的35 ,弯桥曲线圆心角对非线性稳定 荷栽系数和悬臂端位移的影响更为突出,多个系梁对悬臂施工的稳定并非有利。
一、工程概况 **沟大桥位于奉节县朱衣镇清水村西侧,大桥分为左右线,左幅桥全长353.843m,右幅桥全长349.976m,桥跨布置为40m(引桥)+(72+120+72)m(主桥)+40m(引桥)组成,主桥为预应力混凝土连续刚构,引桥为装配式部分预应力混凝土40米T形简支梁。 主桥箱梁采用单箱单室断面,箱梁顶宽12.25m,底宽7m,根部梁高6.5m,墩顶腹板厚65cm、底板厚30~80cm。箱梁混凝土设计标号为C55,混凝土最大体积为275.072m3,共715.2吨,箱梁设纵、竖两向预应力,0号块设置4道横隔墙,0号块共长9m,其中墩顶长5.5m,悬臂长1.75m,该结构结构尺寸在施工过程中不会影响箱梁挂篮后锚点的安装,故0号块单独施工即可。 0号块是连续刚构的中心,也是悬臂施工的基础,块内钢筋、管道密集,结构复杂,且混凝土数量较大,在高空中采用托架施工,施工难度大。
一、技术标准
1.桥面宽度:桥梁宽7.0米,横向布置为0.5米防撞护栏+6.0米行车道+0.5米防撞护栏。
2.设计荷载:汽车-20级,挂-100级。
二、主要材料
(一)混凝土
现浇箱梁、斜腿采用C50混凝土,桥台台帽、承台采用C30混凝土;桥台、桥墩桩基采用C25混凝土。其质量要求应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的有关规定。
(二)预应力钢筋
设计采用的预应力钢束的技术标准应符合ASTMA416-92,直径为15.24mm,标准强度为1860MPa。
(三)普通钢筋
设计采用钢筋为I级和II级两种,必须符合国家标准(GB13013-91、GB1499-98)的有关规定。
(三)支座、伸缩缝
桥台处均采用板式橡胶支座;采用无缝伸缩缝。
三、设计要点
1.桥梁上部结构跨径为20+30+20米。箱梁采用单箱单室断面,主梁根部梁高为1.9米,跨中梁高为1.1米,箱宽为3.4米,悬臂长为1.8米,悬臂跟部厚0.4米,桥面横坡在桥面铺装中调整,箱梁顶面和底面横向为水平面,斜腿与承台之间为铰结。桥面横坡为1.5%的双向坡,桥面铺装在防撞护栏边缘最薄处厚6厘米,在箱梁中心厚10.5厘米。
2.桥台基础分别设计为重力式桥台和桩柱式桥台,桩柱式桥台的桩基直径采用1.0米,桩基长度和配筋未给出,需根据不同的地质情况进行设计;主墩基础分别设计为重力式基础和桩基础,桩基础的桩基直径采用1.5米,桩基长度和配筋未给出,需根据不同的地质情况进行设计。
3.上部结构总体分析中按正温差20度,负温差20度,顶底板日照温差5度;斜腿支点位移按水平5毫米、竖向5毫米计算。