连续刚构桥超长钢束张拉控制对主梁应力及挠度影响研究

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随着现代施工技术的不断发展,连续刚构桥梁的跨径也在不断增加,如果悬臂施工阶段各个梁段的标高控制不到位,会造成一系列的工程问题:主梁线形不平顺,合龙段两端高程差过大难以合龙;梁段标高偏差影响桥面铺装层厚度,尤其是对取消调平层的连续刚构桥,降低桥的正常使用寿命。
  大跨径连续刚构桥梁线形控制主要体现在两个方面,一是赋予每个梁段的施工预拱度;二是预应力钢束张拉力和张拉持荷时间,后者又直接影响到施工预拱度和主梁应力。工程中通常将长度超过60m的钢束称之为超长束。但现行《公路桥涵施工技术规范》(JTGTF50-2011-1)中没有明确一般束和超长束的持荷时间,只是规定了3-5min,常常造成超长预应力钢束有效预应力不足。为此,本文依托在建中的马边河2号大桥,针对超长钢束在张拉过程中对主梁应力及挠度影响开展研究:
  ①建立马边河2号大桥的MIDAS/Civil仿真模型,分析钢束张拉过程中预应力损失与箱梁挠度与截面应力之间的关系,找出影响主梁挠度和截面应力影响较为显著的预应力钢束。
  ②开展管道摩阻和管道偏差系数的影响分析。通过改变仿真模型中预应力钢束的管道摩阻系数,分析预应力钢束管道摩擦系数u与管道偏差系数k对主梁应力及挠度的影响。
  ③开展超长预应力钢束持荷时间对主梁挠度与应力影响的现场试验研究,选取79m、98m、139m三种超长钢束,开展不同持荷时间下的有效预应力试验,结合现场采集主梁应力、梁端挠度以及钢束伸长量,采用反演方法建立起钢束持荷时间与有效应力之间的关系,提出不同长度钢束的合理持荷时间。
  研究结果表明,对于不同长度的预应力钢束,其张拉持荷时间应根据钢束长度控制在5min~15min是合理的。实测结果表明,预应力张拉后的梁段变形与理论值吻合良好,最大误差可控制在4mm内。本文研究成果可为同类型桥梁的施工提供参考。
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