拱梁组合体系桥梁“三角区”施工过程的仿真分析及优化＊

2014-03-22芶洁

武汉交通职业学院学报 2014年2期

芶洁

（武汉交通职业学院，湖北武汉 430065）

1 工程概况

图1 主桥桥型布置图

本研究分析对象为一座拱梁组合体系桥梁，跨径布置为90m＋150m＋90m，如图1所示。主桥全长330m，桥宽33m，主梁采用C55双箱单室变截面箱梁。箱梁单“T”共分15段悬臂浇筑，0＃梁段长34m，两主墩均为半径为R＝100m的曲线V撑，V撑双肢下端中心距离为5m，V撑双肢上端中心距离为23m，V撑为采用实体截面，撑体厚160cm，横向宽800cm，撑体底部6m长范围厚度由160cm变为240cm，撑顶部2m长范围厚度由160cm变为400cm的加厚过渡。曲线V撑沿曲线设置纵向预应力。纵向预应力束根据张拉的时间不同分为长束和短束，短束在V撑浇筑过程中进行张拉，长束在上部0＃块浇筑完形成“三角区”后进行张拉。

2 “三角区”施工方案

“三角区”包括V型桥墩（如图2）和0＃号块（如图3），其施工方案如下所示：V型桥墩施工采用支架现浇方案，施工中采用分段浇筑方案，每段浇筑长度为4m左右，施工步骤如下：（1）承台施工时预埋劲性骨架定位节点板；（2）安装第一节型钢骨架和第一根临时拉杆；（3）浇筑台座混凝土；（4）绑扎普通钢筋，利用对拉螺栓固定模板位置；（5）浇筑撑体第一节混凝土4m长；（6）安装第二节型钢骨架和第二根临时拉杆；（7）绑扎撑体普通钢筋，利用对拉螺栓固定模板位置；（8）浇筑撑体第二节混凝土4m长，张拉V撑短索预应力；（9）对于撑体第三、四、五节段进行施工，重复步骤（5）～（7）；（10）安装第六节型钢骨架和第六根临时拉杆；（11）绑扎撑体普通钢筋；（12）浇筑撑体第六段混凝土；（13）浇筑上部箱梁0＃段，张拉上部箱梁0＃段预应力钢筋、V撑长索预应力后，再拆除第一至第五根临时拉杆，第六根拉杆埋在混凝土中不予拆除。

主桥墩顶0＃块采用与V型墩身固结连接，0＃块设计长度为34m，两端设计有长4．23m的横隔梁，单个0＃块混凝土方量约1200m3左右。0＃块混凝土浇筑拟分两次浇筑，第一次浇筑总高度约3．50m、混凝土数量约594．00m3，第二次浇筑高度2．80m、混凝土数量约580．00m3，连续梁0＃块采用钢管支架现浇施工工艺，支架结构设计与V型墩柱施工支架统一考虑，根据设计文件要求，0＃块支架需在悬浇完成到4＃块以后方可拆除。

图2 V型桥墩劲性骨架及临时拉杆示意图

图3 0＃块支架示意图

3 “三角区”施工过程受力分析

对主桥的V型桥墩及主梁0＃块建立了有限元模型（如图4），并按照施工过程对V型桥墩进行仿真分析。在V型桥墩施工过程中一个设置6道临时拉杆，原施工方案是在0＃块施工完毕后拆除，通过分析发现，在V型墩第6节施工时，如果不拆除临时拉杆，V墩的最大拉应力达到2．6Mpa，由图5所示，由于最大拉应力超过C50混凝土的抗拉强度设计值1．83MPa，因此将对施工工程进行优化，减小最大拉应力。