连续刚构桥纵向预应力形式研究

白蓉蓉+段丹丹+黄娟

摘要：随着现代预应力技术的不断提高，其应用也更加广泛而深入。预应力技术在桥梁结构体系中是否能够取得良好的成效，在很大程度上取决于预应力的设计和施工工艺，其中预应力束的线形设计是至关重要的一项，引起了国内外学者的广泛关注并进行了深入研究。本文为了研究纵向预应力钢束的优化布置，以某大跨度预应力混凝土连续刚构桥为工程实例，通过建立不同的数值模型，研究纵向预应力形式与主梁受力间的关系及其变化规律，对纵向预应力形式进行优化布置，以达到提高设计效率，节约用料降低费用，同时使桥梁结构受力以及耐久性等性能达到最优的目的。

关键词：连续刚构 设计参数 数值分析 纵向预应力形式

中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

0 引言

随着高强材料以及大吨位群锚预应力技术在大跨径预应力混凝土连续刚构桥中的广泛应用，预应力设计与施工工艺变得尤为重要。本文以某大跨径预应力混凝土连续刚构桥为工程实例，通过悬臂浇筑预应力混凝土连续刚构桥的钢束布置形式的变化，来对纵向预应力的优化布置进行研究。

1 计算模型及结构设计参数

以某大跨度预应力混凝土连续刚构桥为原型，该桥上部结构跨径布置为61m+115m+61m，主梁为分离式单箱单室箱梁，箱梁底板上缘及底板下缘均按二次抛物线变化。

运用MIDAS/CIVIL软件在原始模型的基础上，保持其他设计参数不变，通过调整腹板束的锚固位置来实现对预应力束的布置，包括：腹板束不下弯，腹板束下弯位置锚固于箱梁H/2高度及锚固于箱梁2H/3高度处建立3个模型，以此来探讨腹板束锚固位置的不同对主梁各关键截面的影响。

1.1 最大双悬臂状态主梁关键截面的应力和内力

1.2 成桥状态主梁关键截面的应力和内力

2 结语

（1）上述图表描绘出了主梁在最大双悬臂施工阶段和成桥状态时各关键截面的下缘主应力值和内力值。从图中可以看出，腹板设置下弯束和不设下弯束对结构下缘的应力值和内力值影响较大，其中设置腹板下弯束可以有效降低剪力对桥梁的伤害。主要原因是大跨预应力混凝土连续刚构桥较大的主梁截面产生的剪力值也相应提高，只靠混凝土箱梁自身截面以及竖向预应力筋已经远远无法满足抗剪的需要，因此必须通过设置腹板束下弯来弥补竖向预应力以达到主梁斜截面抗剪的要求。

（2）通过对上述图表进行比较可以看出，腹板束下弯锚固点位于2H/3处比腹板束下弯锚固点位于H/2处的主梁下缘应力值和内力值得分布更合理，究其原因，可以归纳为以下两点：

第一，腹板束下弯锚固点位于2H/3处比腹板束下弯锚固点位于H/2处的弯折程度小，相应的预应力损失也能小一些。

第二，腹板束下弯锚固点位于2H/3处可以提供比腹板束下弯锚固点位于H/2处更大的竖向预应力以抵抗剪力对主梁的损害。

参考文献

[1]朱尔玉，刘磊，兰魏，等.现代桥梁预应力结构[M].北京：清华大学出版社；北京交通大学出版社，2008.

[2] 刘庆志. 大跨PC连续刚构桥的预应力钢束优化研究[D].昆明： 昆明理工大学硕士学位论文.2008.