大跨度预应力混凝土连续刚构桥挠度控制措施

大跨度预应力混凝土连续刚构桥挠度控制措施　李　仲　（中铁十九局集团矿业投资有限公司，北京１００１６１）　摘要：以实际工程为例，通过长期持续观察并测定该桥梁的挠度数据，考虑新规范中的可变作用准永久值的影响，采用有限元分析　对成桥后的徐变变形进行预测，得出在长期情况下桥梁挠度的增长系数，为后续预测桥梁长期挠度提供参考。　关键词：挠度；徐变变形；连续钢构桥　中图分类号：Ｕ４４８．２３　０引言　文献标识码：Ｂ　ＤＯＩ：１０．１６６２１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００１—０５９９．２０１８．０６．５７　１工程概述　近几年来，在我国桥梁的建设工程中采用较多的结构体系　就是大跨度预应力混凝土连续刚构桥，这是因为本桥所特有的　连续钢构桥，主跨长度２７０　ｍ，通过长期实际观测，发现桥　梁下挠２２　ｃｍ；和此座大桥具有相同体系结构的大桥，主跨　２４５　ｍ，同样桥梁下挠严重，最大已经达到３２￣ＩＴＩ。出现桥梁挠　结构特点，主梁连续、墩梁固结，不但确保了连续粱无伸缩缝隙，　行车平坦等，同时还保留了Ｔ形钢构无支座、无需体系转换的　优点，为施工提供了便利，而且在抗弯刚度（顺桥向）和抗扭曲度　（横桥向）方面，对大跨径的受力需求均可满足。这是由于连续刚　构桥是一种具有生命力的桥梁构造体系，在大跨度预应力混凝　土桥梁对桥型选择时，连续刚构桥成为了首选的桥型。而该文章　度增加的现象目前在大跨度桥梁建设中已经屡见不鲜。桥梁　下挠严重会导致出现行车不平顺，给乘客带来不舒服的感觉，　更严重会增加高速行车的危险系数。　选择这座主跨为２７０　ｍ的大跨度预应力混凝土连续钢构　桥，跨径为１５０　ｍ＋２７０　ｍ＋１５０　ｍ，联系钢构桥的主梁采用的　形式是变截面箱形，３１　ｍ设为桥梁的宽度，上面有一单独桥的　的背景工程选择的是紫洞特大桥，然后运用Ｍｉｄａｓ有限元软件　计算并分析影响大跨度连续刚构桥长期下挠的各种因素。　被广泛应用于车辆和飞行器的制造之中，具有非常广泛的应用　方案，下面同样也有一个单独桥方案，每个单桥的宽度为１５　ｍ，　界因素影响，而且在生产过程中必须按一定的比例关系来进行　范围。优点是焊接范围广泛、材料消耗量低等，在对铝合金的焊　接中尤能表现这些优势，目前的技术水平能够实现８００　ｍｍ焊　缝的有效处理，而且在此工艺过程中对温度没有太高的要求，不　仅焊接的质量非常高，也不影响原物件的结构，还是一种低耗能　的焊接技术，具有非常好的经济效益。　３机械设备加工工艺分析　３．１精密切削工艺　细节化的处理，并经过多次的推敲来实现切削工作。为了达到上　述要求，对机床的转速要求较高，需要使机床达到几万或者几十　万的转速，也可以通过精度定位技术等先进技术来达到所需的　要求。　３．２超精度研磨工艺　机械设备的加工过程中对于其加工表面的粗糙程度有着严　格的要求，如在（１￣２）ｃｍ应保持相同水平的粗糙精度，在传统的　加工工艺中一般采用硅片抛光来达到这一要求。而随着机械设　备制造业的发展，对加工构建的表面粗糙度的要求也越来越高，　靠传统的工艺已经不能满足当前的精度要求。超精度研磨技术　精密切削工艺的示意，如图２所示。精密切削工艺在机械设　备零件的高　精度加工过　程中具有重　要的应用，为　几加压　＼／　能够通过细小的零件进行打磨，能够有效地提升零件的精度，满　足现代机械设备加工的要求。　参考文献　［１］王滨．机械制造工艺与机械设备加工技术分析及研究［Ｊ］．世界有色　了保证切削被　障物　的高精密度，　精密切削工　艺对于加工　过程具有严　礅　勰　瓣　嬲观　Ｃ　金属，２０１７（１９）：８９—９１．　熔焊／ＩＩ　嚣濯　Ｆ部电极ｌ　１　［２］焦亚男，刘雪，李洋．机械制造工艺与精密加工技术的分析及研究　［Ｊ］．山东工业技术，２ｏ１７（１Ｏ）：３７—３８．　格的要求，必　须要保证机　［３］赵轩．机械制造工艺与机械设备加工工艺分析［Ｊ］．中国高新技术企　业，２０１７（５）：８６—８７．　床和应用的　工具以及零　俞加压　图２精密切ｔ￣］－ｒ艺　［４］韩宁．机械制造工艺与机械设备加工工艺要点［Ｊ１．信息记录材料，　２０１７（１１）：３９—４０．　件等不被外　（编辑王永洲］　．．．．．．篷互　盛盛越主　＿＿一　设备管理与维铬２０１８　Ｎｏ６（．ｋ）囹　上面单独桥的构造运用的施工方法是悬臂浇注法。相关文献在　得出徐变变形在第三阶段同样是下挠的，时问越长，下挠值就越　对大跨度钢构桥的挠度进行观测时，通常是借助高程控制网以　及导线加密控制建立钢构桥的位移监测控制网进行的，同时还　需要结合该座大跨度钢构桥所在的季节、环境以及温度的实时　情况。如果在冬季监测钢构桥的位移情况，冬季昼夜温差小，温　度的变化对钢构桥的影响不会太大，在对桥面的挠度进行检测　大，相对于第二阶段来讲，其计算值要大很多，和实测值相似。　４理论分析　将３个阶段在理论上得出的结果和实际得出结果比对发　现：挠度值在第二阶段的理论和实测相差甚远，二者之间约相差　４０％，对准永久值影响考虑之后，挠度值在第三阶段的理论和实　测差值较小，在２２％的范围内。所以，对于推算桥梁长期徐变变　时，如果选择的监测时间基本相同，温差也不会很大，这在业内　计算由温度引起的桥梁变化是可以忽略的。　２对长期挠度的方法进行分析　形的方法，在第三阶段是可取的［３１。　在营运的条件下，桥梁结构的应力相对较小，这符合混凝土　线性徐变理论的要求，应力在分次施加时，出现应变符合叠加的　在第二阶段，若预应力（梁体上下）的水平相似，后期的徐变　挠度也不会很大；在第三阶段，若预应力（梁体上下）的水平差距　较大，后期的徐变挠度也随之提升。将预应力（桥梁上下）的差值　原理。从３个方面讨论实桥的徐变变形：①实桥主要构造的施工　已完结，但二期恒载还没有施工，剖析该时刻的间隙时间；②二　期的恒载施工已完结，对通车的传统长期徐变挠度测算尚未进　行；③预测的长期挠度（准永久值）要考虑在内。最后需通过设计　来剖析缘应力差（主桥上下）和结构徐变彼此之前的关系【ｌ＿。　３分析计算　讨论本桥的徐变变形与时间关系，同时施行三维有限元分　析，所用的程序是ＡＮＳＹＳ。二次开发需以该程序的特性来进行，　在引人新规中的混凝土徐变方程式，混凝土的收缩和降温法是　等同的，可以此来思量；ｌｉｎｋ８是预应力钢筋的单位，在ＡＮＳＹＳ　中可有诸多方法思考预应力，此篇文章用的是初始应变法，可将　混凝土和预应力筋顺着桥梁的纵向分为诸多个单元，进而确保　预应力钢筋和混凝土是一起工作的，对力筋不一样的应力可以　用各单元不一样的实常数来模仿，这可以对应力消耗的影响进　行模拟，图１为有限元模型。本桥的设计是以预应力为基础的，　因如今对徐变变形很注重，下面的计算结果只是徐变变形的结　果，之后和实测的结果比对。　第一阶段的　主体结构已经合　龙，二期恒载徐变　变形还没有施行　表明：在一期恒载　作用下，变变形随着时间　桥梁的徐　图１有限元计算模型　的变化而呈现出了上挠的趋势，这方便了后面的徐变变形，所以，　若想降低后期的徐变变形，可尽可能地将二期恒载动工的时间延　迟　。但现实中，工期一般较短，当混凝土的强度符合了工程的要　求后就马上进行二期恒载。假定ｇｏ　ｄ是二期恒载的动工时间。　３．１第二阶段的二期恒载施工完成后的徐变变形　整个桥体合龙后，有４０　ｄ的时间是二期恒载的动工时间，　完Ｔ后，徐变挠度依据时间的计算结果得出，在一、二期的影响　下，徐变变形呈现出下挠趋势，时间越长，下挠值越大，徐变半终　值需３００　ｄ，徐变稳定需１８００　ｄ。　３．２运营阶段考虑准永久值后的长期挠度预测　在新的要求中，长期效应组合涵盖了诸多方面，准永久值就　是其中的成员之一，在此之后可施行常规的应用极限设计。以下　分析包含了对准永久值后的考虑。　根据４０　ｄ的二期恒载动工的时间，工程竣工后便可以通车，　皿设备管理与维修２０１８№６（上）　降低，对后期徐变变形可起到缓解作用，所以，设计时要将上下　的缘应力的差值对之后挠度影响要考虑在内。　但在几年之后，第三阶段的挠度值预测的和实测的还有误　差，这是由于由钢筋混凝土所构造的桥梁不但要接受恒载作用，　同时还需接受循环荷载的作用，在加上大跨度预应力混凝土连　续刚构桥个别区域的应力波动幅度较大，致使混凝土结构易有　疲劳状态出现，因此对大跨度预应力混凝土连续刚构桥长期性　能的探讨已经是重要的问题，所以要探讨后期的疲劳性能，可对　服役期问的桥梁状态变化更加精准的评估。对８片预应力钢筋　混凝土桥梁的疲劳状态经ＡＭＱＺＥＬＬＨＥ和Ｅ．ＡＲＤＡＭＡＮ进行　了试验，证明：疲劳加载的前期，梁的变形不大，在疲劳加载后　期，挠度提升，这对上面的理论分析的正确性做了证实；此外，因　主墩的受力的特点，致使２片墩的变形不尽一致，也可能会使主　梁在之后的某一时期的竖向挠度升高。如今在徐变变形的影响　方面，疲劳加载的定量计算还没有得出，因此，预测长期挠度时　（使用阶段），需以第三阶段的分析结果为依据，考虑混凝土的限　制膨胀率的提升，坍落度和混凝土的强度呈反相关　。　５结论　（１）对钢管混凝土的流动性有决定性作用的是水灰比以及　减水剂，掺量越多，坍落度越大，影响特别明显。水灰比是主要影　响混凝土３　ｄ强度的因素，粉煤灰以及减水剂对混凝土３　ｄ强　度的影响不大。　（２）在商性能钢管混凝土配合比设计中引入正交试验谢十理论　的策略，对多种配合比影响因素不同位级的分析只需很少的试验就　可以实现，最终获得最佳配合比的方法。在商胜能钢管混凝土试验　研究中引人数理统计原理，这对材料研究和工程实践意义非凡。　参考文献　［１］许梁．大跨度预应力混凝土连续刚构桥的长期挠度分析［Ｄ］．广州：　华南理工大学，２０１６．　［２］马少飞．大跨度预应力混凝土连续刚构桥挠度成因分析［Ｄ］．北京：　北京交通大学，２００９．　［３］文武松．大跨度Ｐｃ连续刚构桥挠曲开裂因素研究［Ｄ］戚都：西南交　通大学，２００９．　［４］童建刚．大跨度预应力混凝土连续刚构桥挠度计算和施工控制［Ｄ］．　成都：西南交通大学，２００７．　［５］舒鑫．大跨度预应力混凝土连续刚构桥线形控制研究［Ｄ］．南京：南　京理工大学，２００７．　［编辑利　文］　．至壁．叠：　豆．立妻