中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司 广西南宁 530001
摘要：转体施工连续刚构桥通常先搭支架现浇T构混凝土，再进行T构转体施工。T构“转得稳”关系到施工成败，故转体过程中的T构抗倾覆性不容忽视。为此本文基于应力差法提出计算抗倾覆弯矩，应用有限元软件midas civil建立模型，研究桥梁构体系转换前后的受力形式，提出合理的箱梁顶板预应力钢束布置。
关键词：连续刚构桥；空间有限元分析；抗倾覆分析；结构受力分析
Study on the mechanical properties of a large span continuous rigid frame bridge
Chi De you
NanNing Survey And Design Institute Company Of The China Railway Siyuan Group, GuangXi NanNing
Abstracts：The construction of continuous rigid frame bridge is usually constructed with cast-in-place concrete and t-structure. It is important for the construction of T structure to be stable, so it can’t be ignored in the process of transformation. Based on differential stress method is put forward in this paper resistive overturning moment calculation, finite element software Midas civil model, research the stress of the bridge structural system before and after the transformation form, put forward reasonable prestressing steel box girder roof beam layout.
Key word：Continuous rigid frame bridge, spatial finite element analysis, anti-overturn analysis, structural stress analysis.
1引言
先支架现浇、再转体施工连续刚构桥以其工艺成熟、施工便捷、构造简单和良好的跨越性得到了广泛的应用。支架现浇可以使桥梁施工分段长度加长，这样节段数量便减少，混凝土收缩徐变的引起的结构次应力明显减小。T构转体过程中 “转得稳”关系到转体结构的施工成败，为此本文针对转体施工过程中的T构抗倾覆性和结构体系转换前后桥梁的受力进行研究，为以后同类工程的设计提供借鉴参考。
2工程背景
南宁市某2孔80m连续刚构桥跨既有高速铁路，按两幅桥同步转体施工，每幅桥宽19.95m，单箱三室箱梁，端部梁高4m，中墩处梁高8.5m，梁高按二次抛物线变化。箱梁标准段顶板厚30cm，底板厚30cm，腹板厚45cm。桥墩采用双薄壁墩，壁厚1.2m，间距5.2m。承台分上下2部分，上转盘厚3.5m，下转盘厚5m，中间预留1.9m间隔安装球铰及撑脚等构件。
3 T构抗倾覆性分析
3.1 T构抗倾覆体系
T构采用平转法，转动体系主要由上转盘、球铰、下转盘、转体牵引系统组成（如图1）。在上、下转盘之间设球铰，在下转盘顶设助推反力支座、牵引反力支座、牵引索、撑脚、不锈钢环形滑道、沙箱等设施。球铰是转动体系的核心，为了减小转体时摩阻力，下球铰球面上布设四氟乙烯圆形滑块、涂满黄油。撑脚是转体抗倾覆的最后防线，其与滑道的间隙一般为2cm左右，若间隙过大，则转体时梁体易发生较大晃动，结构稳定性差；若间隙过小，撑脚与滑道易卡住，导致牵引力增大，甚至转不动。T构转体前，为了保证梁体施工时稳定性，通常在上、下转盘之间设沙箱代替球铰承受上部荷载，转体时再撤掉沙箱。
4续刚构桥结构体系转换前后的受力及顶板束布置研究
4.1连续刚构桥结构体系转换前后的受力形式
连续刚构桥转体前T构阶段，箱梁受墩顶负弯矩作用，主要是顶板束和腹板束抵抗这部分作用，箱梁跨中部分顶板混凝土已开始承受预应力作用产生的压应力。连续刚构桥转体后，桥梁为两跨连续结构，箱梁跨中承受正弯矩、墩顶承受负弯矩，这样跨中的顶板除承受结构本身的压应力，还需承受顶板束的压应力。由于支架现浇法没有悬臂挂篮施工的合拢段，无法再合拢前在合拢段之间进行顶推，这样造成跨中顶板压应力较大。
4.2箱梁顶板钢束的布置形式
方案一：顶板束采用部分直束直接锚固于箱梁顶部、部分下弯束通过齿块锚固于箱梁顶部。直束直接锚固于箱梁顶部不必做齿块，减轻了结构自重，但梁易出现应力集中、甚至主拉应力裂缝。
方案二：部分顶板束按方案一布置，部分顶板束采用体外预应力钢束，桥梁结构体系转换后，再将这部分体外束拆除。
由上表可见，方案一顶板压应力偏大，方案二顶板压力相对合理。但是，方案二由于布置了部分体外预应力，施工相对方案复杂，实际设计时需权衡是否采用体外预应力或提高混凝土等级。
5结语
本文依据偏心受压构件的受力分布规律及应力应变计算原理，提出转体T构的抗倾覆弯矩的计算方法。运用有限元分析软件Midas civil分析连续刚构桥结构体系转换前后的受力，提出合理的箱梁顶板束布置。
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论文作者:迟德有
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/11
标签：顶板论文; 应力论文; 结构论文; 弯矩论文; 转盘论文; 体系论文; 受力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;