成橋預拱度計算方法

2022-09-24 19:24:02 字數 5572 閱讀 1121

目前,由於對混凝土徐變的計算,不論是老化理論,修正老化理論還是規範規定的計算方法,都難以正確地估算混凝土徐變的影響,在施工中對這一影響不直接識別、修正,通常是用以往建成的同類跨徑的下撓量來模擬的,並且通過立模標高的預留來實現的。因此,成橋預拱度合理設定尤為重要。

根據近幾年來工程實踐檢驗,後期混凝土收縮、徐變對中孔跨中撓度影響約為l/500~l/1000(l:中孔跨徑),邊孔最大撓度一般發生在3/4l處,約為中孔最大撓度1/4。另外,連續剛構橋邊中跨比例0.

52~0.6,橋墩採用柔性墩。在後期運營中向跨中方向產生位移,剛構墩、梁固結,由變形協調可知,轉角位移使邊孔上撓。

中孔跨中下撓。因此,邊跨成橋預拱度一般設定較小,在3/4l處設定fc/4預拱度(fc:中孔跨中成橋預拱度)。

根據陝西省連續剛構橋成橋預拱度計算方法:「中跨預拱度在設計預拱度的基礎上,按l/1000+1/2d2(l為中跨跨徑,d2為活載撓度)提高預拱度(最大撓度在跨中),邊跨預拱度按中跨最大撓度1/4計算,邊跨最大撓度在3/4l處。其餘各點按余弦曲線分配。

在中孔跨中fc確定後,中孔其餘各點按y=fc/2(1-cos(2πx/l))進行分配。邊孔3/4l處成橋預拱度取中孔跨中成橋預拱度fc的1/4,邊孔其餘各點按余弦曲線分配。原因:

(1)余弦曲線在墩頂兩曲線連線處切線斜率為零,滿足平順要求;(2)余弦曲線在l/4處預拱度為跨中預拱度1/2,與有限元計算吻合。

1.活載撓度計算

1) 荷載等級:公路—ⅰ;

2) 車道係數:三車道,車道折減係數0.78;

3) 中跨活載最大撓度: d2=0.029m;

2.中跨最大預拱度的確定

=0.09+0.0145=0.1045m;

3.余弦曲線

成橋預拱度線形示意圖

各曲線函式表達如下:

a曲線: ()

b曲線: ()

c曲線: ()

不論採用什麼施工方法,橋梁結構在施工過程中總要產生變形,並且結構的變形將受到諸多因素的影響,極易使橋梁結構在施工過程中的實際位置(立面標高、平面位置)狀態偏離預期狀態,使橋梁難以順利合攏,或成橋線形與設計要求不符,所以必須對橋梁進行施工控制,使其在施工中的實際位置狀態與預期狀態之間的誤差在容許範圍和成橋狀態符合設計要求。我單位設定的施工預拱度由下面的公式進行說明:

fsi=∑f1i+∑f2i +f3i+f4i+f5i+f6i+f7i+f8i+f9i+f10i+f11i

fsi:施工預拱度;

∑f1i:本階段塊件生成後和以後各階段撓度累計值

∑f2i:本次澆築梁段及後澆梁段縱向預應力鋼束張拉對該點撓度影響值

f3i:二期恆載撓度

f4i:結構體系轉換

f5i:掛籃自重及變形

f6i:墩身壓縮變形

f7i:前期收縮、徐變撓度值

f8i:溫度影響

f9i:墩頂轉角影響

f10i:施工荷載產生撓度

f11i:支架彈性、非彈性變形

上述各組成因素的計算方法如下:

(1) 結構自重(一期恆載)作用預拱度的設定

結構自重的計算方法是本階段塊件生成後及以後各階段對本階段撓度累計值,特點是先澆階段已完成本身自重變形,不再對後澆階段產生影響,雖然合攏段與懸澆階段單項撓度計算方法不同,但計入方法是相同的,可用通式表達:

∑f1i=f1i+f1i+1+……f1n

(2) 預應力作用下預拱度的設定

本階段縱向鋼束及後澆階段縱向鋼束張拉對該點撓度影響值

∑f2i=f2i+f2i+1+……f2n

(3) 二期恆載作用預拱度的設定

二期恆載即橋面鋪裝、防撞護欄等作用在成橋結構上,將計算所得撓度值反向設定。

(4) 結構體系轉換的預拱度的設定

結構體系轉換時,一般採用平衡重、配重、頂推等方式,平衡重與合攏段等量置換的那部分平衡重,隨著合攏段砼澆築同步卸除,設定預拱度時應剔除其影響。

但是為了調集成攏段兩端標高而設定的附加配重在合攏段砼達到規定的強度後才卸除,其作用在合攏前後的不同體系上,解除安裝前後對橋梁的影響不能抵消,應充分考慮。

為了改善橋墩受力及在合攏時其場地溫度高於設計合攏溫度時,為滿足設計合攏溫度要求,採取頂推方式,以改善橋墩及上部結構受力效能和應力狀態。在頂推時,會使各截面產生撓度,這部分撓度變形在設定預拱度時應考慮。

(5) 掛籃自重及變形

1)掛籃對已澆階段產生彈性變形,但拆除掛籃後,變形即恢復,不必考慮其影響;

2)現澆階段,由於本階段剛度未形成,節段自重由掛籃來承擔,掛籃在節段砼自重的作用下,產生撓曲變形,現澆階段砼產生相同變形,這一變形在掛籃拆除後不可恢復。因此,必須計入這部分變形的影響。其值一般由現場壓力試驗確定(壓力與變形曲線)

(6) 墩身壓縮變形

大跨度連續剛構橋懸臂較長,施工荷載大,如果墩高較高,墩身會產生較大壓縮量,在撓度計算時應計入墩身彈性壓縮的影響。

(7) 前期收縮、徐變影響

現行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》規定:「預應力混凝土受彎構件當需計算施工階段變形時,可按結構自重和預應力產生的初始彈性變形乘以﹝1+ф(t,t0)〕求值。」

前期徐變即施工階段徐變,可按規範計入。

收縮按規範規定計入。

(8) 溫度影響

在連續剛構橋分段施工過程中,其幾何線形的實測值中都包含溫度作用的影響,儘管測量時間選擇在溫度較穩定的時段,如深夜或凌晨,但是,很難避免日照溫差的複雜影響。一般的,大氣公升溫時,懸臂端下撓,大氣降溫時,懸臂端上公升。日照溫差對懸臂端撓度的影響,可以通過各施工階段溫度敏感性分析得到結構隨溫度改變的變形曲線,根據實際溫度變化進行插值計算,對結構變形進行修正,即:

hti=hi+fti

fti: :溫度修正值

連續剛構橋施工過程中,為了進一步摸清箱梁截面溫度及溫度在截面上的分布規律,有必要每月選擇有代表性的天氣(晴、雨、陰、寒流)進行24小時連續觀測,以準確掌握溫度變化規律,然後根據測量結果進行溫度修正。

均勻溫度作用對撓度的影響、主要取決於梁體溫度與設計合攏溫度是否相符合,懸臂施工階段,結構為靜定體系,而合攏後為超靜定體系,連續剛構橋以柔性薄壁墩適應溫度縱向變化,若梁體溫度與設計合攏溫度不相符合,即產生溫度的變形,因此,計算年溫差引起的變形,應以邊跨合攏時計入其影響。

(9) 墩頂轉角影響

高墩大跨連續剛構橋在懸臂施工過程中,特別是長懸臂時,荷載不可能嚴格對稱,由此引起的墩頂水平位移、轉角,對撓度影響不容忽視。

(10) 施工荷載的影響

施工荷載屬臨時荷載,在後續階段卸除,因此,臨時荷載引起的墩身壓縮,掛籃自重產生的撓度,溫度梯度影響,偏引起的轉角影響屬加解除安裝過程,都應在立模標高中剔除其影響,但配重由於作用在不同的結構體系上,其影響不能剔除。

(11) 支架彈性、非彈變形

邊跨支架在施工時應嚴格要求用同等邊跨現澆段及施工荷載重量預壓,消除地基不均勻沉降,測定支架彈性、非彈性變形,並在邊跨現澆段中預留其變形。

表5.8給出的施工預拱度是根據圖紙的各種引數,通過模型正裝計算、施工階段模擬的初步施工預拱度,不包括掛藍變形值,而且隨著施工進度、現場採集資料進行誤差分析,修改模型設計引數,建立新模型再進行結構計算,進行動態調控。

搜了一下midas討論區感覺midas計算出來的預拱度有幾個問題還是沒有搞明白。

這是一座掛籃懸臂澆築施工的橋梁,連續箱形梁橋,跨徑68+120+120+68,midas計算出來的預拱度圖形和**該怎麼看,先把midas**手冊對生成的預拱度**資料和預拱度控制圖資料的說明引用一下:

對預拱度**資料的說明:各節點最上面的數字為支模時應考慮的預拱度量,下面的數字為澆築混凝土後拆模時,在該位置應發生的位移。

對預拱度控制圖形資料的說明:圖表的x軸為節點的位置,y軸為響應位置的預拱度。節點號的上面輸出有兩個數字,上面的數字為支模時應考慮的預拱度量,下面的數字為澆築混凝土後拆模時,在該位置應發生的位移。

我的問題:

1、預拱度**中各節點除第乙個數字以外下面的數字,是不是都是指對應於相應施工階段中各橋梁段混凝土濕重施加上時該節點發生的位移?如果是的話,那麼該節點所在橋梁段施工時,混凝土濕重施加上後發生的位移是多大?或者該橋梁段混凝土有一定齡期施加預應力後的該節點位移為多大?

或者該橋梁段施加預應力後下一橋梁段掛籃前移設定了預拱度時該節點的位移為多大?也許這些資料不需要都知道,但是總要知道其中乙個資料來校核施工中實際發生的位移吧。

2、為什麼預拱度控制圖形上的資料只給出了預拱度**中各節點預拱度值的前兩個數?根據**幫助說明,節點號的上面輸出有兩個數字,下面的數字為澆築混凝土後拆模時,在該位置應發生的位移。那麼預拱度控制**中各節點前兩個數字後面的數字又是什麼含義?

3、預拱度**和預拱度控制圖中資料的正負號是如何規定的?為什麼預拱度**中的資料和預拱度控制圖形中的資料的正負號正好相反?這樣給出的兩個預抬高值設定正好相反。

4、預拱度控制圖形中的資料到底哪個數字是上,哪個資料是下?根據數學上的慣例,一般來說斜線左側的資料為上邊的資料,斜線右側的資料為下邊的資料,但是預拱度控制圖形中的資料與預拱度**中的資料對比卻發現順序正好相反,也就是預拱度控制圖形中比較靠上的資料為上。

5、從預拱度**上看,7號節點是乙個t構達到最大懸臂時的最後乙個節點,cs15、cs16這兩個施工階段已經完成了對最後乙個橋梁段的施工,cs17、cs18、cs19都是進行其它t構的施工,為什麼該t構上的這個節點還有這麼大的數值?就算是考慮收縮徐變、預應力損失也不應該有這麼大。

問題就這麼多,我想這些問題解決了,基本上用算出來的資料知道施工應該就沒有什麼問題了。下邊把計算出來的預拱度**和預拱度控制圖形貼上來。

預拱度**:

預拱度控制圖形

恆載+活載撓度的1/2。

這是規範中的做法。

感覺有時再增加一點沒有壞處,

避免混凝土收縮徐變等長期效應計算不準確帶來的誤差。

梁略微拱起一點比較美觀,

但下撓一點就會讓人不舒服。

連續梁的施工控制中的預拱度(或稱為拋高值)有兩種解釋。其一,就是現在普遍用的:預拱度=本階段施工和以後各階段撓度+收縮徐變+掛籃變形影響+溫度影響+施工荷載產生撓度+活載撓度((最大撓度+最小撓度)/2)。

其二,就是預拱度是指從施工結束到施工以後幾年(收縮徐變終極),由收縮徐變產生得撓度,這是由設計單位確定得;預拋高指得是從建橋開始到竣工,梁體撓度得總和。從上面的定義可以看出,預拋高當然是對施工每個階段的立摸前端點來說的了。在保證大橋結構安全的情況下,使大橋主梁線形平順,符合設計要求,成橋線形寧高勿低,一般與控制目標最大誤差不超過3cm,合攏段兩側標高相對偏差不超過1cm。

我也有同樣得疑惑,想請教樓上liwencsru 兄,對預拋高的第一種解釋,本階段施工和以後各階段撓度如何求?是不是一般軟體計算過後的成橋階段的在恆載作用下的撓度?也就是說你所說的第一種情況的預拋高這樣計算:

某一梁段預拋高=成橋階段此梁段在恆載(一期+二期)撓度+成橋階段收縮徐變在此梁段撓度+成橋階段溫度荷載引起的撓度+施工荷載(懸臂施工到此階段)引起的撓度+掛籃變形值+成橋後活載在此梁段撓度的1/2。

另外你所說的第二種情況是不是就是把上面說所徐變的時間改為3年,其他不變?

也請大家解釋,謝謝!

箱梁澆築時各節段立模標高由幾部分組成:

hi=h0+fi+fiy+fl+fx

式中:hi―待澆築箱梁底板前端模板標高;h0 ―待澆築箱梁底板前端設計標高; fi―本次及以後各澆築箱梁段對該點撓度影響值; fiy―本次澆築箱梁段縱向預應力束張拉後對該點撓度影響值; fl―掛籃彈性變形對該點撓度影響值; fx―由收縮、徐變、溫度、結構體系轉換、二期恆載、1/2汽車靜活載等對該點撓度影響值。以這些影響值的總和作為跨中預拋高的最大值,以兩橋墩支點為零點,其餘各點按二次拋物線分配。

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