桥梁工程职称论文高墩大跨连续刚构分析
摘 要：对于连续刚构，不管是先合龙边跨合龙段、还是先合龙中跨合龙段，墩身与箱梁T构处于刚性连接状态。如此梁段的伸张与收缩必然对墩身产生作用，同时墩身的弯曲必然给箱梁以反作用力。本文以某连续梁合龙段外锁装置为例，阐述悬臂浇筑连续梁合龙段外锁装置设计施工技术。
关键词：连续刚构,合龙段,内力分析,外锁装置设计
一、连续刚构合龙段临时支撑钢构的概述
悬臂浇筑钢筋混凝连续梁，各个\"T\"构完成悬浇后，将合龙段交替合龙连接。在合龙段施工前均要求设置临时加劲钢支撑，以约束悬臂端的自由变化，保证合龙段混凝土的质量。
对于连续刚构，不管是先合龙边跨合龙段、还是先合龙中跨合龙段，墩身与箱梁T构处于刚性连接状态。如此梁段的伸张与收缩必然对墩身产生作用，同时墩身的弯曲必然给箱梁以反作用力。
将合龙段的边界条件假定为两端刚性约束，即认为桥墩刚度无限大，忽略合龙段施工时梁部混凝土收缩、徐变的较小变形，只考虑温差引起的变形，只作中跨合龙段计算。边跨使用中跨劲性骨架偏于安全，故一般计算只计算中跨合龙。
本文以铜黄高速公路常家河特大桥(75+2×140+75)m连续刚构合龙段外锁装置为例，阐述悬臂浇筑连续刚构合龙段外锁装置设计及施工技术。
二、常家河特大桥(75+2×140+75)m连续刚构概况
铜黄高速公路K103+035常家河特大桥横跨常家河，与河沟斜交。梁体采用(75+2×140+75)m预应力连续刚构，墩身为薄壁空心墩。刚构主墩5#、6#、7#墩高分别为57.16m、85.81m、68.67m。
各单\"T\"除0号块外分18对节段,其纵向分段长度为6×3m+6×3.5m+6×4m，0#块长12m，中、边跨合龙段长度均为2m，边跨现浇段长度3.89m。
(75+2×140+75)m连续刚构是单箱单室、变高度、等梁宽结构，箱梁顶宽16.65m，底宽8.65m。梁高从8.3m变化到3.2m。中跨合龙段处梁高3.2m，顶板厚度0.32m，腹板厚度0.55m，两侧腹板内间距7.55m，底板厚度0.32m。具体见图一：中跨合龙段断面图。
关于合龙段顶推，设计文件要求混凝土浇筑前，以1500KN作为顶推力。
三、连续刚构合龙结构受力分析
悬臂浇筑连续刚构合龙结构示意图如图2所示。
1、合龙段临时加劲钢支撑受力工况分析
合龙段临时加劲钢支撑受温度伸张应力影响，在升温阶段，加劲钢支撑与悬臂T构的伸张推动墩身位移，墩身位移产生弹性力，反作用于箱梁上，箱梁传递顶压钢支撑。
悬臂浇筑连续刚构合龙临时钢支撑受力分析示意图如图3所示。
2、结构计算基本条件及条件假定：
(1)计算时只考虑温差影响;由于合龙段施工时各梁段混凝土所经历的时间较短，混凝土收缩、徐变产生的变形值相对较小;因升温产生的墩柱高度增加占用比例太小，且高度增加所计算压力值小于不考虑温升的计算值，不影响本计算安全性，故计算时不考虑墩柱温升的高度变化;
(2)、为简化计算，把变高度梁简化为平均断面的等截面梁处理;
(3)、箱梁两悬臂端计算长度L=138m(除去合龙段);
(4)、箱梁混凝土材料线膨胀系数为α1=1×10-5m/co·m，钢结构线膨胀系数为α2=1.2×10-5m/co·m;
(5)、本项目预计在5月合龙，根据气象资料，合龙时当地日平均升降温度差△T≈10 co;
(6)、箱梁单臂平均横截面积A=19.9m2;
(7)、主墩6#墩墩身高度H1=57.16m(承台距离梁底面)，主墩6#墩墩身高度H2=85.81m，主墩7#墩墩身高度H3=68.67m;主墩6#墩墩身平均横截面积A1=22.37m2，主墩5#、7#墩墩身平均横截面积A2=18.77m2;CAD求得主墩6#墩身平均截面惯性矩I1=1.48×1010cm4，主墩5#、7#墩身平均截面惯性矩I2=0.64×1010cm4;墩顶梁底距离合龙段截面中心高度△h=6.7m。箱梁C50混凝土弹性模量Eh=3.45×104 MPa，墩身C40混凝土弹性模量Eh1=3.25×104MPa;
(8)、合龙段长度Ls=2m(钢支撑长度)，设计顶推力Ft=1500KN;
(9)、设计钢支撑采用4根I32a工字钢组合支撑柱，每根柱横截面积Ag=134cm2，每根柱最小截面惯性矩I=918cm4，弹性模量Eg=3.25×104MPa。
四、合龙段临时约束钢支撑结构验算及优化
1、合龙段临时约束结构
在施工设计图中，合龙块在合龙前采用体外刚性支撑柱进行锁定。刚性支撑柱采用4组钢支撑柱，分别在顶板上安装2组、箱内底板上安装2组，每组支撑柱使用2根I32a型工字钢组拼，支撑柱与箱梁上的预埋板焊接，双面焊缝高度8mm，每根支撑柱一端焊缝长度Lh=35cm。
2、结构安全性验算
2.1、顶推力对钢支撑的压力
①、顶推力对临时钢支撑的压缩变形量
②、顶推箱梁的伸长量
③、以上(0.27+0.3)/2=0.285mm位移△L引起墩身弯曲的反拉力P
按线性关系作用到合龙段高度的反拉力P\"
P1\"=P5#H1/(H1+△h)=9.54×57.16÷(57.16+6.7)=8.54KN;
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