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连续粱桥的合理成桥状态
日期:2017-2-23 15:30:15 作者:钢结构检测 来源:本站原创
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    在悬臂施工梁桥中,应用荷载平衡法的问题

 

    (1)在节段悬臂施工的混凝土梁桥中,顶板悬臂束与底板合龙束为分段布置,不能提供竖向分量去直接平衡外荷载。在很大程度上,是用预应力在截面内偏心产生的弯曲效应去平衡恒载及其他外荷载产生的弯曲效应。

 

    (2)对于节段悬臂施工所形成的桥梁,不能用初始成桥线形或预应力引起的弹性挠度的大小来控制长期时效挠度,应该通过控制成桥时的初始挠曲状态去控制后期的徐变挠度。

 

    (3)在大跨度混凝土梁桥中,预应力所需抵消的外荷载效应,不能仅包括恒载与一定比例的活载,还应该全面考虑恒载、活载及其他可变荷载的变异性及其影响。

 

    (4)对于桥梁不同部位,应该考虑采用不同的荷载效应平衡系数。对于大跨度混凝土梁桥,因采用节段平衡悬臂、跨中合龙的方式施工,沿桥跨纵向的恒载、活载比例大不相同。为此,应该针对不同的部位,采用不同的荷载效应平衡系数。

 

    (5)桥梁的实际预应力损失,往往超过规范公式计算值,且影响预应力损失的因素多、离散性大,所以,不能指望用有效预应力来“精确”平衡持久荷载的弯曲效应。

 

连续梁桥的合理成桥状态

    在荷载平衡原理的基础上,进一步设想:能否通过预应力效应去平衡其他荷载产生的效应,进而抑制长期下挠。这种以控制长期时效变形为目标的成桥状态,称之为合理成桥状态。其定义为:在桥梁竣工时,预应力在抵消恒载产生的弯曲和剪切效应之后,使得梁体处于恰当的内力状态,使之平衡一定比例的活载、温度等作用效应,实现抑制桥梁长期下挠的目标。这里的合理成桥状态主要包括三个方面,即:合理受弯状态、合理受剪状态和合理应力状态。

 

连续梁桥的合理受弯状态

    在合理受弯状态下,要求梁体根部区域储备一定量的正弯矩,用以抵抗活载(包括超载)、温度等在根部截面产生的负弯矩;跨中部位储备一定量的负弯矩,用以抵抗在长期运营中因活载、温度等可变荷载效应造成的不利影响。现以三跨连续梁桥为例,说明合理成桥状态下的弯矩分布。在成桥时,预应力平衡恒载效应后的弯矩分布,应该与活载及其他可变荷载的弯曲效应相反。即要求在成桥状态下:梁体根部区域承受正弯矩,跨中区域承受负弯矩。反之,则为不合理的受弯状态。换句话说,预应力在平衡“一恒十二恒”后的剩余弯矩图,应该等于“反号后的活载包络图中值线”。于是,在合理成桥时,跨中截面储备了一定的负弯矩,在主梁根部截面储备了一定的正弯矩,以抵消活载的作用。

 

连续梁桥的合理受剪状态

    在合理受剪状态下,有效预应力引起的剪力应该能够抵消恒载产生的剪力,抵消后的剩余剪力分布图,应该与活载产生的剪力包络图大致相反,这样,可以抑制桥梁运营期因活载、温度等产生的剪力。反之,如果抵消后的剩余剪力分布图与活载剪力包络图形状相似,则为不合理的受剪状态。

 

    剪切变形对大跨度箱梁桥的挠度是有贡献的,尽管在数值上远小于弯曲变形对挠度的贡献。之所以关注合理受剪状态,就是要让预应力产生的剪力去抵消恒载作用效应,最大限度消除后期剪切徐变的不利影响。

 

    在合理应力状态下,要求梁体全截面保持一定的压应力,且梁体根部截面上缘压应力要大于下缘压应力,跨中截面下缘压应力大于上缘压应力,这种应力状态可以避免在长期运营及最不利荷载下出现拉应力。

 

    以三跨连续梁为例,对于跨中截面,若竣工时上缘压应力大于下缘压应力,并在设计使用期内,上缘压应力始终大于下缘压应力,则这样的应力状态不仅可以抵消活载产生的跨中正弯矩,还可以防止徐变的持续下挠,因此被认为是合理的。

 

文章出自桥梁动静载荷试验www.zjlq.net,转载请注明。


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