波形钢腹板组合梁桥异步浇筑线形计算及工作面长度分析

多工作面异步浇筑法作为波形钢腹板组合梁桥的一种高效建造方法,得到了国内多个工程项目的推广应用。基于施工过程中N-1节段顶板、N节段底板、N+1节段波形钢腹板形成的异步工作面,研究了每个工作面的长度参数对施工线形的影响。首先,提出线形简化计算方法,通过推导悬臂前端变形预测公式,建立了工程实例的有限元模型,随后结合现场监测数据,验证了计算公式的正确性;其次,分析N节段底板、N-1节段顶板的工作面浇筑长度分别为3.2、4.8、6.4 m组合时对施工线形的影响,根据波形钢腹板线形可调范围,确定了N+1节段波形钢腹板工作面吊设的适用长度。分析结果表明:提出的线形简化计算方法可以有效预测异步周期内的阶段变形量;以成桥目标线形为目标,3.2 m短浇筑工作面组的阶段变形值明显小于6.4 m长浇筑工作面组,其可控性更高,但会相应延长异步施工周期、增加施工成本;吊设工作面设置为对波形钢腹板吊装节段长度的扩充,受到相邻腹板可调范围的影响,实例中的2~6号节段在异步周期内可延长吊设工作面。

大跨度波形钢腹板PC连续刚构桥内衬混凝土参数优化设计研究

波形钢腹板组合梁桥因具有“手风琴效应”逐渐成为大跨度桥梁发展的新方向,为研究内衬混凝土参数对波形钢腹板预应力混凝土(Prestressed Concrete,PC)连续刚构桥抗剪性能的影响规律,采用ANSYS软件建立波形钢腹板PC连续刚构桥有限元模型,通过对比实测数据与数值模拟数据验证了该有限元模型的准确性,并分析了内衬混凝土参数对波形钢腹板剪力及承剪比的影响规律,通过研究可知,内衬混凝土长度、厚度、厚度变化率3个参数的适宜取值分别为9.5 m、0.5 m和0.3。相关结论可为大跨度波形钢腹板PC连续刚构桥的设计和施工提供一定参考。

变截面波形腹板组合梁悬臂施工约束扭转分析

为明确变截面波形腹板组合梁在悬臂施工状态偏载作用下的抗扭性能,将波形腹板组合梁等效为混凝土箱梁,通过乌式第二理论推导竖向偏载作用下的约束扭转微分方程,采用有限差分法建立方程组并引入悬臂边界条件求解变截面波形腹板悬臂梁的约束扭转翘曲正应力和剪应力;通过实际工程算例,建立有限元模型研究不同施工工法、横隔板浇筑顺序等对扭转效应的影响,并将有限元分析结果与理论解对比,验证计算公式的适用性。结果表明:基于乌式定理并考虑波形腹板褶皱效应的计算理论可以有效评估变截面悬臂梁的扭转效应;偏载作用下约束扭转产生的应力不可忽略,底板翘曲正应力占弯曲正应力比例可达26%、顶板为18%,腹板的扭转剪应力占弯曲剪应力约22%;采用不同悬臂施工方法的结构抗扭性能具有明显差异,异步浇筑法的自由端节段扭转翘曲应力较大且变化显著,应当避免该工法下悬臂自由端的集中偏载作用;横隔板的浇筑可使翘曲程度沿桥梁固定端至自由端相当范围内趋于均匀分布,宜及时浇筑已施工节段对应的横隔板。