混凝土強(qiáng)度對橋梁結(jié)構(gòu)有什么影響？

 

 

 

　　大跨徑混凝土橋梁的懸臂施工時(shí)一個(gè)系統(tǒng)的工程，施工過程中需經(jīng)過結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)化，而混凝土受到配合比和現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件等因素的影響，使得每個(gè)現(xiàn)澆塊的混凝土強(qiáng)度都偏離原設(shè)計(jì)值嗎，而且每個(gè)現(xiàn)澆塊之間也會(huì)產(chǎn)生差異，從而使得橋梁結(jié)構(gòu)的受力偏離原設(shè)計(jì)。因此研究各個(gè)現(xiàn)澆段混凝土強(qiáng)度差異性對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響具有十分重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。為保證橋梁的受力合理而引入施工控制[2]，且許多學(xué)者在懸臂施工控制分析中引入敏感性分析[3]。 

 

 

　　本文以某新建鐵路線上的重點(diǎn)控制工程為例，本橋跨越溝谷而設(shè)，屬于黃土塬區(qū)，設(shè)計(jì)活載為中―活載，雙線，最大線間距為5.22m，大氣相對濕度為63%，橋面為有渣橋面。 

 

　　梁段劃分：梁段按施工順序劃分為25種梁段。主墩0號梁段長16m；1～4號梁段長3.0m，5～8號梁段長3.5m，9～22號梁段長4.0m；23號梁段為合龍段，長2.0m；24號梁段為邊跨現(xiàn)澆段，長21m外加梁段0.4m挑梁。 

　　本文利用Midas Civil進(jìn)行有限元模擬，主梁和橋墩均采用梁單元，整個(gè)模型共計(jì)113個(gè)節(jié)點(diǎn)，上部結(jié)構(gòu)劃分為74個(gè)梁單元，下部結(jié)構(gòu)劃分為13個(gè)單元。 

 

 

　　1、合龍張拉后 

 

　�。�1）當(dāng)逐個(gè)改變2#、3#、4#、11#、12#和13#塊的標(biāo)號時(shí)，懸臂根部頂板應(yīng)力隨著混凝土標(biāo)號的增高而減小； 

 

　�。�2）當(dāng)逐個(gè)改變5#塊至10#塊的標(biāo)號時(shí)，懸臂根部頂板應(yīng)力隨著混凝土標(biāo)號的增高而增大； 

 

　�。�3）懸臂根部的頂板應(yīng)力對7#塊混凝土標(biāo)號改變最為敏感，11#塊最不敏感； 

 

　�。�4）當(dāng)逐個(gè)減小各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，7#塊為C20，對懸臂根部頂板應(yīng)力減小達(dá)到最大值，2#塊為C20，對懸臂根部頂板應(yīng)力增大達(dá)到最大值；當(dāng)逐個(gè)增大各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，2#塊為C80，對懸臂根部頂板應(yīng)力減小達(dá)到最大值，7#塊為C80，對懸臂根部頂板應(yīng)力增大達(dá)到最大值； 

 

　�。�5）逐個(gè)降低2#塊至13#塊的混凝土標(biāo)號比逐個(gè)增大各混凝土標(biāo)號對懸臂根部頂板應(yīng)力敏感性顯著。 

 

　　2、拆除支架和掛籃 

 

　　（1）當(dāng)逐個(gè)改變2#塊至13#塊混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部頂板壓應(yīng)力隨著混凝土標(biāo)號的增大而增大； 

 

　�。�2）懸臂根部頂板應(yīng)力對7#塊混凝土標(biāo)號改變最為敏感，13#塊最不敏感，由7#塊向兩側(cè)逐個(gè)改變混凝土標(biāo)號時(shí)，敏感性逐漸減弱，且由7#塊向13#塊逐個(gè)改變混凝土標(biāo)號時(shí)，敏感性衰減速率塊； 

 

　�。�3）當(dāng)逐個(gè)減小各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，7#塊為C20，對懸臂根部頂板應(yīng)力減小達(dá)到最大值；當(dāng)逐個(gè)增大各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，7#塊為C80，對懸臂根部頂板應(yīng)力增大達(dá)到最大值； 

 

　�。�4）逐個(gè)減小2#塊至13#塊的混凝土標(biāo)號比逐個(gè)增大各混凝土標(biāo)號對懸臂根部頂板應(yīng)力影響顯著。 

 

　　3、二期鋪裝 

 

　　（1）當(dāng)逐個(gè)改變11#、12#、13#塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部頂板應(yīng)力關(guān)于混凝土標(biāo)號二次變化，隨著混凝土標(biāo)號的增加，應(yīng)力值增大； 

 

　　（2）當(dāng)逐個(gè)改變2#塊至10#塊混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部頂板應(yīng)力隨著標(biāo)號的改變出現(xiàn)突變，當(dāng)各塊的混凝土標(biāo)號從大到小來變化時(shí)，2#塊至5#塊為C40、6#塊為C35、7#塊至9#塊為C30、10#塊為C25時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力突變，即越遠(yuǎn)離懸臂根部，突變時(shí)混凝土標(biāo)號越��； 

 

　　（3）當(dāng)逐個(gè)改變2#塊和3#塊混凝土標(biāo)號時(shí)，在懸臂根部頂板應(yīng)力突變前后，應(yīng)力值隨著其標(biāo)號的增大而減小，逐個(gè)改變4#塊至10#塊標(biāo)號時(shí)，應(yīng)力隨著標(biāo)號的增大而增大； 

 

　　（4）當(dāng)9#塊為C20時(shí)，對懸臂根部頂板應(yīng)力減小達(dá)到最大值，當(dāng)9#塊C80 時(shí)，對懸臂根部頂板應(yīng)力增大達(dá)到最大值 

 

 

　　1、合龍張拉后 

 

　�。�1）當(dāng)逐個(gè)改變2#塊至13#塊混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部底板應(yīng)力隨著混凝土標(biāo)號的增大而減��； 

 

　�。�2）懸臂根部的底板應(yīng)力對8#塊混凝土標(biāo)號改變最為敏感，13#塊最不敏感，由8#塊向兩側(cè)逐個(gè)改變混凝土標(biāo)號時(shí)，影響逐漸減弱，且衰減速率由8#塊向13#塊大于由8#塊向2#塊； 

 

　�。�3）當(dāng)逐個(gè)減小各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，8#塊為C20，對懸臂根部底板應(yīng)力增大達(dá)到最大值；當(dāng)逐個(gè)增大各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，7#塊為C80，對懸臂根部底板應(yīng)力減小達(dá)到最大值； 

 

　　2、拆除支架和掛籃 

 

　�。�1）當(dāng)逐個(gè)改變2#塊至13#塊混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部底板應(yīng)力隨著混凝土標(biāo)號的增大而減�。� 

 

　�。�2）懸臂根部底板應(yīng)力對7#塊混凝土標(biāo)號改變最為敏感，對13#塊敏感性最弱，由7#塊向兩側(cè)逐個(gè)改變混凝土標(biāo)號時(shí)，敏感性逐漸減弱； 

 

　�。�3）當(dāng)逐個(gè)減小各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，7#塊為C20，對懸臂根部底板應(yīng)力增大達(dá)到最大值；當(dāng)逐個(gè)增大各塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，7#塊為C80，對懸臂根部底板應(yīng)力減小達(dá)到最大值； 

 

　�。�4）逐個(gè)逐個(gè)增大2#塊至13#塊的混凝土標(biāo)號比逐個(gè)減小各混凝土標(biāo)號對懸臂根部底板壓應(yīng)力影響顯著。 

 

　　3、二期鋪裝 

 

　�。�1）改變5#塊至13#塊的混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部底板應(yīng)力關(guān)于混凝土標(biāo)號二次變化，隨著混凝土標(biāo)號的增加，應(yīng)力值減�。� 

 

　�。�2）改變2#塊至4#塊混凝土標(biāo)號時(shí)，懸臂根部底板應(yīng)力隨著標(biāo)號的改變出現(xiàn)突變，當(dāng)各塊的混凝土標(biāo)號從大到小來變化時(shí)，2#塊至4#塊為C40時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力突變， 

 

　�。�3）2#塊和3#塊標(biāo)號改變時(shí)，在懸臂根部底板應(yīng)力突變前后，應(yīng)力值隨著其標(biāo)號的增大而增大，4#塊標(biāo)號改變時(shí)，應(yīng)力隨著標(biāo)號的增大而減�。� 

 

　�。�4）當(dāng)9#塊為C20時(shí)，對懸臂根部底板應(yīng)力增大達(dá)到最大值，當(dāng)9#塊C80 時(shí)，對懸臂根部頂板應(yīng)力減小達(dá)到最大值； 

 

　　五、結(jié)束語 

 

　　在懸臂澆筑過程中，結(jié)構(gòu)體系發(fā)生轉(zhuǎn)變前，修改各個(gè)現(xiàn)澆塊混凝土強(qiáng)度對懸臂根部頂板和底板應(yīng)力均無影響，而在結(jié)構(gòu)體系發(fā)生轉(zhuǎn)變后，懸臂根部頂板和底板應(yīng)力均發(fā)生改變，且變化規(guī)律比較復(fù)雜。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)各個(gè)現(xiàn)澆塊的實(shí)際強(qiáng)度修改設(shè)計(jì)參數(shù)，使得結(jié)構(gòu)應(yīng)力在控制范圍內(nèi)。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1] 劉世忠.橋梁施工[M].北京：中國鐵道出版社.2010 

　　[2] 姜浩.懸臂澆筑大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制的研究[D].吉林大學(xué)，2005 

　　[3] 趙曉華，孫航，張謝東.PC梁橋結(jié)構(gòu)參數(shù)對最大懸臂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的敏感性分析[J].公路交通科技，2011，28（11）：27―99