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从工程实际出发,为一连续T梁桥设计了钢蝴蝶梁法更换GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座施工方法,采用本文选用的钢蝴蝶梁尺寸,其所能承受的大荷载为:440kN。该方法用于20m跨径及以内的T型桥梁中是安全的,20m跨径以上的T型梁桥及其他截面类型的桥梁(如箱型截面)需进行钢蝴蝶梁的构造研究和严格计算。通过对钢蝴蝶梁法在整体同步顶升中的设计及应用,为以后纵向逐墩或多墩、横向同步顶升的方案应用到工程实例中提供技术支持。为保证顶升过程中梁体处于正常受力的状态和落梁之后主梁内力状态能完全达到设计时的要求,系统总结了具体可行的顶升施工方案。在进行施工之前必须做好充足的准备,特别是做好支撑系统的计算分析,设计全面的顶升监测方案,做好顶升施工中顶升力、顶升量及关键截面的应力的同步监控工作,为建立桥梁顶升设计理论及施工规范提供参考。
根据1.2.1节中表1.2调研统计资料,新疆地区大部分为简支变连续空心板桥梁,该类桥梁的空心板简支布置在桥墩上,其上的桥面连续,对该类桥梁采用整体同步顶升和纵向逐墩或多墩、横向同步顶升是可行的,但对于其他截面形式的桥梁应用纵向逐墩或多墩、横向同步顶升方案进行施工时,主梁力学行为变化的研究不够全面。本章应用Midas/Civil有限元软件对(4}5 ) X20m, C 4}5 ) X30m的简支变连续T型截面梁桥,(4}5)X25m, C4}5) X30m的简支变连续箱型截面梁桥进行纵向逐墩或多墩、横向同步顶升更换GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的有限元分析计算,分析简支变连续梁桥在顶升工况下主梁的应力、位移和支点反力的变化规律,验证了纵向逐墩、横向同步顶升工况下主梁的安全性,得到了使桥梁顶升过程中各截面的受力优化的纵向多墩、横向同步顶升施工方案。从理论上研究上述方案应用到实际工程中的安全可行性。
4.1总体设计说明
本次采用梁格法建立两种截面类型的简支变连续梁桥的模型,在这里略去梁格法建模理论的详细介绍。通过查找文献得知,己有人对20m, 30m简支变连续T型梁桥采用双GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的情况做过有限元分析,所以本次有限元分析所用的简支变连续梁桥模型均为单GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座形式。下面以4X30m的简支变连续T型截面梁桥为例详细介绍本次梁格法的建模过程。
(1)单元的选取
该4X30m的T型截面连续梁桥模型共建立三维梁单元730个。由于本次有限元分析的重点为顶升主梁工况下,研究其内部的力学行为。确定此次桥梁顶升量定为1 cm,本文在建模时等效为MidasGPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座沉降量为一1 cm,即顶升部位主梁整体往上提升1 cm,作用在模型上模拟桥梁纵向逐墩、横向同步顶升工况;纵向多墩、横向同步顶升中,顶升处顶升量确定为1 cm,非自由端的顶升量通过建模分析使顶升处受力最合理而确定。
(2)材料
按公路桥梁结构上部构造系列通用设计图选取主梁采用的材料为:预制T梁、纵、横向湿接缝均为C50混凝土,桥面铺装为沥青混凝土;T梁腹板及现浇连续段均布设1860 简支体系时,通过一般支承模拟临时支撑;体系转换成连续梁时,拆除临时支撑,设置永久GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座,主梁与GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座顶部通过刚臂连接,GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座顶部与GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座底部通过弹性连接模拟GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的实际刚度,GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座底部节点无位移,即固结。但在通过GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座沉降模拟上部结构顶升时,将主梁与GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座顶部通过刚臂连接去除,将边界条件设置在GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座上方的T梁节点上,将GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座沉降点也定义于此处模拟桥梁顶升。
C6)施工阶段定义
在模型中的定义如下施工阶段:第一为架设预制T梁;第二为浇筑纵、横向湿接缝,去除临时GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座,激活永久GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座,使桥梁主梁连续;第三为布设二期;第四为通过三次支座沉降模拟三排GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的顶升工况。