不對(duì)稱張拉對(duì)大跨度連續(xù)梁橋線形和應(yīng)力的影響分析

【摘 要】預(yù)應(yīng)力張拉是影響預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的重要環(huán)節(jié)，合理的張拉順序能使結(jié)構(gòu)受力處于最優(yōu)狀態(tài)。在實(shí)際施工過(guò)程中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱張拉的情況。由于預(yù)應(yīng)力張拉順序改變會(huì)引起不橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力（應(yīng)力）的變化，造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力紊亂。同時(shí)，還可能造成主梁產(chǎn)生側(cè)向彎曲，導(dǎo)致橋梁線形的非對(duì)稱性。為了清楚地分析不對(duì)稱張拉對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力（應(yīng)力）和變形的影響情況，本文以某鐵路大橋的施工控制為工程背景，針對(duì)該橋9#梁段（最長(zhǎng)懸臂澆筑梁段）預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行數(shù)值模擬，分成兩種不同的張拉順序進(jìn)行結(jié)果對(duì)比和分析研究。

【關(guān)鍵詞】仿真分析；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；施工控制；預(yù)應(yīng)力；不對(duì)稱張拉

1 工程概況

某大橋主橋?yàn)椋?4.25+2×75+44.25）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，梁體形式為單箱單室直腹板變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，采用懸臂澆筑施工。

2 計(jì)算模型

為了清楚地分析不對(duì)稱張拉對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力（應(yīng)力）和變形的影響情況，進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)以9#梁段（最長(zhǎng)懸臂澆筑梁段）預(yù)應(yīng)力張拉為例，分成兩種不同的張拉順序進(jìn)行結(jié)果對(duì)比和分析研究。選墩頂中心線附近的3-3截面為應(yīng)力控制截面，懸臂端外側(cè)的A、B截面為位移控制截面，對(duì)兩種張拉順序下的應(yīng)力和位移變化情況進(jìn)行對(duì)比分析。

計(jì)算時(shí)考慮以下兩種張拉順序：

① 按照設(shè)計(jì)張拉順序，對(duì)稱張拉。

待A9梁段混凝土土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，從外側(cè)到內(nèi)側(cè)依次對(duì)稱張拉A9梁段的6根預(yù)應(yīng)力鋼束。

② 不對(duì)稱張拉

待A9梁段混凝土土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，從下游到上游依次張拉A9梁段的6根預(yù)應(yīng)力鋼束。

根據(jù)以上兩種張拉順序，分別計(jì)算3-3截面上A、B、C、D各點(diǎn)的應(yīng)力以及A、B截面處的位移。

圖1 控制截面及位置示意圖（縱向）

圖2 控制截面及位置示意圖（橫向）

圖3 計(jì)算模型圖

（2）計(jì)算結(jié)果及分析

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在設(shè)計(jì)張拉順序下，1#截面最大的橫向位移為0.8mm，并且由于截面另一側(cè)的預(yù)應(yīng)力張拉而很快恢復(fù)。而在不對(duì)稱張拉作用下，A、B截面最大的橫向位移達(dá)到了2.9mm。

各個(gè)階段應(yīng)力計(jì)算數(shù)據(jù)分別列于表3.3和表3.4，“當(dāng)前階段效應(yīng)”表示由于該階段預(yù)應(yīng)力張拉引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)，“階段累積效應(yīng)”表示該階段以前所有施工階段的效應(yīng)和該階段預(yù)應(yīng)力張拉效應(yīng)的累積。