不同合拢状态温度差轴向应力计算

总第94期

　　　　　　　　西部探矿工程seriesNo.94

2004年第3期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGMar.2004

文章编号:1004—5716(2004)03—0139—03中图分类号:U44115　文献标识码:B

不同合拢状态温度差轴向应力计算

王培传

(中铁隧道集团二处有限公司,河北三河065201)

摘　要:根据岭脚大桥主梁结构,结合现场施工需要,分别对主桥采用先边跨合拢和先中跨合拢状态下由温度差产生的轴向应力进行计算并进行简单的分析,仅供在施工中参考。关键词:边跨;中跨;合拢;温度差;轴向应力

1　概述

Eg、Eh—分别为钢和混凝土的弹性模量,分别取2.1×105MPa、3.5×104MPa;

Aih———箱梁的第i平均截面积;

Ag———钢接杆截面积,[40钢的截面积为75cm2,合计2;

ihI。

徽杭高速公路岭脚大桥全长470.8m,纵向采用分离双幅形式。主桥为双幅4跨预应力混凝土变高度直腹板连续刚构体系箱梁,其结构形式为45m+2×80m+45m,单箱单室

。箱梁顶板宽11.0m,底板宽5.5m;梁高在主墩处为4.5m(4.61m),在过渡墩和中跨跨中处为2.0m(2.11m)。箱梁底板厚度和梁高主要按抛物线变化,来实现。

主桥箱梁采用挂篮悬臂施工,##,的对称悬臂浇筑,边跨5.,按设计先边跨后中跨的顺序进行合拢。

由于过渡墩3#墩施工严重滞后,给按先边跨后中跨的设计合拢顺序合拢带来困难,为此施工方建议采用先中跨后边跨的合拢顺序合拢。

2　先中跨合拢

2.1　中跨合拢轴向应力计算

1。

表1　箱梁特性表

节段号

1234567891011

平均截面积

(m2)10.810.29.89.28.78.38.07.67.47.27.1

节段长度

(m)3.53333334444

Lhi/(EhiAhi)(×10-12MPa)

9.38.48.79.39.910.310.715.015.415.916.1

岭脚大桥主桥为变截面箱梁,为简化计算,将温度变化产生的轴向内力按线型膨胀计算,并将截面箱梁分段按平均截面计算。由于主墩4#、5#、6#墩与箱梁固结(如图1),假设主墩的刚度足够大,在温度变化时两端墩身无位移,则依据变形协调原理得:

　　根据现场准备合拢时间和当地气候,取△t=10℃。将以上

3

数据代入(1)式得:N=18.48×10kN。

图1　温度应力计算图示

2.2　临时钢接杆的验算

(1)

N1=α△tL/{Lg/(EgAg)+2∑[Lih/(EhAih)]}

在施工设计图中,合拢块在合拢前需采用临时钢接杆进行锁定,临时钢接杆见图2。每个合拢段(单幅)共用4根钢接杆,顶底板处各2根,每根钢接杆由2根[40槽钢组拼而成。由于合拢期很短,在此期间混凝土发生徐变很小,可以忽略,则临时钢接杆上所受的力即约等于N。这种巨大的应力对钢接杆的焊接也提出很高的要求。

2.2.1　焊缝剪应力计算

式中:N1———梁因升温所受的轴向力;

t———合拢期间温度差;

α———钢筋混凝土线膨胀系数,取1×10-5;

L、Lh、Lg———分别是合拢跨长及悬臂浇筑段长度和合拢块

钢支撑的长度,分另取77m、37.5m、2.0m;