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摘 要：为了探究框架墩连续梁桥主横梁施工过程中的受力性能，建立有限元模型，对主横梁预应力钢束分批张拉及扭转倾角进行分析。结果表明：主横梁预应力钢束分批张拉过程中未出现拉应力，施工过程中主横梁倾角限值为0.00178rad。
关键词：框架墩；连续梁桥；预应力；有限元
中图分类号U443.35；文献标志码A
1工程概况
广佛肇朝阳立交主线桥第七联采用（44.1+75+44.1）m预应力混凝土连续梁桥[1-3]，由于该桥跨既有市政道路，为减少对既有桥梁的影响，桥墩采用框架墩的形式，如图1所示。该桥采用挂篮悬臂施工，施工过程中主横梁与墩采用临时固结。
图1主横梁横断面布置示意图
2主横梁预应力钢束分批张拉方案
该桥主横梁配置了多根预应力钢束，主横梁预应力钢束如图所示，由于桥梁施工过程中，主横梁应力会随着施工的进行而逐渐增大，若预应力一次张拉完，会因为预应力过大而开裂，因此需采用分批张拉，主横梁预应力钢束布置图如图2所示。
对于小里程墩主横梁预应力钢束分三批张拉：
第一批：N2和N3，主横梁现浇时；
第二批：N1和N4，浇筑完三个节段后
第三批：N5，二期铺装前。
对于大里程墩主横梁预应力钢束分两批张拉：
第一批：N2、N3和 N5，主横梁现浇时；
第二批：N1和N4，浇筑完三个节段后。
3主横梁计算分析
3.1 有限元模型的建立
根据结构布置和施工方案建立有限元模型，如图5所示。
图5有限元模型
3.2 主横梁受力分析
表1 小里程墩主横梁
张拉 工况 | 上缘 | 下缘 | 墩顶横向弯矩(kN.m) | ||
拉应力(Mpa) | 压应力(Mpa) | 拉应力(Mpa) | 压应力(Mpa) | ||
第一批 | - | -3.2 | - | -4 | 3654 |
第二批 | - | -5.4 | -6.9 | 7141 | |
第三批 | - | -4.8 | -7.6 | 1178 | |
表2 大里程墩主横梁
张拉 工况 | 上缘 | 下缘 | 墩顶横向弯矩(kN.m) | ||
拉应力(Mpa) | 压应力(Mpa) | 拉应力(Mpa) | 压应力(Mpa) | ||
第一批 | - | -3.6 | - | -3.4 | 3049 |
第二批 | - | -4.7 | -5.2 | 839 | |
由表1和表2可知，预应力分批张拉过程中未导致主横梁产生拉应力，小里程最大压应力为-7.6Mpa，大里程最大压应力-5.3Mpa。墩顶横向弯矩最大值为7141kN.m。
4主横梁倾角限制
主横梁最大断面设计扭矩为24000kN.m，为计算施工过程中主横梁倾角限值，考虑在施工过程中施加不平衡荷载至主横梁扭矩至设计扭矩。
计算结果表明，主横梁倾角限值为0.00178rad，施工过程中不得超过此限值。
5结论
(1)主横梁预应力钢束分批张拉未致使主横梁产生拉应力，符合要求。
(2)施工过程中主横梁倾角应不超过0.00178rad。
参 考 文 献
[1]《中国公路学报》编辑部.中国桥梁工程学术研究综述 .2014[J].中国公路学报,2014,27(05):1-96.
[2]范立础. 桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社, 2012.
[3]张晓.连续刚构桥箱梁腹板裂缝成因分析及预应力效应研究[D].西安:长安大学,2014.
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