世界連續(xù)剛構(gòu)橋第一高墩——赫章特大橋

2016-11-06 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1、項(xiàng)目背景

赫章特大橋位于貴州省銅仁至威寧高速公路畢節(jié)至威寧段第九合同段赫章縣城南東方向約1km處。

世界連續(xù)剛構(gòu)橋第一高墩——赫章特大橋Midas Civil分析圖片1

2、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)主梁

主梁橫斷面為單箱單室截面,C55混凝土,根部梁高11.5m,跨中梁高4m,根部底板厚1.3m,跨中底板厚0.32m,梁高和厚度均按1.6次拋物線變化。

主梁斷面如下圖:

世界連續(xù)剛構(gòu)橋第一高墩——赫章特大橋Midas Civil應(yīng)用技術(shù)圖片2

世界連續(xù)剛構(gòu)橋第一高墩——赫章特大橋Midas Civil應(yīng)用技術(shù)圖片3

(2)主墩

11號(hào)主墩墩高為195m,采用C50鋼筋混凝土單箱三室截面形式,箱墩橫向?qū)?7.5m,縱向頂寬9.0m,外側(cè)按60:1放坡,縱向底寬15.5米,橫橋向壁厚1.2m,縱橋向壁厚1.2m,豎向5道橫隔板,墩頂、墩底各設(shè)3.0m實(shí)心段。

11號(hào)橋墩構(gòu)造如下圖:

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10號(hào)、12號(hào)主墩墩高分別為80m和70m,采用2個(gè)C50鋼筋混凝土雙薄壁空心墩,薄壁墩寬7.5m,厚3.0m,橫橋向壁厚1.0m,縱橋向壁厚0.6m,在距離頂4.0m高范圍內(nèi)為實(shí)心段,墩頂設(shè)2m實(shí)心段,距離墩底3.0m設(shè)實(shí)心段。

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3、設(shè)計(jì)特點(diǎn)與創(chuàng)新

(1)赫章特大橋11號(hào)主墩墩高達(dá)到195m,為世界上連續(xù)剛構(gòu)橋梁中的第一高墩。

(2)針對(duì)超高墩連續(xù)剛構(gòu)橋中采用的四種橋墩形式,推導(dǎo)了雙薄壁截面尺寸擬定公式和組合式橋墩彈性臨界力計(jì)算公式。

(3)利用抗推剛度等效原理,推導(dǎo)了變截面獨(dú)墩和組合式橋墩等效剛度計(jì)算公式,利用抗推剛度近似計(jì)算臨界歐拉荷載。

(4)運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的位移法,推導(dǎo)了三跨、四跨和五跨連續(xù)剛構(gòu)橋主梁根部與跨中彎矩、梁端轉(zhuǎn)角位移以及橋墩頂、底截面的彎矩值計(jì)算公式,分析了墩梁線剛度、邊跨中之比對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋內(nèi)力與變形影響,提出了較為合理的布孔方案。

(5)運(yùn)用MIDAS/Civil程序,研究了預(yù)應(yīng)力筋的瞬時(shí)性和時(shí)效性對(duì)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋受力行為的影響,得到了管道摩阻是預(yù)應(yīng)力損失最大的結(jié)論,提出延長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力張拉持荷時(shí)間以確保有效預(yù)應(yīng)力筋能傳遞到全部梁體,通過二次張拉克服施工過程中的不對(duì)稱性張拉帶來的管道摩阻不均勻問題。

(6)基于彈性穩(wěn)定理論,運(yùn)用能量原理推導(dǎo)了超高墩在初始缺陷以及風(fēng)荷載、施工荷載作用下的彈性臨界力;根據(jù)邊緣纖維屈服準(zhǔn)則,推導(dǎo)了高墩垂直度限值計(jì)算公式。