劉亞楠
(蘭州鐵道設計院有限公司,甘肅蘭州 730000)
臨時支座在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過程中起著過渡的作用,它的選取目前并沒有統(tǒng)一的規(guī)定,但根據(jù)構(gòu)造和工藝特點,要求臨時支座既能滿足施工過程中結(jié)構(gòu)的承重需要,又要在體系轉(zhuǎn)換完成后易于拆除。如果支座強度太低,受壓后就易于破碎,從而導致主梁下沉值不能一致,既影響連續(xù)鋼束預應力管道的正確對位,又增加橋面鋪裝厚度。如果支座強度太高,由于拆除支座空間狹小且為高空作業(yè),既增加了拆除的難度,又增加了拆除的危險性。因此,在簡支變連續(xù)橋梁施工過程中必須根據(jù)實際情況選擇合適的臨時支座。
簡支變連續(xù)橋梁施工中臨時支座的拆除是重要工序之一,但是在實際施工過程中臨時支座的拆除順序往往隨意性很大。這就需要對其進行深入的研究,以期找出合理的拆除順序。
眾所周知,臨時支座和永久支座之間一般都有一定的高差,而且永久支座起作用的前提是其發(fā)生一定的變形即壓縮,此高差和壓縮量的大小對拆除過程中結(jié)構(gòu)體系的應力變化起到主導性的作用。臨時支座的拆除過程中,不同永久支座處的相對位移勢必會引起主梁的應力發(fā)生重分布。為了尋求合理的拆除順序,本文主要考慮三種臨時支座的拆除順序,并詳細比較不同拆除順序下主梁內(nèi)應力重分布的規(guī)律和特點。
臨時支座拆除的三種順序為:工序1依次拆除、工序2對稱拆除和工序3間隔拆除,見圖1。以下分別介紹三種順序的計算結(jié)果。
圖1 臨時支座拆除順序示意
從一端向另一端依次拆除臨時支座。在建模分析計算過程中,工序1的計算分五個工況。工況一:1號、1'號臨時支座拆除;工況二:1 號、1'號,2 號、2'號臨時支座拆除;工況三:1 號、1'號,2 號、2'號,3 號、3'號臨時支座拆除;工況四:1號、1'號,2號、2'號,3號、3'號,4號、4'號臨時支座拆除;工況五:1號、1'號,2號、2'號,3 號、3'號,4 號、4'號,5 號、5'號臨時支座拆除。五個工況下臨時支座拆除引起的主梁撓度變化見圖2,支座處主梁應力見表1,表中數(shù)據(jù)前“-”為壓應力。
圖2 工序1主梁撓度
表1 工序1支座處主梁應力 MPa
從圖2可以看出1號、1'號臨時支座拆除對第一和第二跨的影響最大,最大撓度值約為6.43 mm,而2號、2'號,3 號、3'號,4 號、4'號臨時支座的拆除均引起前幾跨一定程度的上升。
分析表1中數(shù)據(jù)可以得出:相應臨時支座的拆除在對應的永久支座底板處產(chǎn)生了較大的拉應力,最大約為0.635 MPa;相應支座底板的拉應力隨著不同工況而有相應的減小,與其撓度變化規(guī)律相一致。
對稱拆除臨時支座。在建模分析計算過程中,工序2的計算分三個工況。工況一:1號、1'號,5號、5'號臨時支座拆除;工況二:2 號、2'號,4 號、4'號臨時支座拆除;工況三:3號、3'號臨時支座拆除。三個工況下臨時支座拆除引起的主梁撓度變化見圖3,支座處主梁應力變化見表2。
分析圖3的曲線變化可以看出,對稱拆除1號、1'號和5號、5'號臨時支座時,主梁下?lián)蠑?shù)值達到了6.16 mm。盡管這一撓度會隨著2號、2'號,4號、4'號和3號、3'號臨時支座的拆除而消失,但考慮到臨時支座拆除過程中的主梁沖擊等因素,不希望如此。
由表2可知,對稱拆除臨時支座在連續(xù)端部支座處沒有產(chǎn)生明顯的不利應力,其變化規(guī)律與撓度變化也基本一致。
圖3 工序2主梁撓度
表2 工序2支座處主梁應力 MPa
圖4 工序3主梁撓度
間隔拆除臨時支座。在建模分析計算過程中,工序3的計算分兩個工況。工況一:1號、1'號,3號、3'號,5號、5'號臨時支座拆除;工況二:2號、2'號,4號、4'臨時支座拆除。兩個工況下臨時支座拆除引起的主梁撓度變化見圖4,支座處主梁應力變化見表3。
分析圖4的曲線變化可知,間隔拆除臨時支座的兩個工況對結(jié)構(gòu)體系的影響均較小,產(chǎn)生的撓度相對前面兩種工序也較小,最大值約為5.13 mm。顯然這種變化均勻,對結(jié)構(gòu)體系影響小,產(chǎn)生撓度也較小。該施工工序較合理。
表3 工序3支座處主梁應力 MPa
分析表3中的應力數(shù)據(jù)可知,間隔拆除臨時支座在連續(xù)端部支座處的應力變化較小,最大值也只有0.281 MPa,遠小于連續(xù)端部所儲存的預應力。
通過上面三種工序的分析對比可知:
1)臨時支座拆除順序的不同,對主梁結(jié)構(gòu)的應力重分布有著不同的影響。
2)依次拆除臨時支座和對稱拆除臨時支座產(chǎn)生的撓度值較大,同時也使主梁產(chǎn)生了不同程度的“附加撓度”,從而產(chǎn)生相應不利的“附加應力”,威脅結(jié)構(gòu)本身的安全。
3)間隔拆除臨時支座的撓度和應力變化均較為合理,引起的“附加撓度”及相應的“附加應力”較小,更有利于臨時支座拆除過程中主梁的安全。
因此,臨時支座拆除的合理順序為間隔拆除。
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