基于不同版本规范的简支-连续施工 连续梁桥设计与分析
刘育新，杨志军，徐岳（长安大孝公路学院，民西西要710064）
[确要】以萄支连续跑工连续装桥设计为例，采用有限元软件进行了静力分析，介绍了有限元软件建模的方法，期还了如何采用有限元软件棋扣桥梁实际的施工过程：并对尾一实桥分别根据不间版本规范进行建模分析，针对计算结果，主要在材料，作用及计算结果等方面进行对比分析，握讨不间规范之间的差界，列举了其中的一些主要差 异，井得出一查结论，应此来加强设计人员对现有规盖的理解，并为以后的新析设计和旧析加固改益积累经验.
[关键词]桥梁工程：造续梁榜：简支-连统施工法：设计：有限元分析：规施
[中图分类号]TU528：U448.21[文解标识码]A[文章编号]1002-4498（2012）11-0028-04
continuous Construction Based on the Codes for Different Version Design and Analysis for Continuous Girder Bridges of Simple-
Liu Yuxin Yang Zhijun Xu Yue(Mighey Schoel Chang*an U/sierty .Xi*an Shoni 710064 Chine)
Abstract; As the example to continuous girder bridges of simple-continuons construetion suthoes usedthe finite element software for the static analysis describe the method of establishing the finite element mode elaborste how to use finite element software to simulate the actual construction process of bridget and fr the sme rl bride coing to the new code ad ld cde ecively establih fnite elentmode and calculatien on the basis of the calculation results through the parative analysis about csnstruct malerials function and the calculation results etc discusse the diference between the newstandard snd the old standard list of some major differences and some conclusions in order to enhancethe understanding of the cords and accumulaed uscfal experience about designing new bridge andreforming old beidge.
Key words; bridges; continuous girder bridges; simple-continuous cnstruction: design; finite elementanalyeis; standands
路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范）T修建的预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为4× 正式颁布实施，然面我国很多在役桥梁均按照《公本实桥为某高速公路上采用简支-连续施工法023-85（以下简称“旧规范”）设计面成.当这些25m，全长99.84m，采用等高度箱形截图.梁高按照旧规范设计的桥梁出现同题需进行加固时往1.25m，高跨比H/L=1/20.选用箱形截面主要是 往应按新观葱进行计算，这时需要对新、旧规范进由于箱梁突出的受力和构造特点.每幅桥面全宽行对比，以确定该桥的安全状况及相应的处理措为12m，其中预制中梁顶板宽210cm，底板宽施.本文针对某简支-连续施工的预应力湿發土连100cm；预制边梁顶板宽255cm，底板宽100cm；预制续梁桥，借助于有限元软件，按照新旧规范进行计 算，对计算结果进行了分析.
（公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规1工程背景与有限元静力分析
范）JTCD62-2004（以下简称“新规范”）于2004年L1工程概况
主梁间采用90em的型接缝.底板厚度在跨内大部分区域设为15cm，仅在距边支点160cm和中支点220cm处开始加厚至25cm，主梁模新面如图1所示.为保证支座处传力的可靠性，在边水久（临时） 支承处设1通厚20cm的端横隔梁，在中水久支承
图1主梁新面构造（单位：cm）
Fig. 1 Cross seetloaal stroetere ef msla glrder( unit;cm)
1单元划分（单位：cm）Fig. 2Uait diviioe( unit;cm)
处设35cm中碳隔梁，此外在中临时支承处设10cm 厚箱内隔板.
50号混凝土，新规范设计采用065泥减土：预应力 钢筋采用公称直径为15.2mm、截面面积为140mm的高强度、低松热钢绞线，标准强度均为1860MPa；用R235钢游和HRB235铜路分别代替I级热轧质钢筋和级热扎媒纹钢.
1.2结构有限元建模
序采用杆系结构进行计算，并结合施工、使用过程 桥梁是复杂的空间结构，本案例应用有限元程结构的受力特性及预应力筋布置，在各跨L/2.L/4.3L/4控制截面处及临时支座处、水久支座处和各跨70个单元、71个节点，始图2所示（一半结构）. 腹板宽度变化处分别设置节点，最终将全桥划分为
规葱JTJ021-89中规定汽车荷载以汽车车队表示，有汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车超20级，是根据车辆在级桥向分布用集中荷截代 替；规范JTCD60-2004中汽车荷载分为车辆荷载和车道荷我，整体设计中用车道荷收替换了原汽车车队荷载，沿桥纵向用均布荷载加一个集中力代 警，分为公路1级和公路Ⅱ级，其中公路1级对应原汽车-超20级，公路目级对应原汽车-20级，取消了汽车-10级和汽车-15级：在局部加载时可用车辆荷 载，横桥向布置不变，规范JTGD60一2004取消了原挂车和履带车验算荷载.
本实桥采用简支-连续施工法，分为5个阶段，第1阶段为安装预制箱梁，形或由临时支座支承的 前支梁状态：第2阶段为班工第①.②跨及第③，④跨连续段接头混土，形成了两联连续梁；第3阶段为睡工第.③跨连续段接头湿凝土，此阶段形成 了7跨连续梁（4大跨3小跨）：第4阶段为拆除全桥的临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系第5阶段为防护栏及桥面铺装脂工.结构体系在 转换，再完或主梁横向接缝，最终形成4跨连续梁；工中发生变化，在各施工阶段应设置相应的边界条件，更好地模拟整个族工过程.
规施T3021-89对桥面板湿差规定值偏低，一般为桥面板上升5℃，并在桥面板内均匀分布.规 葱JTGD60-2004借鉴国外参数并结合国情作了重新城定，使其更符合实际情况.规范JTJ021一89和现范JTCD60-2004中温度场对比如图3所示.
2新旧规范内寄对比及参数选取
新旧规范在派凝土强度等级的选取上作了相应调整，当旧规范设计的桥梁需按新规范进行复算或按新规范进行设计但仍采用旧规葱混登土强度 等级配置湿凝土时，应按照新规范式（A.0.1）换算为新规范的混凝土强度等级；新规范用R235钢和HRB235例筋分别代旧规范1级热轧周钢筋和 Ⅱ级热轧螺纹钢筋.本实桥旧规范设计主梁采用
另外，对于汽车荷载冲击力、预应力损失计算、作用组合方式和验算方法等均作了相应调整和改变.本实例具体参数选取如表1所示.
3计算结果对比分析
3.1汽车荷载效应对比
汽车荷载，计算结果对比如表2所示. 借助于有限元软件，按照新旧规范分别计算了
万方数据
图3温度场对比
Fig. 3Comparison of temperatere field
表1新旧舰范计算参数
Table 1 Calculated parameters of new and old standards
按新规在设计 拨旧境在设计汽车买载 公路1级 挂车-120 汽车-超20、度湿度 正始：14℃5.5前量板升5℃反差：-7℃基略不均匀次降分别接0.01=计 2.75℃ 分到按0.01m预应力损失 K = 0.000 μ =0.35 al K=0.002. =0.35 =6nn获微组合 基水组合、作用冠期缴应组会1、组合11、组 组会、 合目安全等级 作用长南效应组合 二级 "汽车冲击系数 按文款[3]4.3.2条腺 18 按文献[5]表2.3.2-主梁材长 065提期土 50号土
表2汽车荷数数应计算结果对比
Table 2 Caleulation reselts of the vehidle lond effect
最大可/（kx-m） 最小弯/（kx-m）拨新现柜 按新规程2右 L/4 875.2 0.3 619 0 =109.9 -68.8 -141. 0 36. 8 3/4 2 1243.5 974.0 1 130 925 -292.1 -387.2 330. 0 -426. 018左 154.7 182 954.2 -1 080. 0
：孵力证对梁产生道时针写矩为正，奇斯以下像受投为正
3.2 温度楼度作用次内力对比
针对不同规范温度梯度的规定，分别计算温度梯度作用次内力，计算结果对比分析如表3所示.
由表3可知，按照规范JTGD60-2004计算的主梁弯矩比规范Jr021-89大很多，可见规范JTJ021-89中规定的湿度荷载偏小，对结构偏不
安全.
表3温度作用次内力计算结果对比Table 3 Calculated results of secndary intereal forces of temperature effect
酸面 推文献[3]每矩/（im） 推文献[5]考矩/2右 正猫度梯度 0.0 反温度样度 6.0 (kN=) 0.0L/4 L/2 315. 8 118.5 -157 9 -59.3 194.0 72.830/4 18友 507.5 631.7 253.8 315.8 88.0 312.0
往：期力以对梁产生造时针等矩为止，专驱以下缘受位为正
3.3 变形计算对比
新规范第6.5.3及6.5.4条规定，对受弯构件主要计算作用姬期效应组合并考虑作用长期效应，本例采用C65滤概土时n，=1.3875;旧规范中 影响的长期绕度值，且乘以相应的长期增长系数规定用长期荷载作用下初始弹性绕度乘以[1]求得，其中徐变系数（y取2，故[1）] =3，此系数一般大于新规范增长系数
对于汽车荷载在使用阶段产生的提度，新规范规定，按汽车荷载频遇值计算浇度再乘以长期增长 系数m，=1.3875；旧规范规定，直接按汽车荷疲计算绕度值.考虑荷载长期效应变形计算结果对比如表4所示.
Table 4 Comparison af calculated results
表4变形计算结果对比
格构重力和预期力 for deformation 汽车类收 sm戴面 按新现枪 按日现施L/4 2 -23 -33 0 0 s 0 631/4 -39 -22 -54 -30 9 5 9 516 e 0 0 0
挂：符号规定为下绕为正，上提为负
由表4可知，按新规范考虑长期增长系数结构重力和预加力变形计算值小于按旧规范计算的挠 度值，而按新规范考虑长期增长系数汽车荷载提度计算值与旧规概计算的绕度值相近.
3.4主梁截面控制应力和验算结果对比
新理范要求桥涵应按持久状况正靠使用版限状态进行设计，并采用作用（或荷载）的短期效应组合、长期效应组合对构件的抗裂、裂键宽度和绕度进行验算，旧规范要求桥涵应按正常使用极限状态 进行设计，没有明确是出抗装验算，但是通过使用阶段混凝土法向拉应力和主控应力的验算来进行抗裂控制.其中，新旧规范中主梁截面控制应力限
值有所不同.
1）抗获验算
新规范费求A类预应力混凝土构件按正截面和斜截面分别进行抗裂验算，其中正截面抗裂验算是按作用（或荷载）短期效应组合下预制混凝土构 件的法向拉应力限制为0.7f=2.051MPs.斜截面抗发验算是按作用短期组合进行主拉应力计算及验算：旧规范规定预应力混凝土受弯构件在计算混 凝土的法向拉应力限制与采用的组合有关，当采用荷载组合1时限镇[o]≤0.8R²=2.4MPa，荷载组合或组合Ⅲ时限值[a]≤0.9R=2.7MPs 新旧规范况凝土主拉应力计算结果对比如表5所示.
5混减土主控应力计算结累对比
Table 5 Calculation results ef cencrete
principel tensil stress MPa技新妮范 按扭规2 -9. 12 9. 19 0.21 0.1336/4 2 0.06 9.05 -0.19 -0.2316 -0.09 0.22
理：表中压应力为，拉应步为免
由表5可知，本实桥按新旧规范计算主梁截面均可满足抗裂要求，且新规范的法向拉应力小于明 规范的法向拉应力.
2）短普状况混凝土法向压应力验算
概土受弯构件应进行短暂状况的应力验算，规定翘 新规范规定桥梁按短暂状况设计时，预应力混智状况截面边缘配酸土法向压应力限值发o≤0.7=23.24MPs.截面边缘温凝土法向拉应力取 ≤0.7=1.64MPs时，预应力区应配置配率0.2%的级向钢；取a≤1.15f时，预应力区应配置配筋率≥0.4%的纵向明筋：取0.7f≤o≤1.15f时，预应力区应配置的纵病铜筋配第率按 以上两者直线内插取用，拉应力α≤1.15f.旧现范役有提出短暂状况设计，但相应地给出了施工阶段应力验算，旧规庵规定施工阶段50号混凝土截面 边缘法向压应力限值为a≤0.75R=21.0MPs，截面边缘法向应力限值为：预应力区不配非预应力钢力钢时，a≤1.15R.新旧规范短暂状况凝土 航时，a≤0.7R”=1.68MPs:预应力区配置非预应法向应力计算结果对比如表6所示.
大压应力和最大控应力计算结果普遍大于旧规范， 由表6可知，按新观范短暂状况泥凝土法向最且均可以满足规范要求.
4结语
对于采用简支-连续施工的预应力钢能混凝土
万方数据
表6妮驾状况湿凝土造向应方计其然果对比Table 6The calculating resules ef mermal stress ofcoecrete fer he traasient condition XPa
大压应力 最大控应力格新规意 按旧抵 按显能2 12.23 6.72 9.88 6.25 -0.84 0.87 2.26 1.9034 2 12.53 12.92 12.60 10.40 1.13 -0.62 0.28 7.5916 9.26 7 42 0.95 6.34
：表中压应力为正，教应力为负
连续梁桥，按照不同规范，采用有限元程序分别进老供鉴. 行计算，并对计算结果进行分析，以下儿点可供读
1）新旧规花主要在汽车荷载、温度梯度、预应力损失计算和作用组合方式上有较大调整.新旧 规范汽车荷载作用效应相差10%左右，且新规范的汽车有载效应比旧观范偏小：新范的温度梯度效应比旧现范温度梯度效应大很多，可见温度标度选 取得正确与否是关系到结构安全的关键因款，对于本实例影响不明显，但对大跨径连续梁影响较大.
长系数计算镇小于旧规范计算的提度值，面汽车荷 2）新规范结构重力和预加力变形考虑长期增载产生的挠度考虑长期系数计算值与旧规范计算的绕度值相近.
面和斜截面分别进行抗裂验算，旧规范直接对使用阶 3）新规范要求A类预应力混验土构件应按正截段混凝土法向拉应力和主拉应力进行验算.新规范的法向拉应力小于旧规范的法向拉应力，这主要是由 于新规范在计算应力时采用了静活载，汽车荷载效应比旧规范销低，而且薪规范中的作用（或荷载）短期效应组合值比旧规范标准值组合值要小：且新规范的 应力限值小于旧规范的应力限值，说明新规范对混凝土抗裂性的要求比旧规范要严格.
考文载：
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