4. 计算
先简支后连续空心板采用同济大学的《桥梁博士V3.0.2》分析计算。
4.1 计算模型
使用《桥梁博士V3.0.2》直线桥模块将4-20m空心板划分为94个单元,95个节点。各单元号、节点号及单元长度如(附表一)所示。预制空心板部分为预应力混凝土单元,墩顶湿接段为钢筋混凝土单元。单元容重采用26kN/m3。
计算过程中,考虑5cm混凝土铺装参与结构受力。这部分混凝土在第6施工阶段计入自重,在第7施工阶段与预制空心板整体受力。
4.2 预应力钢束
空心板的预应力钢束采用直径φs15.2mm的预应力钢绞线,钢束到空心板底缘的中心保护层为5cm,钢束横向间距为5cm。预制空心板时,将部分预应力钢束有效长度以外的部分用塑料管套住,进行失效处理。经过失效处理后,空心板的预应力钢束有6种有效长度,边跨空心板:1968cm,1820cm,1660cm,1490cm,1330cm,1160cm;中跨空心板:1940cm,1792cm,1632cm,1462cm,1302cm,1132cm。中跨空心板预制长度比边跨空心板的预制长度短28cm,所以,在保证中边跨塑料套管等长的基础上,中跨空心板的钢束比边跨空心板钢束短28cm。
在计算模型中,为了更准确的模拟预应力钢束的传力锚固情况,特将每根预应力钢束分成7根单丝的预应力钢绞线,每根单丝的钢绞线截面面积为原钢绞线的七分之一。经计算,传力锚固长度为196cm,用7根两端逐级递减28cm的单丝预应力钢绞线来模拟空心板中的一根预应力钢绞线。如:边跨空心板长1968cm的钢绞线可分为1912cm,1856cm,1800cm,1744cm,1688cm,1632cm,1576cm共七根单丝的钢绞线,其它钢绞线可以此类推。
4.3 施工阶段信息
计算过程共分为8个施工阶段:
(1).预制简支空心板(放张预应力钢束前的阶段),在计算模型中体现为安装单元1-22,25-46,49-70,73-94,本阶段安装的单元均为预应力混凝土单元,施工周期7天;
(2).放张空心板预应力钢束,在计算模型中为安装预应力单元1-168,施工周期1天;
(3).浇注空心板封头混凝土,每块板重9.44kN/m(板端头各50cm范围),施工周期88天;
封头重量 0.3777*25=9.4425(kN/m)
(4).架设空心板并浇注铰缝混凝土,中板铰缝重量2.86kN/m,边板铰缝重量1.43kN/m,施工周期3天;
铰缝重量 0.1144*25=2.86(kN/m)
(5).浇注湿接段混凝土,在计算模型中为安装单元23,24,47,48,71,72,本阶段安装的单元为钢筋混凝土单元,施工周期3天;
(6).浇注混凝土铺装,由于考虑5cm混凝土铺装参与结构受力,此阶段施加的外荷载为组合截面以外的混凝土铺装重量,施工周期3天;