王奎濤，關(guān) 偉，葉 博

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 總撓度

提及主梁預(yù)拱度，首先說(shuō)說(shuō)主梁撓度，就預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的總撓度而言，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向下的撓度主要有：a）結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)（一期+二期恒載作用）；b）活載效應(yīng)（汽車(chē)荷載）。對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向上的撓度主要有：預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在荷載短期效應(yīng)組合下的總撓度ωs計(jì)算式為[1]：

式中：δpe為永存預(yù)加力Npe所產(chǎn)生的上拱值；ωMs為由作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值引起的撓度值，即 ωMs=ωG1+ωG2+ωQs；ωG1、ωG2分別為梁受一期橫載G1和二期橫載G2作用而產(chǎn)生的撓度值；ωQs為按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的可變作用彎矩值所產(chǎn)生的撓度值。

計(jì)算受彎構(gòu)件撓度時(shí)必須考慮荷載長(zhǎng)期作用的影響，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62—2004）中通過(guò)撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，計(jì)算使用階段預(yù)加力上拱值時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力應(yīng)扣除全部預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)取2.0。不同混凝土標(biāo)號(hào)的主梁結(jié)構(gòu)所采用的撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)不同，當(dāng)采用C40以下混凝土?xí)r撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)取1.60，當(dāng)采用C40～C80混凝土?xí)r撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)取1.45～1.35，中間強(qiáng)度等級(jí)可直線內(nèi)插取用[2]。C80混凝土及以下標(biāo)號(hào)的混凝土撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)見(jiàn)表1。

表1 不同標(biāo)號(hào)混凝土撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)表

2 實(shí)例工程

洪洞恒富東大街某大橋中心樁號(hào)為K1+249.156，橋梁全長(zhǎng)656 m，前右角90°，跨徑布置為（7×30+37.5+65+37.5+10×30）m，該橋主橋采用變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，引橋采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁。下部結(jié)構(gòu)采用矩形墩、柱式墩，肋式臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，全橋平面位于直線段內(nèi)。

橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：a）設(shè)計(jì)荷載：公路-I級(jí)；b）人群荷載：3.5 kN/m2；c）橋面寬度：12.0 m；d）地震動(dòng)峰值加速度：0.10g；e）設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100。

3 主橋結(jié)構(gòu)模型

采用TDV RMV8i有限元軟件對(duì)橋梁主橋變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁進(jìn)行建模，實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)模型見(jiàn)圖1。

圖1 主橋結(jié)構(gòu)模型圖

4TCL語(yǔ)言編輯

?

荷載工況、包絡(luò)文件提取的TCL語(yǔ)言編輯時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a）TCL文件中荷載工況、包絡(luò)文件名稱(chēng)并不是唯一的，如預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的上拱值“Vy”TCL語(yǔ)言命令第一行set loadcase“PT-SUM”，PT-SUM只是預(yù)應(yīng)力荷載工況，結(jié)構(gòu)分析存在多種荷載工況，將set loadcase“PT-SUM”修改為 set loadcase“SW-SUM”就變成了自重荷載工況下的TCL語(yǔ)言命令了，提取相應(yīng)自重荷載工況下的結(jié)果值。

b）foreach命令為T(mén)CL語(yǔ)言中循環(huán)命令之一，TCL語(yǔ)言foreach命令格式為：Foreach varname list body，第一個(gè)參數(shù)varname是一個(gè)變量，第二個(gè)參數(shù)list是一個(gè)列表，第三個(gè)參數(shù)body是一個(gè)循環(huán)體。提取荷載工況的TCL語(yǔ)言foreach命令是將結(jié)構(gòu)分析計(jì)算結(jié)果中單元的豎向撓度Vy提取出來(lái)，并保存在PT-SUM.xls文件中。

5 主橋結(jié)構(gòu)撓度提取及預(yù)拱度設(shè)置

從TDV RMV8i有限元軟件中提取主橋結(jié)構(gòu)撓度前，須編輯5個(gè)荷載工況的TCL語(yǔ)言，分別為結(jié)構(gòu)自重（SW-SUM）、二期恒載（SDL-SUM）、預(yù)應(yīng)力（PT-SUM）、汽車(chē)荷載（traffic-SLS.sup），荷載短期效應(yīng)組合下?lián)隙戎担⊿hort-Vy.sup）TCL文件，然后在軟件中分別調(diào)入這5個(gè)文件?？紤]撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)后主橋結(jié)構(gòu)撓度計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 主橋結(jié)構(gòu)撓度及預(yù)拱度曲線圖

從圖2可以看出預(yù)應(yīng)力的長(zhǎng)期反拱值小于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，主橋結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。邊跨及中跨在除去自重作用的短期效應(yīng)組合下的最大撓度值分別為：13.6 mm、43.0 mm，均小于規(guī)范（JTG D62—2004）限值要求，邊跨限值L/300=125 mm，中跨限值L/600=108 mm。預(yù)拱度設(shè)置采用短期荷載效應(yīng)組合考慮長(zhǎng)期撓度系數(shù)的撓度值與預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反拱值之差。設(shè)置時(shí)考慮預(yù)加力反拱值過(guò)大可能造成的不利影響，避免橋面隆起直至開(kāi)裂破壞。預(yù)拱度的設(shè)置按最大的預(yù)拱值沿順橋面做成平順的曲線。

6 結(jié)語(yǔ)

TCL語(yǔ)言的編輯與橋梁計(jì)算軟件的交互使用有時(shí)能達(dá)到事半功倍的效果，針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的提取，TCL語(yǔ)言也可以對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行編輯，用軟件調(diào)入橋梁結(jié)構(gòu)模型的TCL語(yǔ)言，大大提高工作效率，可供同類(lèi)型的橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算參考。