范家標

摘要：縱向位移發(fā)生較大變化是預應力砼連續(xù)梁橋在體系轉換和鋼鉸線張拉后梁體位移中比較主要的問題，更是連續(xù)梁施工中較為普遍的問題。因此，在實際施工中對體系轉換前后進行受力分析，論證該位移變化在允許范圍內。

關鍵詞：體系轉換 預應力砼連續(xù)梁橋 次內力 負彎矩 T構

概述

全長1188.3m的漠陽江西河大橋，主橋是我們較為常見的55+80+55m分離式連續(xù)箱

梁（見圖一）。臨時支座

主要是混凝土塊錨固鋼筋

組成。合攏順序為：邊跨

合攏到體系轉換再到中跨合攏。向爆破炸除臨時支座是體系轉換時采用較為常見的方法。在體系轉換后中跨12號塊沉降較大，而邊跨合攏段卻有所提升。這一變化使施工位移與設計位移的差距增大。但底板鋼束張拉后合攏段上拱到接近設計位移。這是否屬于正常情況，為此對體系轉化前后利用有限元分析法進行受力分析計算。

利用連續(xù)梁成橋設計的負彎矩預應力筋為支承，是連續(xù)梁分段施工的受力特點。懸澆過程中各獨立T構的梁體處于負彎矩受力狀態(tài)，隨著各T構的依次合攏，梁體依次轉化為成橋狀態(tài)的正負彎矩交替分布形式，這一轉化就是連續(xù)梁的體系轉換，因此，連續(xù)梁懸澆施工的過程就是其應力體系轉換的過程，也就是懸澆時實行支座臨時固結、各T構的合攏、固結的適時解除、預應力的分配以及分批依次張拉的過程。體系轉換前體系屬于一次超靜定結構，體系轉換后體系成為靜定結構，梁的受力情況明確了，而且消除了次內力的不利影響。

影響因素

橋梁施工控制的主要目的是使施工實際狀態(tài)最大限度地與理想設計狀態(tài)（線性和受力） 相吻合。要實現(xiàn)上述目的，就必須全面了解可能使施工狀態(tài)偏離理論設計狀態(tài)的因素，以便施工實際有的放矢的有效控制。結構參數(shù)。結構參數(shù)是控制中結構施工模擬分析的基本資料，其準確性直接影響分析結果的準確性。結構參數(shù)主要包括：結構構件截面尺寸、結構材料彈性模量、材料容重、材料熱膨脹系數(shù)、施工荷載和預應力或索力。施工監(jiān)測。檢測是橋梁施工監(jiān)控的最重要手段之一。檢測包括應力檢測、變形監(jiān)測。因測量儀器、儀器安裝，測量方法數(shù)據(jù)采集、環(huán)境情況等存在誤差，所以，結構監(jiān)測總是存在誤差。溫度變化。溫度變化對橋梁結構的受力與變形影響很大，這種影響隨溫度的改變而改變。在不同時刻的結構狀態(tài)（應力、應變） 進行量測，如果施工控制中忽略了該項因素，就必然難以得到結構的真是狀態(tài)數(shù)據(jù)（與控制理想狀態(tài)比較） ，從而也難以保證控制的有效性，所以，必須考慮溫度變化的影響。材料收縮。徐變對混凝土橋梁結構而言，材料的收縮、徐變對結構內力、變形有較大的影響，這主要是由于大跨徑橋梁施工中混凝土普遍存在加載齡期小、各階段齡期相差大等引起的，控制重要予以認真研究，以期采用合理的、符合實際的徐變參數(shù)和計算模型。

計算思路

無論采用什么分析方法和手段，總要對實際橋梁結構進行簡化和建立計算模型，這種簡化式計算模型與實際情況之間存在的誤差、包括各種假定，邊界條件處理，模型化的本身精度等?？刂浦行枰谶@個方面做大量工作，必要時還要進行專門的試驗研究，把計算模型誤差所差生的影響減到最低限度。連續(xù)梁橋在施工階段的豎向位移可近似看作梁的彎曲變形。梁的變形一般是由剪力Q和彎矩M分別引起的。對工程中絕大多數(shù)的細長

梁，剪力Q對梁變形的影響很小，可忽略不計。所以純彎曲變形公式，在此仍可適用。梁彎曲變形的基本公式：

…………（1）

ρ——梁的中性層曲率

M——梁段承受的彎矩

EI——梁的抗彎剛度

建立了撓曲線近似微分方程后，就可用直接積分法求梁的轉角及撓度方程，再計算任一橫截面的轉角和撓度。對于等截面梁，將式（4）積分一次得出轉角方程。

再積分一次得出撓度方程：

積分常數(shù)可由梁的邊界條件和交界處變形連續(xù)條件確定。

數(shù)據(jù)文件的編寫依據(jù)

利用電算程序對西河大橋施工時的撓度進行驗算。

數(shù)據(jù)文件只針對箱梁編寫，下部結構視為剛體。全橋根據(jù)施工階段懸澆次數(shù)共分64個單元，利用節(jié)線法計算其截面特性。根據(jù)砼澆筑，鋼鉸線張拉把全橋梁體分32個施工階段。

通過數(shù)據(jù)描述出施工階段數(shù)，砼收縮徐變系數(shù)，支座類型及所在位置，臨時支座安裝、拆除時間，橋面豎曲線數(shù)據(jù)，預應力鋼束的幾何類型、物理類型及分布情況，豎向鐙筋的信息數(shù)據(jù)，各施工階段梁上荷載分布情況，非橋面移動荷載控制變量，普通鋼筋設計數(shù)據(jù)。（詳見電算說明書）

電算結果

由電算程序可得出各施工階段的強迫位移，現(xiàn)取西河橋各施工階段最后澆筑段的位移與實測值相比較。

由程序得結構豎向位移圖

由觀測測量得出結構豎向位移值

測點編號 體系轉化前 體系轉化后 中跨張拉后 測點編號 邊跨張拉前 體系轉化前 體系轉化后 中跨張拉后

兩種數(shù)據(jù)相比較可見程序計算值與觀測值基本吻合。由程序計算得邊跨底板張拉后現(xiàn)澆段4#塊起拱5.8cm，體系轉化后中跨12#塊下沉11.4cm，中跨張拉后中跨12#塊起拱4.6cm。由觀測得邊跨底板張拉后現(xiàn)澆段4#塊起拱5.5cm，體系轉化后中跨12#塊下沉9.4cm，中跨張拉后中跨12#塊起拱3.6cm?？梢娏后w的這些變化是允許的。

結果分析

梁體縱會向位移的原因有多個，主要包括以下幾個：溫度變化、結構受力形式的改變、支座位移、砼的收縮徐變、及預加次力矩的影響。

預應力混凝土箱梁橋近年來在我國公路建設中得到迅速發(fā)展，其溫度效應問題在工程界一直備受關注。溫度變化本身相當復雜，包括季節(jié)溫差、日照溫差、驟變溫差、殘余溫度、不同溫度場等等，但就自然環(huán)境條件變化所產生的溫度作用而言，一般分為日照溫度作用、驟然降溫溫度作用和年溫度變化作用3種類型。雖然這3種溫度作用均在混凝土橋梁結構中產生溫度效應，但由于年溫變化相對簡單，且通常在工程設計中已被考慮，所以日照溫度和驟然降溫溫度作用就成為研究的重點。而懸臂箱梁在施工過程中，梁體是在鋼鉸線的預應力、梁體本身的強度、普通鋼筋的強度及相對支座的對稱施工情況下出于一種平衡狀態(tài)。隨著懸臂長度的不斷增加，在重力作用下梁體的下?lián)鲜遣豢杀苊獾摹Ｃ渴┕ね暌粔K后在梁體在自重的作用下都會下?lián)?，張拉完成后由于次力矩的作用梁體又會上撓。因為跨度大、懸臂長、白天在陽光的照射下，箱梁的頂?shù)酌嫘纬蓽夭睿斆鏈囟雀唔排蛎?，底面溫度底砼收縮，梁體有下?lián)系内厔荨ｋS著施工時間的增加，砼產生收縮徐變，預應力有所損失使梁體的上撓程度減少。同時鋼鉸線張拉完后預應力不會馬上全部釋放出來，而是在之后一段時間里慢慢釋放，因此在這段時間里梁體將會產生位移。此外，體系轉化使梁體的受力形式發(fā)生變化、支座由沒完全受力到完全受力都會使梁體產生位移。雖然電算程序計算的數(shù)值與觀測值大致吻合，但在施工過程中結構的實際變形卻未必能達到預期的結果。這種偏差隨著連續(xù)剛構橋懸臂的不斷加長，逐漸積累。梁體的位移還有水平位移和轉角位移這里不再累敘。

結束語

通過對漠陽江西河大橋位移變化進行觀測，并把觀測值與計算值進行比較分析可為今后掛籃施工的位移控制提供依據(jù)。