張吉平

(中鐵十一局集團(tuán)第三工程有限公司,湖北十堰442000)

0 引言

預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋由于受力合理、行車平順、施工方便和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)在工程上被大量采用，并且向大跨徑發(fā)展。大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋施工完成后，主梁的成橋線形要與設(shè)計(jì)相符，以保證營(yíng)運(yùn)期間主梁的受力與設(shè)計(jì)一致。任何橋梁施工特別是大跨徑橋梁的施工,都是一個(gè)系統(tǒng)工程。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)而必須經(jīng)歷的施工過程,將受到許許多多確定和不確定因素 (誤差)的影響,如何從各種失真的結(jié)構(gòu)參數(shù)中找出相對(duì)真實(shí)值,對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別(監(jiān)測(cè))、調(diào)整(糾偏)、預(yù)測(cè),使施工系統(tǒng)處于控制之中,這對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)安全、順利實(shí)現(xiàn)是至關(guān)重要的。橋梁的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況有一些差距，到了合龍施工階段，這種差距累積是相當(dāng)大的，這些問題都需要在合龍段的施工中得到適當(dāng)解決?？傊?，成熟的合龍技術(shù)是橋梁建造成功的前提。而合龍段的施工順序也是合龍段的重要決策之—。不同的豎向變形也要求在橋梁施工過程中對(duì)結(jié)構(gòu)的預(yù)拱度進(jìn)行不同的設(shè)置。本文以某客運(yùn)專線4跨連續(xù)剛構(gòu)為例，主要研究不同的合龍順序?qū)蛄贺Q向位移的影響。

1 工程概況

某客運(yùn)專線特大橋主橋采用60+100+100+60(m)連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁。箱梁頂板寬12.2 m，箱梁底板寬6.7m。頂板厚度除梁端附近外均為40 cm，底板厚度由主墩根部120 cm變至跨中及邊跨直線段40 cm，按直線線性變化，腹板厚度由主墩墩頂100 cm變至跨中及邊跨支點(diǎn)60 cm、按折線變化，全梁在端支點(diǎn)、中跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)置橫隔墻。梁體全長(zhǎng)321.5 m，中支點(diǎn)處梁高7.85 m，跨中2.0 m范圍內(nèi)及邊跨現(xiàn)澆段梁高為4.85 m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心至梁端0.75 m。

2 兩種合龍方案計(jì)算結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.1 合龍方案

2.1.1 方案一

先合龍邊跨再進(jìn)行中跨合龍的合龍順序，此合龍順序是在兩邊跨各變?yōu)槌o定體系后，限制邊跨梁的轉(zhuǎn)角和豎向變形，進(jìn)而進(jìn)行中跨合龍。

2.1.2 方案二

先合龍中跨情況下，由于結(jié)構(gòu)體系的不同及水平頂推力的變化。

2.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖

兩種合龍方案最大懸臂狀態(tài)至成橋階段結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖分別如圖1及2～6圖所示。

圖1 最大懸臂狀態(tài)示意圖

2.2.1 方案一

主橋合攏過程簡(jiǎn)圖見圖2～圖4所示。

圖2 邊跨先合龍示意圖

圖3 邊跨合龍后進(jìn)行中跨合龍前的頂推示意圖

圖4 主體結(jié)構(gòu)施工完成成橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.2.2 方案二

主橋合龍過程簡(jiǎn)圖見圖5和圖6所示。

圖5 中跨施加水平頂推力與合龍示意圖

圖6 邊跨合龍與成橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 成橋階段豎向位移分析

計(jì)算分析和實(shí)際測(cè)量施工撓度，首先是根據(jù)前一節(jié)所分析計(jì)算的水平頂推力的前提下進(jìn)行的；接著，針對(duì)合龍過程中的差異進(jìn)行比對(duì)。比對(duì)及分析結(jié)果如圖7和圖8所示。

圖7 施加二期恒載后結(jié)構(gòu)豎向位移圖（方案一）

圖8 施加二期恒載后結(jié)構(gòu)豎向位移圖（方案二）

由以上數(shù)據(jù)分析對(duì)比可知：方案二比方案一在中跨向上撓度有所增加，同時(shí)邊跨向下?lián)隙纫灿邢鄬?duì)增加?？傮w來講，方案二先合龍中跨會(huì)在一定程度上改變成橋的線形。因此如若改變施工順序首要的是在立模標(biāo)高上進(jìn)行仔細(xì)的分析校核，適時(shí)改變立模標(biāo)高數(shù)值，以滿足成橋后整體線形的需要。

4 施工階段橋墩應(yīng)力分析

其應(yīng)力峰值見圖9～圖12所示，其應(yīng)力分析對(duì)比結(jié)果見表1、表2所列。

圖9 施工階段應(yīng)力峰值圖-底板（單位：MPa）（方案一）

圖10 施工階段應(yīng)力峰值圖-頂板（單位：MPa）（方案一）

圖11 施工階段應(yīng)力峰值圖-底板（單位：MPa）（方案二）

圖12 施工階段應(yīng)力峰值圖-頂板（單位：MPa）（方案二）

表1 3#墩邊跨段應(yīng)力分析對(duì)比計(jì)算結(jié)果一覽表(單位：MPa)

5 結(jié)論

綜合分析，可以得出：兩種不同合龍方案在水平頂推力一定的條件下，中跨應(yīng)力較邊跨應(yīng)力吻合較好。方案二的頂板應(yīng)力較方案一有所增加，方案二的底板應(yīng)力較方案一有所減少，同時(shí)，邊跨的應(yīng)力改變量較中跨大。這是因?yàn)榘凑辗桨敢坏暮淆堩樞蚯闆r下，邊跨主梁在頂推時(shí)是超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度增大了的同時(shí)，應(yīng)力發(fā)生重分配。

表2 3#中跨段段應(yīng)力分析對(duì)比計(jì)算結(jié)果一覽表(單位：MPa)

經(jīng)對(duì)比分析計(jì)算，在方案二的情況下進(jìn)行合龍，主橋成橋后的應(yīng)力仍然符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)力變化量屬于可控的范圍內(nèi)。同時(shí)，施工監(jiān)控過程中能夠進(jìn)行應(yīng)力的實(shí)時(shí)檢測(cè)，觀測(cè)應(yīng)力變化趨勢(shì)和具體數(shù)值，以達(dá)到保證合龍前后應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求的目的。