張 彧 趙玉國 邢武臣 夏旭東

(1:吉林省高等級公路建設(shè)局，長春 130033;2:江蘇瑞恒元廈建設(shè)工程有限公司，常州 213000)

1 概述

懸臂澆筑施工的連續(xù)箱梁橋，僅需要少量的支架即可跨越被交道路、河流等，施工方式成熟、簡單，經(jīng)濟性、適用性好，在公路、鐵路及市政工程中均得到廣泛的應(yīng)用［1-2］．懸臂澆筑施工連續(xù)箱梁在懸臂澆筑期間需設(shè)置臨時支座(有必要時尚需設(shè)置臨時支架)使T構(gòu)形成靜定或超靜定結(jié)構(gòu)體系，在T構(gòu)實現(xiàn)部分合龍且自身具備穩(wěn)定條件時，應(yīng)擇機拆除臨時支座［3-4］．本文結(jié)合實際工程，對臨時支座拆除的時機進行分析．

2 工程概況

某高速公路跨河橋梁，雙向六車道，設(shè)計荷載公路-I級，采用兩幅分離布置，單幅箱梁全寬17m，立面總體布置如圖1所示．

圖1 橋梁總體布置圖(單位:cm)

本橋上部結(jié)構(gòu)型式為三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨徑組合為(65+90+65)m，箱梁為單箱單室，箱梁為三向預(yù)應(yīng)力體系．頂板寬17m，底板寬8m．支點截面梁高5m，跨中及邊跨支點截面梁高2．5m，梁高按1．5次拋物線變化．箱梁典型橫斷面如圖2所示．

圖2 箱梁典型橫斷面(單位:cm)

墩頂0號塊長12m，每個T構(gòu)設(shè)置12個對稱的懸澆塊段，塊段長度3m～3．5m，邊跨現(xiàn)澆段長18m，中跨合龍段長2m，邊跨合龍段長3m．

3 臨時支座的拆除時機

臨時支座拆除的時機，目前工程實踐中主要有兩種拆除方案．方案一:在完成所有懸澆塊段，邊跨合龍并張拉完成后，拆除臨時支座，然后再完成中跨合龍、張拉施工，形成最終的結(jié)構(gòu)體系;方案二:在邊跨和中跨均完成合龍后，拆除臨時支座，形成最終的結(jié)構(gòu)體系．其體系轉(zhuǎn)換過程及計算模式如圖3、圖4所示．

圖3 方案一受力計算模式

圖4 方案二受力計算模式

兩種拆除方案選擇的時機不同，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的過程有所差異，相應(yīng)成橋內(nèi)力及變形均有所不同．因此，在施工前必須確定好拆除方案，在設(shè)計及施工控制過程中應(yīng)考慮這種差異．兩種拆除方案的內(nèi)力和變形差異主要存在3個典型工況:工況A、邊跨合龍張拉完畢且方案一臨時支座拆除后的單懸臂工況;工況B、中跨合龍且臨時支座均拆除后完成橋面及附屬工程的成橋階段;工況C、考慮收縮徐變作用成橋10年后工況．

4 不同拆除方案的內(nèi)力分析

由于臨時支座拆除時機不同對主梁的軸力均影響較小，限于篇幅，本文主要對彎矩和剪力的影響進行分析．由于橋墩剛度較大，內(nèi)力分析時不考慮橋墩變形影響，即橋墩剛度按無窮大進行考慮．各典型工況主要截面內(nèi)力分別如表1～表3所示．

采用拆除方案一時，臨時支座約束產(chǎn)生的附加內(nèi)力在中跨合龍前進行釋放，該部分附加內(nèi)力主要轉(zhuǎn)移至邊跨梁體，在工況A狀態(tài)，與方案二相比，方案一邊跨梁體負(fù)彎矩有較大增大，正彎矩有所減小(兩種方案邊跨跨中彎矩差值為28．8×103kN·m，墩頂彎矩差值為60．8×103kN·m);方案二邊跨剪力有所減小，但差別較?。?/p>

表1 工況A關(guān)鍵截面內(nèi)力

表2 工況B關(guān)鍵截面內(nèi)力

表3 工況C關(guān)鍵截面內(nèi)力

對于工況B，由于方案二臨時支座的附加內(nèi)力在合龍后的結(jié)構(gòu)體系下進行釋放，相應(yīng)附加內(nèi)力同時影響邊跨和中跨，此時兩種工況的邊跨內(nèi)力差異情況與工況A相似，但相關(guān)內(nèi)力的差值與工況A相比大幅減小(兩種方案邊跨跨中彎矩差值為5．9×103kN·m，墩頂彎矩差值為13×103kN·m);方案一中跨彎矩與方案二相比，正彎矩增大，負(fù)彎矩減小(1/4中跨彎矩差值為12．2×103kN·m，墩頂彎矩差值為10．7×103kN·m)．

對于工況C，受收縮、徐變的長期作用，成橋10年后的內(nèi)力趨于相等，差異明顯減小．

進一步對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進行分析，由于箱梁軸力水平較高且箱梁截面慣性矩較大，上述各工況內(nèi)力的差異在應(yīng)力上的反映相對較弱，對于兩種拆除方案，本橋箱梁的應(yīng)力均滿足施工階段及使用階段要求．限于篇幅，應(yīng)力分析不再贅述．

5 不同拆除方案的變形分析

懸臂澆筑施工橋梁的變形控制，直接影響到橋梁運營期使用的舒適性，因此，對橋梁變形的精確分析尤為重要．兩種拆除方案各工況主要截面的累計豎向位移如表4所示(橋墩剛度很大，不計橋墩變形影響)．

表4 各工況典型截面累計位移(向上為正，向下為負(fù)) (mm)

由于方案一拆除臨時支座時，結(jié)構(gòu)體系為簡支單懸臂狀態(tài)，在中跨合龍前，梁體豎向位移較大，特別是中跨懸臂端．對于方案二，在中跨合龍前，中跨懸臂端的變形僅為1．1mm，對施工控制較為有利(實測數(shù)據(jù)與理論值基本吻合)．對于成橋時直至考慮收縮、徐變成橋10年后，兩種方案的累計變形差異始終維持同等水平，通過施工階段設(shè)置合理的預(yù)拱度，均可以實現(xiàn)較為滿意的成橋線形．

6 結(jié)語

兩種拆除方案的內(nèi)力有一定差異．方案一在中跨合龍前將臨時支座的附加內(nèi)力進行釋放，釋放的附加內(nèi)力主要在邊跨梁體內(nèi)分配;方案二在中跨合龍后釋放臨時支座的附加內(nèi)力，對邊跨和中跨梁體均有影響．由于臨時支座附加內(nèi)力釋放時的結(jié)構(gòu)體系不同，兩種方案主梁內(nèi)力在施工階段及成橋時均有一定差異，因此，在橋梁設(shè)計時，必須考慮這種差異的影響并明確臨時支座的拆除時機．

采用方案一時，中跨合龍前梁體變形量較大．中跨合龍前臨時支座拆除后，梁體變形受施工誤差的影響較為敏感，跨中兩側(cè)懸臂端的變形往往不對稱，嚴(yán)重時會給中跨合龍帶來一定難度．而采用方案二時，這種誤差基本處于可控狀態(tài)，施工合龍風(fēng)險較?。畯氖┕た刂骑L(fēng)險的角度考慮，在結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟合理的前提下，建議優(yōu)先采用方案二，即在中跨合龍后再拆除臨時支座．

［1］劉效堯，徐 岳．梁橋［M］．北京:人民交通出版社，2011:227-256．

［2］王東陽，虞建成，陳軍隊．臨時荷載對懸臂施工PC連續(xù)箱梁橋預(yù)拱度的影響分析［J］．黑龍江工程學(xué)院學(xué)報，2005(3):32-34．

［3］朱世峰，徐 勇，宰國軍，呂曹炯．重慶朝陽寺多跨連續(xù)剛構(gòu)橋合攏順序探討［J］．施工技術(shù)，2009(1):30-33．

［4］丁 鍵，胡 成．PC梁橋懸臂澆筑臨時支撐的分析研究［J］．安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2010(6):18-21．