羅華松

摘 要：文章以具體工程為例，為解決連續(xù)梁拱橋在“梁拱體系”形成之前中跨承受較大的施工荷載引起邊跨上翹拔動(dòng)邊墩支座的難題，將傳統(tǒng)“反壓平衡”方式加以技術(shù)創(chuàng)新，嚴(yán)格控制反壓體高度、寬度和長度，采用“雙層對稱”的反壓思路，在有限的壓重空間內(nèi)完成了2000kN的反壓作業(yè)，安全快速，結(jié)構(gòu)無損。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁 邊跨反壓 反壓平衡法

1.工程概況

新建大冶至陽新鐵路馬家壟特大橋主橋采用（76+160+76）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁與中孔鋼管混凝土加勁拱肋組合的“剛梁柔拱”結(jié)構(gòu)體系，主梁為橫截面為單箱雙室的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，采用懸臂法施工。按計(jì)劃，在鋼管拱完工之前，需借用此橋作為運(yùn)梁通道。運(yùn)梁設(shè)備為KSC900型運(yùn)梁車，運(yùn)梁車自重為243t，單片32.6m，梁重為693t，荷載總量達(dá)9360kN。其作用于“梁拱體系”尚未形成的連續(xù)梁，中跨因缺少柔性拱的“吊掛作用”而加劇向下?lián)锨冃危吙鐒t加劇上翹的趨勢，邊支座可能出現(xiàn)負(fù)反力問題。關(guān)于解決此問題的方法，在“拉錨平衡”和“反壓平衡”中選擇安全可靠、快速高效、不損梁體的“反壓平衡”法。本文即對該方法作專門研究。

2.“反壓平衡”法的理論依據(jù)

2.1 連續(xù)梁受力模型的簡化分析

常見的三跨連續(xù)梁主墩及邊墩均受壓力，假設(shè)取消邊墩，那么三跨連續(xù)梁就成為了兩端懸臂的簡支梁。且梁體具有一個(gè)特征變形曲線S，懸臂端具有自然下繞度值δ和端截面轉(zhuǎn)角θ。分別在簡支梁中跨和邊跨施加荷載，則S呈現(xiàn)不同的變化趨勢，見圖1和圖2。

2.2 “反壓平衡”法的原理分析

δ和θ為與荷載F及荷載作用位置x相關(guān)的函數(shù)。在假設(shè)的兩端懸臂的簡支梁模型下施加豎向外荷載，其處于跨中位置時(shí)，隨荷載F增加，δ具有-δmax→0→+δmax的變化規(guī)律。-δmax和+δmax分別為梁體外荷載為0時(shí)和承載能力極限狀態(tài)下的δ值。δ=0對應(yīng)的荷載值Fp是邊支座處于零壓力狀態(tài)下的極限外荷載。

實(shí)際外荷載Ft>Fp，δ>0，如圖3所示。

為了使δ=0，必須對邊跨施加外荷載Fa，如圖4所示。

在本工程中，邊支座受0壓力則等效于支座脫空，力學(xué)模型與計(jì)算模型相同。實(shí)際外荷載Ft即為運(yùn)梁車滿載荷載，施加外荷載Fa即為研究對象——邊跨反壓荷載。

3.連續(xù)梁邊跨反壓技術(shù)研究

3.1 計(jì)算模型

依據(jù)“反壓平衡”理論，采用橋梁博士3.2進(jìn)行計(jì)算。共劃分為104個(gè)單元，并建立單元模型。

3.2 支反力影響

在拱肋施工合龍前運(yùn)梁工況下，各支座反力如表1。

運(yùn)梁車位于跨中時(shí)，邊支座出現(xiàn)負(fù)反力。為杜絕此情形發(fā)生，需在兩邊跨端部各壓重直支座受力臨界狀態(tài)。

采用試算法取Fa值，當(dāng)選擇反壓Fa=2000kN，通過計(jì)算，反壓后運(yùn)梁過程中支座反力如表2：

3.3 梁體橫向檢算

運(yùn)梁車自重243t，按32m雙線簡支梁重693t考慮，運(yùn)梁荷載為936t，計(jì)算圖示如圖5。

3.4 計(jì)算模型

系梁橫框計(jì)算采用1m寬度，施工荷載主要為運(yùn)梁車荷載，按實(shí)際荷載作用在相應(yīng)位置。

系梁橫框支座根據(jù)梁格理論，支座模擬為3個(gè)彈性支撐，其彈性支撐系數(shù)為K=28700kN/m。

3.5 計(jì)算結(jié)果

各截面計(jì)算鋼筋應(yīng)力及混凝土應(yīng)力、裂縫均能滿足規(guī)范要求，各計(jì)算值如表3。

橫向計(jì)算滿足規(guī)范要求。

3.6 反壓實(shí)施方案研究

3.6.1 反壓原則

（1）壓重范圍盡量靠近端部支座附近；

（2）壓重范圍盡量在腹板范圍附近；

（3）壓重堆載高度盡量避免阻礙運(yùn)梁車或架橋機(jī)的通行及組裝，以便減少壓重重復(fù)拆卸及安裝，方便施工。

3.6.2 反壓實(shí)施方案

根據(jù)反壓原則，梁體頂面壓重布置高度≤2.2m，否則將影響托運(yùn)架橋機(jī)，另外壓重重心離邊支座中心不宜過長，因此邊跨200t配重采取箱梁頂面與箱室內(nèi)配重相結(jié)合的方式進(jìn)行。

3.7 “反壓平衡”法操作要點(diǎn)

（1）采用有限元分析軟件對橋梁反壓進(jìn)行精確分析；

（2）邊跨配重注重加載位置及加載分布的選擇，應(yīng)選擇在橫截面剛度大的部位，應(yīng)在面分布和線分布力間合理選擇；

（3）施工荷載通過連續(xù)梁整個(gè)過程中，經(jīng)精密水準(zhǔn)儀測量邊跨梁面，點(diǎn)觸式千分表測量支座處墊使與梁底間隙變化。

4.結(jié)束語

綜上所述，通過對反壓理論的研究和壓重方法的一系列的創(chuàng)新，在技術(shù)和實(shí)踐上實(shí)現(xiàn)了連續(xù)梁拱體系單梁受力的線形的穩(wěn)定。成功利用階段成型的連續(xù)梁作為運(yùn)量通道，提高了項(xiàng)目建設(shè)效率。證明了架橋機(jī)通行連續(xù)梁橋，需確保結(jié)構(gòu)體系的荷載平衡，采取邊跨反壓的方式是一種有效的方法。在行業(yè)內(nèi)，為今后類似施工提供了借鑒。

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