陳 震

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

作為交通控制網(wǎng)必不可少的一部分，無論是何種用途的橋梁，較多采用的形式為連續(xù)梁橋。連續(xù)梁橋在懸臂施工過程中，隨著工序變化，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及線形也在不斷變化，因此，為確保工程順利進(jìn)行，對(duì)其進(jìn)行施工監(jiān)控非常必要。

1 工程概況

某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁分為（2×48 m）+80 m 的3 跨布置，雙幅橋面總寬33.80 m。鑒于橋梁所處位置的特殊性，選取懸臂施工的方法進(jìn)行箱梁施工，單箱雙室直腹板箱形的上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)采取的橋墩類型為實(shí)體橋墩和柱式墩，均采用嵌巖樁作為樁基。結(jié)合橋梁構(gòu)造形式等，采用Midas/civil 軟件進(jìn)行建模，所得模型如圖1 所示。

圖1 連續(xù)箱梁有限元模型

2 合龍方案優(yōu)化研究

對(duì)于大跨度的連續(xù)梁橋而言，采用懸臂施工技術(shù)中最重要的施工步驟是橋梁的合龍，該階段的施工必須滿足兩方面要求，既線形及應(yīng)力。合龍施工的過程是橋梁從靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換體系成為超靜定結(jié)構(gòu)的過程，并且隨著不斷增加的合龍跨數(shù)，結(jié)構(gòu)將會(huì)有不斷變化的超靜定次數(shù)形成，在此過程中，橋梁不斷發(fā)生內(nèi)力重分布導(dǎo)致次應(yīng)力的產(chǎn)生。此外，橋梁混凝土在懸臂段的收縮徐變將會(huì)受到合龍順序的影響，因此，連續(xù)梁橋的合龍不僅影響到成橋兩方面內(nèi)容，更對(duì)橋梁的壽命有較大影響。因此，本文將針對(duì)不同合龍順序?qū)蛄旱挠绊戇M(jìn)行研究分析。

為對(duì)不同合龍順序?qū)蛄旱挠绊戇M(jìn)行分析，共設(shè)置4 個(gè)方案。方案一：邊跨向中跨合龍；方案二：中跨向邊跨合龍；方案三：全橋多跨同時(shí)合龍；方案四：邊跨向另一邊逐跨合龍。

方案一：由于該種方案合龍時(shí)的施工順序，既保持結(jié)構(gòu)體系一端固定一段自由，可防止因臨時(shí)固結(jié)張拉的合龍鋼束時(shí)導(dǎo)致的施工及溫度次應(yīng)力。合龍施工從2 個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行，可以縮短工期，但橋墩合龍某一步驟的卡頓將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)橋梁工程受到影響。

方案二：因?yàn)槭莾蛇呁瑫r(shí)進(jìn)行，施工速度較快，但合龍過程中如果有較大的溫差，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)次應(yīng)力的產(chǎn)生，且其值也會(huì)較大。

方案三：該種方案可避免多次結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化發(fā)生，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力較為均勻的變化，且由于同時(shí)施工的合龍段較多，可縮短工期。但由于該結(jié)構(gòu)需同時(shí)投入較多的機(jī)器設(shè)備以及勞動(dòng)力，不利于成本控制。

方案四：該方案施工較為方便，資金投入較少，結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。但由于合龍段僅有一個(gè)在施工，因此施工工期較長，若某一橋墩施工受阻將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)橋梁施工工期受到影響。

3 不同合龍順序分析結(jié)果

3.1 不同合龍順序?qū)χ髁簱隙鹊挠绊?/h3>

（1）成橋狀態(tài)主橋撓度（表1）。從表1 可看出，前3 個(gè)方案在成橋狀態(tài)下均在8#、15#節(jié)點(diǎn)有最大下?lián)现党霈F(xiàn)，分別為：-16.61 mm，-49.39 mm，-17.20 mm。方案四在成橋狀態(tài)下在30#節(jié)點(diǎn)處有最大下?lián)现党霈F(xiàn)，為-35.88 mm。對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，在成橋狀態(tài)下，與方案二和方案四相比，方案一和方案三更有優(yōu)勢。

表1 成橋狀態(tài)下主梁關(guān)鍵截面撓度值 mm

（2）10 年收縮徐變主梁撓度（圖2）。從圖2 可以看出，前3 個(gè)方案在基本完成混凝土的收縮徐變后均在6#，60#節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)下?lián)系淖畲笾担謩e為：-17.67 mm，-54.44 mm，-18.18 mm。而方案四則在成橋10 年在30#節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)下?lián)献畲笾担瑸?84.20 mm。通過對(duì)比數(shù)據(jù)可知，對(duì)于基礎(chǔ)完成了混凝土收縮徐變之后的撓度變化而言，與方案二和方案四相比，方案一和方案三更具優(yōu)勢。

圖2 10 年收縮徐變主梁撓度

3.2 不同合龍順序主梁應(yīng)力分析

（1）成橋狀態(tài)下主梁應(yīng)力（圖3、圖4）。從圖3 可知，前3 個(gè)方案在成橋狀態(tài)下均在21#截面處出現(xiàn)最大應(yīng)力，其值分別為：-9.30 MPa，-9.07 MPa，-9.50 MPa；而方案四在成橋狀態(tài)下在51#截面處出現(xiàn)了最大的應(yīng)力值，為-9.25 MPa。成橋狀態(tài)下上緣應(yīng)力有最大差值的為方案二和四，相差0.42 MPa，因此，對(duì)于主梁的上緣應(yīng)力而言，四種方案之間的差值小于4.5%。

從圖4 可知，前3 個(gè)方案在成橋狀態(tài)下均在37#截面處出現(xiàn)最大應(yīng)力值，分別為-9.66 MPa，-10.6 MPa，-9.20 MPa；而方案四則在10#截面處出現(xiàn)最大應(yīng)力，其值為-11.5 MPa。其中下緣應(yīng)力差值最小的是方案一和方案三，差值為0.45 MPa，并且方案一和方案三有著一致的主梁下緣應(yīng)力變化值。因此，主梁的下緣應(yīng)力在成橋下的狀態(tài)，與方案二和方案四相比，方案一和方案三更有利。

圖3 成橋狀態(tài)下主梁上緣應(yīng)力

（2）10 年收縮徐變主梁應(yīng)力（圖5、圖6）。從圖5 可知，在基本完成了混凝土收縮徐變的情況下，前3 個(gè)方案均在21#截面處產(chǎn)生了最大的上緣應(yīng)力，其值分別為：-8.80 MPa，-8.51 MPa，-8.85 MPa。而方案四在10 年收縮徐變后則是在51#截面處有最大上緣應(yīng)力產(chǎn)生，為-8.69 MPa，且有拉應(yīng)力出現(xiàn)在16#、46#截面，拉應(yīng)力值分別為0.41 MPa 和2.6 MPa。對(duì)比前3 個(gè)方案可知，上緣應(yīng)力有較大差值的是方案二和方案三，差值為0.31 MPa，3 個(gè)方案存在有3.5%的上緣應(yīng)力差值?？梢?，在基本完成混凝土收縮徐變的情況下，與方案四相比，前3 個(gè)方案更加有利。

圖4 成橋狀態(tài)下主梁下緣應(yīng)力

從圖6 可知，前3 個(gè)方案在基本完成混凝土收縮徐變的情況下均在37#截面處出現(xiàn)了下緣最大應(yīng)力，其值分別為：-9.0 MPa，-9.74 MPa，-8.59 MPa；而方案四則在基本完成混凝土的收縮徐變后則是在9#截面處有最大下緣應(yīng)力產(chǎn)生，為-14.7 MPa，且有拉應(yīng)力出現(xiàn)在23#～36#截面，其中最大的為30#截面，拉應(yīng)力值為4.55 MPa。在4 個(gè)合龍方案中，下緣應(yīng)力相差最小的是方案一和方案三，差值為0.31 MPa，且方案一和方案三具有一致的下緣應(yīng)力變化值，因此在成橋狀態(tài)下，方案二和方案四的下緣應(yīng)力狀態(tài)更有利。

圖5 10 年收縮徐變主梁上緣應(yīng)力

圖6 10 年收縮徐變主梁下緣應(yīng)力

4 結(jié)束語

通過分析可知，主梁的撓度值在成橋狀態(tài)下以及在基本完成混凝土收縮徐變的情況下，方案一和方案三均具有較大的優(yōu)勢；主梁的應(yīng)力在成橋狀態(tài)下4 個(gè)方案對(duì)上緣應(yīng)力的影響均不明顯，而方案一和方案三對(duì)下緣應(yīng)力的影響更?。欢鴮?duì)比基本完成混凝土收縮徐變時(shí)4 個(gè)方案對(duì)主梁上緣應(yīng)力的影響可知，前3 個(gè)方案優(yōu)于第四個(gè)，且方案一和方案三對(duì)主梁的下緣應(yīng)力影響更小。

通過分析可知，方案一和方案三對(duì)成橋狀態(tài)和10 年收縮徐變的主梁撓度及應(yīng)力的影響最優(yōu)。結(jié)合工程成本以及工期等的影響，本項(xiàng)目采取的合龍順序?yàn)榉桨敢弧?/p>