康磊
(石家莊市公路橋梁建設集團,石家莊 050000)
隨著我國橋梁行業(yè)的發(fā)展,因具備行車穩(wěn)定以及較大跨越性能等特點,連續(xù)梁橋在大跨徑預應力混凝土的選型時常被作為首選對象[1]??缍容^大的連續(xù)梁橋具有較大的施工難度,影響橋梁施工時結構應力及變形的因素也較多,為此,對施工質量進行控制尤其重要。
該橋梁上部結構為90m+160m+90m的跨徑,采用左右分離式橋面板,橋面具有43m的寬度,其布置如圖1所示。
1)承載能力極限狀態(tài)強度驗算(見表1)。
圖1 橋梁平面布置圖(單位:cm)
表1 主梁控制截面抗彎強度驗算結果 kN·m
主梁抗彎承載力在兩種施工方法均滿足要求。
2)正常使用極限狀態(tài)應力驗算如圖2所示。
圖2 正常使用極限狀態(tài)截面上下緣最大正應力示意圖(單位:MPa)
從試驗結果可知,該橋梁主梁在標準組合荷載作用下均處于全截面受壓狀態(tài)。對于其上緣最大壓應力而言,模型1為16.395MPa,模型2為16.756MPa;對于其下緣最大壓應力而言,模型1為14.483MPa,模型2為13.438MPa,均比規(guī)范限定值19.25MPa要小,因此,截面受壓區(qū)混凝土壓應力符合要求。橋梁主梁在短期效應組合下,對于截面的最大主拉應力而言,模型1為0.95MPa,模型2為0.609MPa,均比規(guī)范限定值1.14MPa要小,因此,截面受力在規(guī)范要求的抗裂性要求以內。
3)鋼絞線拉應力。 規(guī)范對于鋼絞線拉應力的限值為1 209MPa,對于模型1而言,其有部分預應力鋼筋的最大拉應力值比限值大0.6%;對于模型2而言,其有部分預應力鋼筋的最大拉應力值比限值大0.08%。
1)主梁受力驗算。 結合該工程實際,根據(jù)規(guī)范要求,橋梁施工時的最大壓應力不得大于24.3MPa,最大拉應力不得大于2.95MPa。分析橋梁施工時所獲取的上下緣應力包絡值可知,施工時具有14.21MPa的上下緣最大壓應力以及1.62MPa的上下緣最大拉應力,均在規(guī)范要求內,符合要求。
2)主梁初擬立模標高。依據(jù)累計位移和理論掛籃變形進行模型計算所獲取的預拋高值如2所示,基于篇幅所限,本文僅給出部分數(shù)據(jù)。對于表2中數(shù)據(jù)而言,實際的掛籃變形數(shù)據(jù)應按照現(xiàn)場預壓數(shù)據(jù)進行相應的修正[2,3]。此外,現(xiàn)場施工時最終立模標高還需結合實際情況進行確定。
表2 橋梁各塊段拋高值
橋梁的線形以及內力狀態(tài)受施工階段的影響。該橋梁采用的是懸臂和支架現(xiàn)澆2種施工方法,并且施工時以預應力混凝土構件為主要構件,施工時具有較多的截面,在施工時存在較多的薄弱環(huán)節(jié)。此外,成橋后橋梁的線形以及內力受施工順序的影響較大,隨著施工時荷載以及環(huán)境的變化,結構內力以及線形也在不斷地變化,因此,應對橋梁施工時的各個階段進行分析和調整,以控制橋梁結構的應力及變形。
橋梁施工監(jiān)控的目的在于確保成橋線形以及內力滿足要求。結合該橋梁特點,為確保橋梁施工時具有滿足要求的受力以及變形,因此,在對其進行施工控制時的主要工作內容包括有應力監(jiān)測以及變形監(jiān)測。
在施工時,將所測得的數(shù)據(jù)結果與模型計算結果進行對比分析,以及時調整控制各階段的施工,確保施工具有足夠的合理性。
連續(xù)梁橋線形的控制只能以調整施工時的立模標高來實現(xiàn)。因此,施工控制的關鍵在于控制好連續(xù)梁橋施工階段的立模標高。本橋梁在計算梁段立模標高時采用的是相對撓度法。連續(xù)梁橋的線形控制基于施工時梁段撓度值。施工時橋梁撓度值受到較多因素的影響,在本次撓度值計算時主要考慮了橋梁以及掛籃的自重,混凝土的收縮徐變以及預應力變化。此外,因橋梁撓度值受溫度影響較大,所示,為降低溫度對橋梁撓度值的影響,本次橋梁監(jiān)控均在早晨進行測量。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可知,相對于其他梁號塊而言,橋梁左幅8#附近的線形與理論值偏差較大。分析原因可知,這主要是施工時未按照監(jiān)測要求進行0#塊的立模標高的放樣所導致。主梁其余號塊的實測高程與目標高程較為接近,所獲得的線形較為平順,滿足施工監(jiān)控要求。
同理,對比橋梁應力監(jiān)控數(shù)據(jù)可知,橋梁實測數(shù)據(jù)雖然與理論值有所偏差,但總體而言具有相同的趨勢,梁段各個階段的縱向應力變化量與理論值接近。均滿足要求。
基于對2種施工模型的有限元計算結果可知,該橋梁的結構受力滿足要求,并且在成橋10a之后其應力仍有富余,并且具有較為合理的應力分布,即代表該橋梁設計具有一定的合理性。分析橋梁各階段的受力以及變形控制,相對于完全懸臂澆筑的施工方法而言,第二種施工方法更加可靠。基于現(xiàn)場實測值與理論值的對比可知,施工時應力變化較小,合龍精度滿足要求,合龍段梁段僅具有較小的高差變化,對橋梁線形影響較小,全橋具有較好的線形,表明立模標高控制效果較好,對橋梁施工時的質量控制效果較好。