作者簡介：

沈青青（1986—），工程師，主要從事公路橋梁設(shè)計工作。

摘要：文章以某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為研究對象，采用有限元軟件Midas Civil建立數(shù)值模型，分析了影響橋梁線性控制的因素，并以該橋第4跨為例，對各測點在澆筑前后以及張拉前后標(biāo)高的施工控制值和實測值進行了對比，得到以下結(jié)論：澆筑前后和預(yù)應(yīng)力張拉前后1#～5#測點均呈現(xiàn)出隨著測點跨度的增大，實測值增大的趨勢，且1#～3#測點實測值與控制值之間差值均未超過15 mm，4#～5#測點實測值與控制值之間差值均未超過5 mm，差值處于容許范圍內(nèi);混凝土澆筑后懸臂端同一截面處的標(biāo)高實測值明顯低于混凝土澆筑前，混凝土澆筑后和預(yù)應(yīng)力張拉前懸臂端同一截面處的標(biāo)高值基本保持一致，預(yù)應(yīng)力張拉后懸臂端同一截面處的標(biāo)高值相比于張拉前標(biāo)高略有提升，但增幅很小，這與設(shè)計理論相吻合，說明本文模擬和監(jiān)測方法的合理性與正確性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力;混凝土連續(xù)梁橋;線性控制;數(shù)值分析

中國分類號：U448.35A291093

0 引言

近年來，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在國內(nèi)很多地方應(yīng)用廣泛，其線形控制是施工過程中非常重要的一環(huán)，因此對其線形控制研究具有重要的意義。國內(nèi)學(xué)者對此進行了一些研究，主要有：李衛(wèi)東、羅書舟等[1-2]以某地區(qū)跨河大橋引橋左線為研究對象，針對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工要點，重點研究了該預(yù)應(yīng)力大橋在施工過程中的預(yù)拱度設(shè)置手段以及線性控制方法，并對現(xiàn)場施工過程中的掛籃進行了監(jiān)測分析;趙慶武、王玲等[3-4]以某鐵路大跨度連續(xù)梁橋為研究對象，描述了控制橋梁施工線形精度的主要影響因素，并結(jié)合近年來連續(xù)梁橋施工特點與施工工藝，總結(jié)了鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋線形控制對策;楊富余、王麗娟[5-6]介紹了連續(xù)梁橋的多種施工方法，并對主要的施工方法進行了簡要分析，重點對懸臂法澆筑施工需要注意的事項進行了總結(jié)分析;晏江馳、王景全等[7-8]以大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為研究對象，重點分析采用懸臂梁法施工過程中線形控制要點，并采用正裝分析法，重點分析了各施工過程中的位移變形值和施工預(yù)拱度。本文主要以某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為研究對象，采用有限元軟件Midas Civil建立數(shù)值模型，重點分析影響橋梁線形控制的因素，并以該橋第4跨為例，對各測點在澆筑前后以及張拉前后標(biāo)高的施工控制值和實測值進行對比，研究結(jié)果可為類似工程設(shè)計和施工提供參考和借鑒。

1 工程概況

某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計時速為250 km/h，為雙向兩車道，兩車道間距為4.8 m，設(shè)計活載類型為ZK活載。梁體采用C55標(biāo)號混凝土，自重為26.0 kN/m3。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的容重為78.5 kN/m3，摩阻系數(shù)為0.15。二期恒載包括鋼軌、人行道板、軌道板、防撞裝置等。

2 數(shù)值建模

2.1 模型建立

圖1所示為采用有限元軟件Midas Civil建立的橋梁全橋有限元模型，以梁截面橫向方向為x軸，以梁截面高度方向為y軸，以向上為z軸，且規(guī)定以x軸向右、y軸向內(nèi)以及z軸向上為正方向。梁橋上部為（75+150+75） m的三跨結(jié)構(gòu)形式，寬為10.6 m。模型中共有96個節(jié)點、95個單元。表1和表2為相關(guān)材料參數(shù)。

2.2 結(jié)構(gòu)變形控制

根據(jù)《鐵路橋涵工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（TB 10415-1998）等規(guī)范規(guī)定，懸臂澆筑混凝土梁允許偏差如表3所示。

3 結(jié)果分析

3.1 影響因素分析

實際施工過程中，影響預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋線形控制的因素主要有：

（1）結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。主要包括結(jié)構(gòu)的彈性模量、施工外荷載、結(jié)構(gòu)斷面尺寸、材料的重度以及混凝土徐變等因素。

（2）灌注施工過程中引起的撓度變化。

（3）外部環(huán)境溫度變化。

（4）施工過程中的監(jiān)測方法。

（5）施工技法及工藝。

（6）結(jié)構(gòu)分析計算模型。

（7）混凝土的應(yīng)變滯后等相關(guān)因素影響。

3.2 撓度觀測點布置

圖2所示為撓度監(jiān)測點布置示意圖，由圖2可知，監(jiān)測點呈現(xiàn)出對稱分布，上部有1#～3#測點，下部有4#、5#測點，測點分別布置在塊件前端約10 cm處，預(yù)埋16 mm豎直方向鋼筋并裸露出2 cm，噴上紅漆用以標(biāo)記。每個T構(gòu)每邊分平均為7塊段（共8個監(jiān)測斷面，從T構(gòu)中間向兩端，即0#～7#塊），合龍段為7#塊。

3.3 監(jiān)測結(jié)果分析

3.3.1 澆筑前后標(biāo)高對比分析

本節(jié)以該橋第4跨為研究對象，對混凝土澆筑前后標(biāo)高的施工控制值和實測值進行對比分析。如圖3所示，為澆筑前1#～3#測點標(biāo)高的施工控制值與實測值對比曲線。由圖3可知，隨著測點跨度的增大，實測值呈現(xiàn)出隨之增大的趨勢，且實測值均略大于施工控制值，1#測點對應(yīng)的4#塊、2#測點對應(yīng)的5#塊、3#測點對應(yīng)的0#塊間差值最大，依次為14.98 mm、12.24 mm和14.68 mm，最大值與施工控制值間差值均未超過15 mm。圖4所示為澆筑前4#、5#測點標(biāo)高的施工控制值與實測值對比曲線，由圖4可知，4#測點對應(yīng)的0#塊和4#塊、5#測點對應(yīng)的6#塊間差值最大，依次為4.67 mm和4.83 mm，但最大值與施工控制值間差值均未超過5 mm。

綜上可知，隨著測點跨度的增大，澆筑前各實測值變化規(guī)律是一致的，且實測值與施工控制值差值處于容許范圍內(nèi)。

圖5所示為澆筑后1#～3#測點標(biāo)高的施工控制值與實測值對比曲線，由圖5可知，隨著測點跨度的增大，實測值呈現(xiàn)出隨之增大的趨勢，且實測值均略大于施工控制值，1#測點對應(yīng)的2#塊、2#測點對應(yīng)的6#塊、3#測點對應(yīng)的0#塊間差值最大，依次為10.82 mm、9.26 mm和7.12 mm，但最大值與施工控制值間差值均未超過15 mm。圖6所示為澆筑后4#、5#測點標(biāo)高的施工控制值與實測值對比曲線，由圖6可知，4#測點對應(yīng)的0#塊、5#測點對應(yīng)的0#塊和5#塊間差值最大，依次為4.86 mm和4.85 mm，但最大值與施工控制值間差值均未超過5 mm。

綜上可知，隨著測點跨度的增大，澆筑前后標(biāo)高的各實測值變化規(guī)律是一致的，且實測值與施工控制值差值處于容許范圍內(nèi)。

3.3.2 預(yù)應(yīng)力張拉前后標(biāo)高對比分析

圖7所示為預(yù)應(yīng)力張拉前1#～3#測點標(biāo)高的施工控制值與實測值對比曲線，由圖7可知，隨著測點跨度的增大，實測值呈現(xiàn)出隨之增大的趨勢，且實測值均略大于施工控制值，1#測點對應(yīng)的3#塊、2#測點對應(yīng)的7#塊、3#測點對應(yīng)的3#塊間差值最大，依次為9.62 mm、10.02 mm和12.38 mm，但最大值與施工控制值間差值均未超過15 mm。由于篇幅所限，未列出4#測點和5#測點，其差值同樣控制在了5 mm以內(nèi)。

圖8所示為預(yù)應(yīng)力張拉后1#～3#測點標(biāo)高的施工控制值與實測值對比曲線，由圖8可知，隨著測點跨度的增大，實測值呈現(xiàn)出隨之增大的趨勢，且實測值與控制值之間一直存在差值，1#測點對應(yīng)的1#塊、2#測點對應(yīng)的6#塊、3#測點對應(yīng)的2#塊間差值最大，依次為11.16 mm、9.98 mm和13.03 mm，但最大值與施工控制值間差值均未超過15 mm。由于篇幅所限，未列出4#測點和5#測點，其差值同樣控制在了5 mm以內(nèi)。

綜上可知，隨著測點跨度的增大，張拉前后標(biāo)高的各實測值變化規(guī)律是一致的，且實測值與施工控制值差值處于容許范圍內(nèi)。

此外，對比圖3和圖5、圖4和圖6可知，相比于混凝土澆筑前，混凝土澆筑后懸臂端同一截面處的標(biāo)高實測值明顯降低;對比圖5和圖7可知，在混凝土澆筑完成以后和預(yù)應(yīng)力張拉前，懸臂端同一截面處的標(biāo)高值基本保持一致;對比圖7和圖8可知，在預(yù)應(yīng)力張拉后，懸臂端同一截面處的標(biāo)高值相比于張拉前標(biāo)高略有提升，但增幅很小。上述這些規(guī)律與設(shè)計理論相吻合，說明了本文模擬和監(jiān)測方法的合理性與正確性。

4 結(jié)語

本文主要以某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋為研究對象，采用有限元軟件[JP+1]Midas Civil建立數(shù)值模型，重點分析了影響橋梁線形控制的因素，并以該橋第4跨為例，對各測點在澆筑前后以及張拉前后標(biāo)高的施工控制值和實測值進行了對比，得到以下結(jié)論：

（1）澆筑前后1#～5#測點均呈現(xiàn)出隨著測點跨度的增大，實測值增大的趨勢，且1#～3#測點實測值與控制值之間差值均未超過15 mm，4#測點、5#測點實測值與控制值之間差值均未超過5 mm，差值處于容許范圍內(nèi)。

（2）預(yù)應(yīng)力張拉前后1#～5#測點呈現(xiàn)出隨著測點跨度的增大，實測值增大的趨勢。且1#～3#測點實測值與控制值之間差值控制在了15 mm以內(nèi)，4#測點、5#測點實測值與控制值之間差值控制在了5 mm以內(nèi)，差值處于容許范圍內(nèi)。

（3）相比于混凝土澆筑前，混凝土澆筑后懸臂端同一截面處的標(biāo)高實測值明顯降低;混凝土澆筑以后和預(yù)應(yīng)力張拉前，懸臂端同一截面處的標(biāo)高值基本保持一致;在預(yù)應(yīng)力張拉后，懸臂端同一截面處的標(biāo)高值相比于張拉前標(biāo)高略有提升，但增幅很小。這與設(shè)計理論相吻合，說明了本文模擬和監(jiān)測方法的合理性與正確性。

參考文獻：

[1]李衛(wèi)東.大跨度鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋線形控制研究[J].江蘇科技信息，2010（3）：48-51.

[2]羅書舟，張謝東.窄幅大跨連續(xù)梁橋線形控制研究[J].公路與汽運，2019，192（03）：132-135.

[3]趙慶武.大跨度鐵路連續(xù)梁橋線形控制關(guān)鍵技術(shù)分析[J].鐵道勘察，2013，39（3）：59-61.

[4]王 玲，王 韜，王榮霞，等.大跨徑連續(xù)鋼桁梁橋懸臂拼裝線形控制方法研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，36（11）：11-15.

[5]楊富余.多跨長聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)及線形控制問題研究[J].信息周刊，2019（52）：1-2.

[6]王麗娟.連續(xù)梁橋線形控制的主要影響因素分析[J].西部交通科技，2015（8）：56-60.

[7]晏江馳.預(yù)制懸拼變截面連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計與施工技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技，2020，43（1）：105-106.

[8]王景全，陳志濤.基于正裝分析計算法的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋懸臂澆筑施工線形控制[J/OL].中國科技論文在線，2011-02-24.

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