摘要：文章通過模型分析的位移值與現(xiàn)場實(shí)際施工觀測值的對(duì)比，分析非彈性變形對(duì)支架在施工過程中沉降的影響。研究表明，非彈性變形會(huì)進(jìn)加劇支架在混凝土澆筑過程中的沉降，有導(dǎo)致箱梁高程不滿足驗(yàn)收要求的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在今后的施工中還需重視貝雷梁支架的預(yù)壓作業(yè)，消除非彈性變形，避免澆筑過程中產(chǎn)生位移的突變。

關(guān)鍵詞：橋梁貝雷梁支架；計(jì)算模型；觀測數(shù)據(jù)；差異分析

中圖分類號(hào)：U445.46

0 引言

隨著我國道路建設(shè)的飛速發(fā)展，市政工程和公路工程中跨江橋梁的建設(shè)越來越多，在一些跨江的市政、公路現(xiàn)澆橋梁工程中，常常采用貝雷梁支架搭設(shè)，以保證河道的排水泄洪能力同時(shí)保證臨時(shí)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

到目前為止，在各公路局、科研單位、高等院校以及工程施工單位多方的積極配合努力下，我國的貝雷梁支架施工技術(shù)已經(jīng)不斷完善。

劉學(xué)明［1］ 基于某城市互通立交橋工程實(shí)例，系統(tǒng)地提出了鋼管柱-貝雷梁支架體系的施工工藝和檢算方法，并總結(jié)出既經(jīng)濟(jì)又普遍適用的貝雷梁布置方案，以期為今后類似工程的設(shè)計(jì)及施工提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)和理論依據(jù)，同時(shí)方便鋼管柱-貝雷梁支架法施工高效、有序進(jìn)行。

楊仕彬［2］將貝雷梁支架應(yīng)用到鐵路橋梁中，并通過Midas Civil軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，有效指導(dǎo)了貝雷梁支架施工的質(zhì)量控制。

王文昭［3］利用Midas Civil軟件建立空間模型，對(duì)支架整體受力進(jìn)行受力計(jì)算，并明確了支架體系各部件的受力路徑，反映了支架實(shí)體的受力情況，有效服務(wù)了現(xiàn)場施工。

曾小玲［4］在研究中通過方案比選以及計(jì)算，對(duì)山區(qū)河流地形處貝雷梁組合支架方案進(jìn)行了研究，同時(shí)控制了滿堂支架段的高度，對(duì)后續(xù)工程提供了有益的參考。

以上文獻(xiàn)均針對(duì)橋梁貝雷梁支架設(shè)計(jì)進(jìn)行了周密的分析，其受力分析結(jié)構(gòu)均有效指導(dǎo)了現(xiàn)場的施工。之前的研究側(cè)重于貝雷梁支架設(shè)計(jì)階段的布置以及基于理論計(jì)算總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)。上述文獻(xiàn)理論計(jì)算均基于線彈性變形，但忽略了實(shí)際施工中非彈性變形對(duì)支架的影響。

因此，本文將結(jié)合模型計(jì)算結(jié)果，與橋梁混凝土澆筑過程中觀測到的支架位移進(jìn)行對(duì)比分析，判斷非彈性變形對(duì)支架以及箱梁成橋質(zhì)量的影響。

本文以廣西南寧市良慶區(qū)金鋼水泥廠1號(hào)路與經(jīng)開區(qū)盤嶺路之間跨江橋梁工程項(xiàng)目跨江橋梁貝雷梁支架施工作為依托，總結(jié)前期采用Midas Civil模型分析受力工況的同時(shí)，結(jié)合觀測結(jié)果與模型分析結(jié)果，總結(jié)非彈性變形對(duì)支架的影響程度。

1 工程概況

廣西南寧良慶區(qū)金鋼水泥廠1號(hào)路與經(jīng)開區(qū)盤嶺路之間跨江橋梁工程設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號(hào)為K0+0.000，終點(diǎn)樁號(hào)為K0+662.16 道路等級(jí)為城市次干路，設(shè)計(jì)車速為30 km/h?？缃瓨蛄阂蛔?，跨越良鳳江，全長270.2 m，斷面寬15～20.9 m，橋梁面積為5 147.1 m2。采用3×37 m+（35+55+35） m+1×25 m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，其中2#、3#、4#橋墩位于河道內(nèi)，第一聯(lián)第二跨、第一聯(lián)第三跨、第二聯(lián)第一跨箱梁采用鋼管樁-貝雷梁和承插型盤扣式滿堂支架的組合形式搭設(shè)（如圖1～2所示）。

2 模型計(jì)算

2.1 模型的建立

參考楊仕彬［2］與王文昭［3］的研究，方案計(jì)算采用Midas Civil軟件進(jìn)行受力分析，支架材料表如表1所示。方案采用容許應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算，即各荷載系數(shù)均為1.0，如表2所示。

模型建立如圖3所示。

2.2 計(jì)算結(jié)果

2.2.1 應(yīng)力分析結(jié)果

根據(jù)模型分析結(jié)果，應(yīng)力計(jì)算值如表3所示。

由表3應(yīng)力計(jì)算結(jié)果可知，應(yīng)力計(jì)算結(jié)果滿足要求，由于貝雷梁結(jié)構(gòu)為鉸接，現(xiàn)場監(jiān)控量測參考位移作為對(duì)比分析的指標(biāo)，采用該方法更為直觀地表現(xiàn)計(jì)算值與實(shí)際值受力工況的差異。

2.2.2 支架撓度分析

貝雷梁支架第一跨（1#～2#臨時(shí)墩）與第二跨（2#～3#臨時(shí)墩）段橋梁為等截面梁，因此選用這兩段支架作為監(jiān)控量測對(duì)比分析的樣本。支架撓度模型分析結(jié)果見表4。

作為樣本的第一跨支架與第二跨支架實(shí)際施工過程中，第一跨貝雷梁支架已完成預(yù)壓，消除非彈性變形；第二跨貝雷梁支架未進(jìn)行預(yù)壓，在施工過程中會(huì)發(fā)生非彈性變形?，F(xiàn)場澆筑施工完成后，匯總數(shù)據(jù)結(jié)合Midas Civil模型撓度計(jì)算值進(jìn)行分析。

3 沉降觀測點(diǎn)的布置與觀測方法

在箱梁混凝土澆筑施工過程中，采用在貝雷梁支架跨中處懸掛吊錘的方式進(jìn)行沉降觀測，沉降觀測點(diǎn)布置如圖4所示。

現(xiàn)場沉降觀測主要通過測量吊錘底部至地面高程點(diǎn)的垂直距離測量澆筑過程中的沉降量，每隔2 h進(jìn)行一次觀測，觀測示意圖如圖5所示。沉降觀測計(jì)算按照計(jì)算式（1）：

沉降量ΔH=原位讀數(shù)H-觀測讀數(shù)H1（1）

4 已完成預(yù)壓第一跨支架觀測成果

為方便進(jìn)行定量分析，將支架觀測成果結(jié)合現(xiàn)場施工進(jìn)度進(jìn)行分析，兩跨支架分別按照10%～100%的混凝土澆筑完成量進(jìn)行沉降觀測結(jié)果分析。

第一跨支架累計(jì)沉降量模型值與觀測值對(duì)比結(jié)果如圖6所示，由于模型在初始階段考慮結(jié)構(gòu)自重與施工荷載，因此模型初始沉降量不為0。

第一跨支架單次沉降量模型值與觀測值對(duì)比結(jié)果如圖7所示。

由圖6～7可知，支架預(yù)壓后，實(shí)際觀測的沉降與模型計(jì)算值隨著澆筑方量的增加基本呈線性變化，進(jìn)一步證明了模型計(jì)算的可靠性。

5 未預(yù)壓第二跨支架觀測成果

第二跨支架累計(jì)沉降量模型值與觀測值對(duì)比結(jié)果如圖8所示，第二跨支架單次沉降量模型值與觀測值對(duì)比結(jié)果如圖9所示，同樣由于模型在初始階段考慮結(jié)構(gòu)自重與施工荷載，因此模型初始沉降量不為0。

如圖9所示，第二跨貝雷梁支架最終沉降量已超過模型計(jì)算值，澆筑施工前期沉降量急劇增加，直至澆筑至40%進(jìn)度后變化速率才趨于穩(wěn)定。

6 結(jié)果分析

由于第二跨支架未經(jīng)預(yù)壓，在澆筑施工前期產(chǎn)生非彈性變形，由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，澆筑40%的方量后，位移變化速率開始穩(wěn)定，最終觀測沉降差異與模型結(jié)果對(duì)比計(jì)算差異為4.588 mm。

由圖9可知，模型分析中線彈性變形變化速率均在1 mm左右，而實(shí)際觀測到的非彈性變形達(dá)到了2 mm，兩跨橋梁在混凝土澆筑的過程中，有產(chǎn)生不均勻沉降的趨勢。

通過圖7與圖9的對(duì)比可知，在澆筑進(jìn)度至30%后，非彈性變形才基本消除，支架整體進(jìn)入彈性變形階段。通過對(duì)比得出，現(xiàn)場實(shí)際非彈性變形對(duì)支架底面高程的影響為-4.5 mm。

根據(jù)《城市橋梁施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ2-2008）表5.4.3的規(guī)定，模板制作現(xiàn)澆箱梁高程允許偏差為-5～+2 mm。從上述分析可知，非彈性變形使橋梁產(chǎn)生了-4.588 mm的高程偏差，已經(jīng)接近規(guī)范允許的極限值，因此可確定非彈性變形產(chǎn)生的位移突變會(huì)影響成橋質(zhì)量，甚至梁底高程有不滿足規(guī)范要求的風(fēng)險(xiǎn)。

7 結(jié)語

本文以廣西南寧市良慶區(qū)金鋼水泥廠1號(hào)路與經(jīng)開區(qū)盤嶺路之間跨江橋梁工程項(xiàng)目跨江橋梁貝雷梁支架施工作為依托，總結(jié)前期采用Midas Civil模型分析受力工況的同時(shí)，在混凝土澆筑施工過程中針對(duì)支架位移分階段進(jìn)行了觀測，研究了非彈性變形對(duì)支架的影響，并得出以下結(jié)論：

（1）在消除非彈性變形后，模型受力分析工況基本與實(shí)際施工過程相符，在施工過程中支架架體結(jié)構(gòu)為線彈性變形。

（2）由對(duì)比分析結(jié)果得知，貝雷梁支架在澆筑的過程中產(chǎn)生的非彈性變形會(huì)造成橋箱梁高程偏差，影響橋梁成品的質(zhì)量。因此，在今后的施工中還需重視貝雷梁支架的預(yù)壓作業(yè)，消除非彈性變形，避免澆筑過程中產(chǎn)生位移的突變，影響成橋質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

［1］劉學(xué)明，劉世忠.公鋼管柱-貝雷梁支架體系施工工藝及設(shè)計(jì)檢算［J］.鐵道建筑，2016（9）：43-46.

［2］楊仕彬.鐵路現(xiàn)澆梁橋貝雷梁支架設(shè)計(jì)及力學(xué)性能驗(yàn)算［J］.甘肅科技縱橫，2018，47（5）：29-3 68.

［3］王文昭.基于MIDAS的高墩現(xiàn)澆梁鋼管柱-貝雷梁支架體系研究［C］.2021年全國土木工程施工技術(shù)交流會(huì)，2021.

［4］曾小玲.鋼管貝雷梁支架在現(xiàn)澆匝道橋中的應(yīng)用［J］.福建交通科技，2022（2）：80-84.

收稿日期：2023-10-18

作者簡介：羅 丹（1985—），工程師，主要從事工程項(xiàng)目現(xiàn)場管理工作。