简支转连续梁桥合理施工体系转换.docVIP

简支转连续梁桥合理施工体系转换 　　摘要: 从现浇段浇注顺序、后连续预应力筋的张拉顺序和临时支座的拆除顺序三方面研究了简支转连续施工体系的合理工序,从受力角度对不同施工工序进行对比分析,建议现浇浇筑和张拉的合理工序为隔端浇筑、隔端张拉,临时支座拆除的合理工序为“对称拆除”。 　　关键词: 先简支后连续梁;体系转换;支座 　　中图分类号：U448.21+5文献标识码： A 　　 　　 　　 简支转连续梁桥施工过程中存在体系转换,采用不同的施工工序势必会造成结构内力状态的不同。先简支后连续梁桥施工工序是将预制简支梁安装在临时支座上,在相邻两简支梁之间浇筑湿接缝混凝土。待混凝土达到设计强度要求后,张拉内支座区域上缘设置的预应力钢筋,拆除临时支座,使梁支承在永久支座上,经支座转换形成连续梁体系[ 1 - 2 ] ,如图1所示。先简支后连续梁桥体系形成的关键是结构从简支状态转换为连续状态,包括混凝土现浇段施工、预应力张拉和临时支座的拆除[ 3 ]。 　　 　　 　　 　　图1支座转换示意图 　　在满足施工建设速度快、人力及设备资源利用合理等条件下,应该找到使结构体系中控制点的应力、位移变化量最为均匀(即避免应力和位移在各工况变化太大)的施工顺序[4 - 5 ]。国道202线黑河到大连公路(以下简称黑大公路)牛头山大桥,位于黑大公路K680 + 291公里处,桥梁全长527. 12 m,上部构造为13跨40m先简支后连续梁装配式预应力混凝土宽翼缘箱梁,下部构造为柱式桥墩,肋板埋置式桥台。结合牛头山大桥的施工,以五跨连续为例,详细分析了控制点的应力、挠度随不同施工工序的变化情况,以期找到合理的施工工序。 　　1先简支后连续梁的施工工序 　　先简支后连续梁施工大致可以划分为2个阶段,施工阶段示意图如图2所示。 　　 　　 　　 　　 　　图2施工阶段示意图 　　第1施工阶段:架设预制主梁,形成由临时支座支承的简支状态。此时,主梁主要承受一期恒载的自重作用及相应的施工荷载。第2施工阶段:浇筑第①、②跨及第③、④跨间的接头混凝土,待其达到设计强度,张拉负弯矩区钢束,压注水泥浆。此时,主梁主要承受结构一期自重作用及相应的施工荷载;在已经形成的连续梁段,结构的徐变变形开始受到约束,产生徐变次内力。第3施工阶段:连接第②、③跨及④、⑤跨,过程同第二阶段;此时,主梁主要承受一期自重、施工荷载及徐变次内力。第4施工阶段:拆除临时支座,完成体系转换;完成横向接缝制作,自此形成连续梁桥;此时,结构承受自重作用(包括横向接缝部分的二期自重) 、施工荷载、徐变次内力。第5施工阶段:进行防护栏杆和桥面铺装等施工;此时,结构承受自重(包括二期自重) 、各项次内力、施工荷载及运营后的车辆活载等作用。先简支后连续梁的结构体系在简支阶段承受构件本身自重及前期恒载,形成连续结构后承受后期恒载、汽(挂)车荷载及其他可变荷载。与简支梁相比,先简支后连续梁体系的跨中弯矩相对较小,而内支座处则承受比完全连续梁小得多的负弯矩。 　　2先简支后连续结构体系施工合理化分析 　　按照上面的优化思路,先简支后连续结构体系施工工序的关键问题就是如何最大限度地保证后连续端部的顶面抵抗桥面裂缝的效果,即如何保证后连续端部储存最大的弹性压缩量。 　　2. 1现浇段浇注及后连续预应力筋张拉顺序的合理化分析 　　现浇段和后连续预应力筋的张拉顺序分为5种工序,分别如下: 　　4个端部一次性浇筑,从一端向另一端依次张拉; 　　②4个端部一次性浇筑,隔端部张拉; 　　③4个端部一次性浇筑,对称张拉; 　　④对称浇筑,对称张拉; 　　⑤隔端浇筑,隔端张拉。 　　采用桥梁博士V2. 9对以上工序进行了计算,对各种不同施工工序成桥状态下后连续端部应力进行比较,如表1所示(此处对比主要针对不同工序进行,计收缩徐变作用,但不计入活载作用) 。可见各种张拉工序对不同控制截面的不同位置的作用不同。总体来说,工序1、工序2、工序3和工序4较接近,但无论是对于次边跨内支点还是对边跨内支点处上缘压应力储备来说,工序5的压应力储备最大,工序1、2、3、4的压应力储备相对较小。因此建议现浇端浇筑的合理工序为:隔端浇筑,隔端张拉。此外,判断张拉工序优劣仅从受力角度考虑,具有一定的局限性,应综合经济造价等方面进一步探讨。 　　 　　2. 2临时支座拆除顺序的合理化分析 　　先简支后连续梁桥临时支座拆除以后,永久支座起到作用的前提条件是橡胶支座必须有一定的变形,即压缩;另外,一般情况下,临时支座和永久支座存在着一定的高差(常为3～5 mm) 。永久支座的压缩量及其与临时支座高差的大小是寻找临时支座拆除最合理工序的关键因素。这一数值的大小对拆除过程中结构体系的应力变化起到主导性