摘要:桥梁建造过程中,合龙顺序的选择与施工难易程度、施工进度安排、物资调度、质量把控都息息相关。合龙时桥梁结构从静定结构到超静定结构的改变不仅代表边界条件的变化,还意味着应力在梁体内部的重分布,在结构愈来愈复杂的同时产生次内力,对成桥后线形和梁体应力会产生较大影响。该文探讨预应力砼连续梁桥在不同合龙方案下主梁的标高反应和成桥时主梁内力分布,以梁体线形控制为主要指标,研究大跨度连续梁桥最优合龙顺序。
关键词:大跨径悬;浇砼连续梁;合龙方案比较
1 合龙段施工及体系转换
1.1 大跨度连续梁桥常用合龙顺序
(1)先边跨合龙,后次边跨合龙,最后中跨合龙,每合龙一次就解除该桥墩的临时固结,直到全桥完全合龙并完成体系转换.这种合龙方案施工逻辑简单,便于操作,T构的受力接近,但施工周期较长。
(2)中间的两个T构先合龙,然后对称的两个相连的T构合龙,最后把已经合龙成Π构的构件合龙.这种合龙方案可多个墩同时进行,桥墩较多时极为方便,且互相之间不产生干扰,是一种较理想的合龙方案。
1.2 案例合龙顺序
一座56m+90m+90m+56m四跨预应力砼连续梁桥,主桥连续箱形梁及主桥支座垫石采用C55砼,主桥主墩墩身采用C35砼.主桥的每个T构分10个梁段浇筑.主桥桥跨布置见图1,合龙方案见表1。
2 最优合龙方案确定
2.1 建立模型
将主桥离散成94个梁单元,模型共135个节点、130个梁单元(见图2).其中第1跨的合龙段单元号为7,合龙段左右节点号为7、8;第2跨的合龙段单元号为34,合龙段左右节点号为34、35;第3跨的合龙段单元号为61,合龙段左右节点号为61、62;第4跨的合龙段单元号为88,合龙段左右节点号为88、89。
图2 主桥有限元模型
2.2 计算结果及分析
2.2.1 挠度
(1)合龙方案1下挠度.由于该桥3个主墩的墩身长度与桩基础长度相差不大,3个主墩的弹性压缩差可忽略不计。在主墩弹性压缩忽略不计的前提下,合龙方案2下累计最大挠度为5.47mm,最小挠度为-15.38mm,4个合龙段左右两端节点挠度差分别为14.25、14.58、14.65和14.24mm.4个合龙段左右两端的位移差基本一致,较平顺。
(2)合龙方案2下挠度。在主墩弹性压缩忽略不计的前提下,合龙方案2下累计最大挠度为5.31mm,最小挠度为-14.98mm,4个合龙段左右两端节点挠度差分别为14.29、12.91、12.94和14.27mm.4个合龙段左右两端的位移差基本一致,数值接近方案1,但第2、3合龙段左右两端累计挠度差小于方案1同位置位移差。
(3)合龙方案3下挠度。在主墩弹性压缩忽略不计的前提下,合龙方案3下累计最大挠度为8.04mm,最小挠度为-39.36mm,4个合龙段左右两端节点挠度差分别为42.18、2.67、2.68和42.30mm.该方案下最大累计挠度和最小累计挠度都比方案1、方案2的大,虽然两个中跨合龙段累计挠度差较小,但两边跨合龙段的挠度差都超过40mm。
(4)合龙方案4下挠度。在主墩弹性压缩忽略不计的前提下,合龙方案4下累计最大挠度为9.56mm,最小挠度为-44.48mm,4个合龙段左右两端节点挠度差分别为48.49、2.74、2.75和48.63mm.该方案下最大、最小累计挠度都比方案1、方案2的大,虽然两中跨合龙段的累计挠度差较小,但两边跨合龙段的挠度差超过40mm,且比方案3的大。
(5)合龙方案5下挠度.在主墩弹性压缩忽略不计的前提下,合龙方案5下累计最大挠度为8.19mm,最小挠度为-39.75mm,4个合龙段左右两端节点挠度差分别为42.59、2.68、2.69和42.75mm。
该方案下挠度计算结果与方案3相差不大。
各方案下4个合龙段左右节点的挠度见表2。
从中可见,不同合龙顺序和体系转换时间对桥梁结构线形影响较大.
表2 各合龙方案下合龙段左右节点的挠度
2.3 最优合龙方案
5种合龙方案下,主梁成桥弯矩为方案4>方案3>方案5>方案1>方案2,主梁成桥应力相差不大,成桥后合龙段左右节点累计最大挠度差为方案4>方案5>方案3>方案1>方案2。该桥施工控制以线形控制为主、应力控制为辅,在应力差距不大的情况下,方案2为最优合龙方案。
结束语
(1)不同合龙顺序和拆除临时固结的时间对主梁累计挠度的影响大,先合龙中跨与先合龙边跨的累计挠度差最大达3倍,虽然该挠度差可通过设置预拱度予以消除,但会增加施工控制难度,且施工中存在一些不可控因素。为提高施工控制精度,连续梁桥宜选择先合龙边跨、再合龙中跨的合龙顺序。
(2)不同合龙顺序对成桥主梁应力影响很小。
(3)从边跨合龙至中跨的方案中,方案1是先解除边墩(2#墩和4#墩)的临时固结,方案2则是等到所有跨都合龙后再解除边墩的临时固结,方案1下成桥合龙段累计挠度差大于方案2,说明边墩的临时固结宜在中跨合龙后再解除。
(4)方案2为该桥最优合龙方案。
参考文献:
[1]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]褚奇.预应力混凝土连续梁桥施工仿真分析与标高控制研究[D].武汉:武汉理工大学,2008.
[3]董金堂.大跨度连续梁悬臂施工线形监控与合龙顺序优化[J].城市道桥与防洪,2012(3).
[4]肖啸.基于不同施工进度下多跨连续梁桥合拢顺序的研究[D].长沙:中南大学,2014.
论文作者:梁冬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签:挠度论文; 方案论文; 节点论文; 两端论文; 顺序论文; 应力论文; 线形论文; 《防护工程》2018年第31期论文;