微拱技術在平板橋施工中的探討

摘要：平板橋梁在自重荷載和外荷載作用下會發生變形，如果變形太大，會影響橋梁的美觀感和安全感；如果施工時預先反向給平板橋梁施以相同數值的撓度值，施工完成后，卸除施工荷載，橋梁恢復水平狀態；這一技術的應用不單使橋梁更有美觀感和安全感，還可大大提高橋梁的超載能力。文章通過微拱施工實踐，介紹其計算方法，注意事項，以供同行參考與借鑒。

關鍵詞：橋梁施工；微拱應用；技術探討

中圖分類號：U445.55文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）18-0142-02

平板橋梁在自重荷載和外荷載作用下，會發生撓曲變形，跨中最大變形量稱為撓度。平板橋梁施工時，模板安裝并非水平，而是將模板及支撐按微拱形狀安裝，使平板梁變成拱形結構。微拱技術就是在平板橋梁的砼澆筑施工時預先反向給平板橋梁施以相同數值的撓度，當砼養護期過后，拆模卸荷，梁在自重的作用下，發生變形而恢復水平狀態。微拱技術在施工實踐中已漸漸為施工企業所應用，文章通過廣西興業縣大坡水庫溢洪道交通橋施工中微拱技術的應用進行探討。

1工程概況

大坡水庫位于廣西興業縣小平山鎮大坡村，總庫容1 140萬m3，屬中型水庫，溢洪道寬度為40.0～46.40 m，洪水期溢洪道出洪，隔斷交通，從而建設溢洪道交通橋，設計交通橋為簡支平板梁式橋。橋長41 m，設三孔，每孔跨度13.67 m，橋面寬度5 m，雙T形平板梁式橋，設計橋的荷載等級為汽15級。

2橋梁的撓度

大坡水庫溢洪道交通橋，橋梁撓度可由橋梁的自重荷載和汽車荷載引起，兩種荷載共同作用下形成的撓度為該橋的最大撓度。其中自重荷載為均布荷載，自重荷載對梁跨中產生的最大撓度為：fc1=。汽車荷載為集中荷載，對橋梁跨中產生的最大撓度為：fc2=。

計算結果，大坡水庫溢洪道交通橋在自重荷載作用下的跨中撓度為3.3 mm，在汽車荷載作用下的跨中撓度為9.3 mm，在自重和汽車荷載共同作用下的跨中撓度為12.6 mm。

容許撓度值。該橋梁的容許撓度為:[f]===27.0 mm。該橋梁的計算撓度為12.6 mm。小于容許撓度值27.0 mm，撓度在容許范圍內，不會發生撓曲變形破壞。

3微拱施工技術

大坡水庫溢洪道交通橋為三跨橋梁，橋梁為簡支梁結構。按自重和汽車荷載共同作用下的橋梁最大撓度計算值12.6 mm，給橋梁的施工立模支撐，每跨跨中豎向支撐高度為正常高度H加12.6 mm。橋梁兩端豎向支撐高度為正常高度H，其余各支撐按圓弧曲線過渡放樣。

當橋梁砼澆筑完成，達到28 d養護齡期后，對橋梁模板及支撐拆除卸荷，橋梁在自重荷載作用下發生下降變形，變形高度為fc1=3.3 mm。這時橋梁仍處于微拱狀態。當橋梁正常使用，荷載達到汽15級時，橋梁的跨中撓度 f=fc1+fc2=12.6 mm。此時與預先的微拱高度相等，橋梁處在水平狀態。當微拱梁達到水平梁狀態時，梁的拱高為零。而梁的水平長度則發生變化。大坡水庫溢洪道交通橋，梁的跨度為13.67 m，微拱高度為12.6 mm，處于水平狀態時，梁的跨度計算值為13.672 m，水平向伸長了2 mm。施工中將梁的長度減少2 mm，即水平伸縮縫的寬度增加2 mm。只有將水平伸縮縫的寬度增加，才能消除橋梁水平伸長時對支座推力的影響，否則拱的水平推力將對橋墩發生破壞作用，從而引起橋梁坍塌。

4橋梁的支座處理

大坡水庫溢洪道交通橋橋梁的支座按簡支梁的支座做法，做成弧面支座，微拱施工對支座無過高要求，當然是簡支效果越高越好。但對伸縮縫要求則高些。這里伸縮縫應考慮兩個變量，一是受自重和汽車（外）荷載作用下微拱變成平板橋梁的水平伸長量，二是受氣候溫度變化影響使材料熱脹冷縮的水平伸長量。兩者之和即為伸縮縫所需的寬度值。伸縮縫填充材料最好是填充柔性好的瀝青板、聚苯乙稀泡沫板、橡膠等材料。

5可行性分析

利用撓度值作為拱高的微拱技術在施工實踐中是可行的。該施工技術無需對項目的施工增加任何難度，只需對模板及支撐作微拱調整，同時加寬伸縮縫，并對支座的結構作適當調整。使支座能完全鉸接。對連續梁可否采用微拱技術施工，筆者認為微拱技術若應用于連續梁中，將使連續梁發生水平向的推力，而水平推力對橋墩的穩定將產生影響，所以在連續梁中應用微拱技術，應分析微拱的推力對橋墩的影響，只有橋墩在滿足水平推力的前提下，才可應用微拱技術對連續梁進行施工。

6危害性分析

平板橋梁采用微拱技術施工存在如下危害：

①使平板橋梁微拱結構產生水平力，水平力對橋墩支座產生推力，對橋墩造成不利影響。

②使梁的長度在施工時增長，梁的長度在微拱時為弧長，在恢復為平板橋梁時梁的實際長度時，就須給梁預留足夠的伸縮縫寬度，以滿足橋梁由微拱變為水平梁以及溫度變化產生的長度伸長量，否則沒有足夠的伸長空間，支座對橋梁伸長產生約束，從而使支座產生水平推力危及橋墩的安全。

7超載能力分析

平板橋梁通過微拱技術的施工，砼養護齡期期滿拆模后，橋梁在自重的荷載作用下發生撓曲變形，橋梁的縱向纖維下部受拉、上部受壓，下部纖維在拉伸的同時，下部的鋼筋受到拉力的作用，相當于給橋梁的受拉鋼筋施加了預拉應力，這就是預應力橋梁。預應力橋梁的強度將得到提高。強度提高值與橋梁的撓度成正比關系，此時橋梁的極限撓度將大大提高。

大坡溢洪道交通橋設計荷載等級為汽15級，為雙主梁結構，每根主梁所受的集中荷載為7.5 t。在相同撓度的情況下，橋梁的承載能力可提高50%。

8結語

目前微拱施工技術已在施工實踐中得到一些應用。這種方法施工簡單，一方面可避免砼平板橋梁在施工拆模后，在自重荷載作用下梁的彎曲影響梁的正常工作環境，比如廠房中的吊車梁，在自重和吊運貨物過程中，過大的撓度對吊車的行車是不利的，通過微拱的施工可大大減少吊車梁的撓度值，提高梁的剛度。但微拱技術觀測數據與理論計算仍有差距，尚需探討分析。采用微拱技術后，支座會產生水平推力，水平推力對簡支梁結構是不利的，需對簡支梁的支座作相應的處理，才能安全使用。但微拱技術應用于平板橋梁的施工，在不改變工程投資的前提下，既可避免橋梁撓曲的感觀影響，又能提高橋梁的承載能力，這一技術將會在施工企業中逐漸得到推廣。

參考文獻：

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