大跨徑連續梁橋設計施工關鍵問題研究

陰曉云

(太原市市政工程設計研究院，山西太原030002)

1 工程概況

某連續梁橋為在建的一座特大橋，上部橋跨型式:(80.11+130+80.11)m預應力混凝土變截面連續箱梁;橋面寬度:全寬30 m，橫向布置為0.5 m防撞護欄+12.5 m行車道+0.5 m防撞護欄+3.0 m中央分隔帶+0.5 m防撞護欄+12.5 m行車道+0.5 m防撞護欄;車輛荷載等級:公路一級;地震烈度:6度地震區，按7度設防;溫度:橋址處極端最高溫度41℃，極端最低溫度－12.0℃;橋址處月平均最高溫度32℃，月平均最低溫度－0.7℃。設計基準溫度取15℃。橋墩采用薄壁式橋墩配承臺群樁，橋臺采用樁柱式橋臺。

2 橋梁整體計算概述

總體靜力計算采用平面桿系理論，主梁為平面梁單元?？傮w計算根據橋梁施工流程劃分結構計算階段，根據設計的合龍方法模擬合龍計算步驟，根據荷載組合要求的內容進行內力、應力、主梁極限承載力計算，驗算結構在施工階段、運營階段應力、主梁極限承載力及整體剛度是否符合規范要求?？傮w計算采用橋梁博士進行計算。

邊界條件的處理:施工階段邊跨現澆段支承按單向豎向剛性支撐處理，中墩按豎向雙向剛性支承處理;成橋及運營階段各墩按豎向雙向剛性支承處理。

荷載組合考慮兩種工況:組合I為恒載+汽車;組合Ⅱ為恒載+汽車+升溫+降溫。

3 計算結果分析

3.1 施工階段應力

懸臂施工過程中，主梁下緣的最大壓應力為11.77 MPa，上緣最大壓應力13.44 MPa，主梁最大拉應力為0.88 MPa，滿足規范要求。主梁合龍施加橋面鋪裝荷載后，主梁最大壓應力為12.10 MPa，在邊墩處主梁上緣出現最大拉應力為0.45 MPa。(在程序中模擬了真實的主梁長度和支座位置，在邊支座外有一段長0.76 m的懸臂梁，因此在計算結果中必然會出現部分拉應力，但主梁的實際受力狀況與此不同。)主梁應力滿足規范要求。

3.2 運營階段計算結果

(1)主梁應力包絡圖見圖1。

(2)主梁主應力見圖2。

組合Ⅰ中最大主壓、主拉應力分別為14.73 MPa和－0.48 MPa。

組合Ⅱ中最大主壓、主拉應力分別為14.79 MPa和－1.72 MPa。

兩組均滿足規范要求。箍筋間距驗算:

設計中箍筋間距采用15 cm，滿足規范要求。

(3)主、邊墩墩頂反力見表1。

表1 墩頂反力 單位:10 kN

(4)主梁活載豎向撓度見表2。

活載撓度與主跨的比值小于L/600，主橋剛度滿足規范要求。

表2 主梁活載豎向撓度 單位:cm

圖1 主梁應力包絡圖

圖2 主梁主應力

4 連續梁上部施工關鍵技術

4.1 懸臂澆筑臨時墩錨固

箱梁采用掛籃懸臂平衡澆筑施工，在主墩兩側施工臨時墩，作為懸臂施工的臨時錨固。臨時墩的鋼筋伸入承臺和箱梁0號梁段內，在邊跨合龍后，將臨時墩拆除，并將0號梁段箱梁底面打磨平整光滑。

4.2 抗風

在單T完成前應提早做好邊跨和中跨的合龍準備工作，以便單T完成后搶先合龍邊跨和中跨，在有可能時宜將長懸臂和邊中跨合龍避開大風季節。在每一梁段施工過程中出現大風預報應停止施工，并使兩懸臂端不得出現不平衡荷載，且應確保掛籃的牢固性。

4.3 預應力鋼絞線

(1)應按有關規定對每批鋼絞線抽檢強度、彈性模量、截面積、延伸量和硬度，對不合格產品嚴禁使用，同時應就實測的彈性模量和截面積對計算引伸量作修正。

引伸量的修正公式為:Δ'=EA×Δ E'A'

式中:E'、A'為實測鋼絞線彈性模量及面積;E、A為計算采用的鋼絞線彈性模量及面積，E=1.95×105MPa，A=1.4 cm2;Δ為計算得到的引伸量值;Δ'為修正后的引伸量值。

(2)鋼絞線運抵工地后應放置在室內并防止銹蝕。

(3)鋼絞線的下料不得使用電弧或氧炔焰切割，只允許采用圓盤鋸切割，且應使鋼絞線的切割面為一平面，以便在張拉時檢查斷絲。

4.4 邊跨合龍段的施工順序

(1)邊主墩單T即將完成時，安裝落地支架并施工邊跨現澆梁段。

(2)將邊跨掛籃前移跨過邊跨合龍段，并支撐在邊跨現澆梁段上。

(3)安裝合龍段勁性骨架，在兩側分別安裝平衡重(合龍段混凝土重量一半的水箱)，綁扎鋼筋和預應力管道，澆筑合龍段混凝土，同時拆除等重量的平衡重。待混凝土達到80%的強度后張拉底板預應力索。

4.5 中跨合龍段的順序

(1)安裝合龍段勁性骨架。

(2)一端掛籃后退至墩頂或拆除，另一端掛籃前移，跨過合龍段，將掛籃自重平均分配到兩懸臂端上。

(3)在兩懸臂端用水箱加平衡重，其重量為二分之一的合龍段自重。

(4)在當天最低溫度時澆筑合龍段混凝土，同時等重量卸除水箱中的水量。

(5)混凝土達到80%強度時張拉底板預應力，應先張拉長索后張拉短索。

5 結束語

連續梁橋作為現代橋梁的一種主要橋型，應用十分廣泛，本文以(80.11+130+80.11)m大跨連續梁橋為工程背景，采用橋梁博士軟件對該橋進行了總體靜力分析，對該橋施工階段、運營階段進行了計算。并在此基礎上，研究了大跨連續梁橋施工中應注意的問題，對同類連續梁橋設計與施工均具有一定的參考價值。