大跨度連續(xù)箱梁掛籃施工力學分析

李穎

（哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院，黑龍江 哈爾濱 150081）

對于懸臂施工的連續(xù)箱梁橋，其后一塊件是通過預應力筋與混凝土與前一塊件相接而成，因此，每一施工階段都是密切相關的。分析各施工階段及成橋結構的外形和受力特性變得必不可少。

為了使結構在最終成橋狀態(tài)時達到設計要求的各項性能指標，確定各施工階段結構的線形是橋梁懸臂施工中最重要的任務之一，而決定上部結構每一待澆塊件的預拱度尤其重要。因為：（1）合攏前，一個單跨的兩個懸臂端部應該盡可能在同一水平上和同一中軸線上；（2）橋梁在施工和營運狀態(tài)下，上部結構的標高頻繁發(fā)生上撓或下?lián)希虼耍谏喜拷Y構各個截面的施工中應該預留容許偏差，以期保證在“無限長時間”（約15～20年）以后結構能夠保證在設計所規(guī)定的標高范圍內(nèi)。在大橋的施工中，可從前進分析、倒退分析、實時跟蹤分析三方面入手，相互結合，實現(xiàn)成橋結構在線形、內(nèi)力各方面滿足設計要求的目標。本文采用數(shù)值計算的方法對大跨度連續(xù)箱梁掛籃施工進行了分析。

1 工程概況

某鐵路客運專線某立交特大橋，主橋為60m+4×100m+60m現(xiàn)澆預應力混凝土鐵路連續(xù)梁橋（雙線）。設計時速為350km/h。連續(xù)梁全長521.57m（含兩側梁端至邊支座中心各0.75m）。采用無碴軌道。梁頂面寬12.0m，橋梁建筑總寬度12.28m；防護墻內(nèi)側凈寬8.8m，橋上人行道鋼欄桿內(nèi)側凈寬11.9m。

箱梁橫截面為單箱單室、變高度、變截面、直腹板結構。邊跨直線段和跨中處梁截面高為4.85m，中支點梁截面高為7.85m，梁底下緣按二次拋物線變化，頂板厚度除梁端附近外均為0.4～0.45m，局部加厚。全橋共設5道橫隔梁，分別設于中支點和中跨跨中。

全橋共分87個梁段，0號塊梁段長14m，合攏段長2.0m，邊跨直線段長9.75m，一般梁段長2.0m～3.5m。大橋預應力混凝土連續(xù)箱梁總體布置如圖1所示。

表1 恒載（一恒+二恒）作用下豎向支反力對比匯總表（kN）

2 計算模型

2.1 計算參數(shù)的選取

混凝土參數(shù)：C55混凝土容重為26.5kN/m3，彈性模量為 35500Mpa，混凝土平均加載齡期7天。預應力鋼筋參數(shù)：標準強度fpk＝1860MPa，錨下張拉控制應力采用設計圖紙?zhí)峁┑臄?shù)值，預應力筋彈性模量E＝195GPa。預應力損失參數(shù)：管道摩阻系數(shù)為 μ=0.23，局部偏差系數(shù) k=0.0025，松弛率為2.5%，錨具變形及鋼筋回縮值（一端）取6mm。荷載：二期恒載為151.3kN/m（曲線有聲屏障）。

2.2 建立施工階段計算模型

為了達到施工控制的目標，必須首先通過計算確定橋梁結構施工過程中每個階段在受力和變形的理想狀態(tài)，據(jù)此控制施工中每個階段的結構行為，使其最終成橋線形和受力狀態(tài)滿足設計要求。

根據(jù)設計資料和施工方法將主橋主梁分為226個單元，60個施工工序，成橋后的半橋有限元模型如圖2。在施工控制過程中，計算橋梁施工的控制參數(shù)，同時對計算結果與實測結果進行比對，施工過程中對各個基本參數(shù)進行識別，并不斷調(diào)整，以期達到最優(yōu)效果。

3 計算結果

豎向支反力匯總見表1；主梁各施工階段的累計撓度、靜活載撓度、施工預拱度及主梁各施工階段的線形見圖3～6。

結語

4.1 本文計算得到的恒載作用下豎向支座反力與設計院提供的豎向支座反力相差不大，能夠為類似工程計算提供參考。

4.2 本文計算得到的最大靜活載撓度為42.11mm，為跨度的1/2375，滿足相應規(guī)范要求，為相關設計提供較重要的參考依據(jù)。

4.3 系梁立模標高=設計標高+預拱度+掛籃變形，預拱度=1/2靜活載產(chǎn)生的撓度值加上成橋并考慮10年徐變后的撓度值取負值。

4.4 合攏成橋狀態(tài)下主梁線形順暢，結構受力符合設計要求，主梁結構安全可靠。

[1]雷俊卿.橋梁懸臂施工與設計[M].北京：人民交通出版社，1999.

[2]中華人民共和國鐵道部.高速鐵路橋涵工程施工技術指南（鐵建設[2010]241號）[S].北京：中國鐵道出版社，2010.