簡支轉連續梁橋體系轉換關鍵技術研究

李強興

摘 要：在簡支轉連續梁橋施工過程中，體系轉換是此類橋型施工的核心過程，施工中不同的施工順序會對橋梁產生不同的影響。本文通過對某高速公路五跨先簡支后連續梁橋端頭混凝土澆筑順序、負彎矩預應力筋張拉順序以及臨時支座的拆除順序進行分析研究，說明不同施工順序對橋梁結構的影響，得出體系轉換過程中合理的施工順序，以期能為施工提供一些借鑒。

關鍵詞：簡支轉連續；端頭混凝土；負彎矩預應力筋；臨時支座

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05. 089

1 概述

體系轉換作為此類橋型的核心過程，不同的工序會引起不同的內力狀態，對橋梁后期的的受力性能會產生不同的影響，應當予以重視。本文以某高速公路（5×40m一聯）簡支轉連續箱梁為背景來研究端頭混凝土和負彎矩預應力合理的澆筑和張拉順序及臨時支座合理的拆除順序。

2 合理施工工序的研究

2.1 端頭頭混凝土澆筑和負彎矩筋張拉

（1）工況定義。通過對支點和跨中等控制點所產生的彎矩和應力的對比，來確定合理的施工順序。本文討論以下幾種工序，端頭和負彎矩筋編號如圖1。

1）端頭混凝土全部澆完以后再依次張拉負彎矩預應力筋；2）端頭混凝土先全部澆筑，再隔跨張拉負彎矩筋，即1～4依次澆筑，先張拉1、3，后張拉2、4；3）端頭混凝土千先全部澆筑，再對稱張拉負彎矩筋，即1～4依次澆筑，先張拉1、4，后張拉2、3；4）澆筑完端頭混凝土待其達到規定強度后張拉預應力筋，按照1～4的順序依次進行；5）按照（4）的施工工藝，先張拉1、4，后張拉2、3進行對稱施工；6）按照（4）的施工工藝，按照先1、3，后2、4進行隔跨施工；

（2）數據整理及分析。用Midas civil建立5×40m箱梁的有限元模型，分析上述施工工序在成橋狀態下各控制點的相關數據，模型如圖2所示。

1）支點及跨中彎矩。圖3、圖4分別為支點負彎矩及跨中正彎矩的數值及其變化趨勢，從圖中可看出，支點1和支點4負彎矩較大，支點2和支點3負彎矩較小；第一跨和第五跨彎矩較大，第二跨和第四跨彎矩較小，工序6所產生的跨中正彎矩及支點負彎矩最小。

2）支點頂板及跨中底板應力。圖5、圖6分別為支點頂板和跨中底板壓應力在各施工工序下的數值及變化趨勢，可以看出，工序6所產生的支點頂板應力較大，而跨中底板應力較小。

3）數據分析。從以上四個圖中可以看出，工序6使結構所產生的支點和跨中彎矩較小，使支點處頂板所儲存的壓應力最大，且使跨中底板彎矩最小。

2.2 臨時支座的拆除

臨時支座拆除的優化原則是將拆除支座所產生的不利影響降至最低。永久支座與臨時支座的高差加上永久支座的壓縮量作為永久支座節點的強迫位移。下面定義三種拆除順序：

（1）按照支點1至支點4的順序依次拆除臨時支座，命名為工況一至工況四；（2）隔跨拆除，即先拆除支點1和3的臨時支座，再拆除支點2和4的臨時支座；分別命名為工況一和工況二； （3）對稱拆除，即先拆除支點1和4的臨時支座，再拆除支點2和3的臨時支座；分別命名為工況一和工況二。以支點和跨中梁底為控制點，分析臨時支座拆除所引起的彎矩變化值，如圖1所示。圖7、圖8、圖9分別為工序（1）、工序（2）、工序（3）引起的各控制點彎矩變化圖。

支座拆除時上部結構已經成為超靜定結構，因此，拆除支座時的強迫位移對結構各控制點所引起的彎矩變化值較小的拆除順序對結構整體影響較小，這也是我們尋求的理想拆除順序。提取以上三個施工過程中所產生的最大、最小彎矩變化量，其差值就是施工過程引起的該控制點的彎矩的變化幅度（如圖10所示），可見工序二，即“隔跨拆除”即為我們尋求的支座拆除順序。

3 結論

（1）在簡支轉連續梁橋施工過程中，不同的端頭混凝土澆筑順序、負彎矩張拉順序以及臨時支座的拆除順序會對結構產生不同的影響；（2）通過上面的數值分析可以得出：不論從支點和跨中彎矩和應力的角度講，隔跨澆筑端頭混凝土和張拉負彎矩筋對結構整體有利；（3）先簡支后連續梁橋不同的臨時支座拆除工序對上部結構有較大的影響，通過以上分值分析可以得出：隔跨拆除臨時支座對結構整體影響較小。

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