簡支變連續(xù)后連續(xù)端部澆筑與張拉順序研究

余錢華，楊建

（長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖南長沙 410004）

簡支變連續(xù)后連續(xù)端部澆筑與張拉順序研究

余錢華，楊建

（長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖南長沙 410004）

在簡支變連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換過程中，不同施工工藝與施工順序的改變對主梁的應(yīng)力重分布影響不同，尤其是連續(xù)后端部砼的澆筑與連續(xù)預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉順序，既要能滿足施工要求、人力及各設(shè)備資源的合理利用，又要使結(jié)構(gòu)體系中關(guān)鍵部位的應(yīng)力及位移變化較均勻，對于后端連續(xù)部分砼澆筑與張拉順序應(yīng)引起重視。文中就該問題進(jìn)行建模仿真分析，通過不同工序下主梁撓度應(yīng)力的比較分析，得出隔端澆筑、隔端張拉為最優(yōu)施工順序。

橋梁；先簡支后連續(xù)；應(yīng)力重分布；仿真分析

為滿足施工要求、人力資源的合理利用和結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換過程中受力較均勻，必須采用合理的后連續(xù)端部砼澆筑與張拉順利。不同的澆筑、張拉順序勢必會引起臨時(shí)支座應(yīng)力發(fā)生重分布，同時(shí)后連續(xù)端部的預(yù)應(yīng)力的作用既要保證永久支座產(chǎn)生一定的壓力，又要抵抗二期恒載和活載產(chǎn)生的壓應(yīng)力，避免連續(xù)端部產(chǎn)生裂縫開裂。該文就不同后連續(xù)端部砼澆筑與張拉順序?qū)Τ蓸騼?nèi)力的影響進(jìn)行分析。

1　工程概況

湘西某二級公路上一大橋的引橋?yàn)?×25m預(yù)應(yīng)力砼先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)T梁橋，全線采用雙向兩車道二級公路標(biāo)準(zhǔn)，橋?qū)?m，設(shè)計(jì)汽車荷載等級為公路-Ⅱ級，設(shè)計(jì)速度40km/h。圖1為橋梁立面圖，圖2為T梁截面尺寸圖。

圖1　5×25m先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)T梁橋立面圖（單位：mm）

圖2　T梁結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位：mm）

砼重力密度γ=26.0kN/m3，彈性模量Ec= 3.45×104MPa；預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量Ep=1.95 ×105MPa，松弛率ρ=0.035，松弛系數(shù)ζ=0.3；錨具變形、鋼筋回縮按6mm（一端）計(jì)算；塑料波紋管摩阻系數(shù)μ=0.2，管道偏差系數(shù)k=0.0015。

2　結(jié)構(gòu)施工工序分析

2.1建立模型

采用MIDAS/Civil軟件進(jìn)行梁桿單元建模，采用梁單元模擬，采用梁格法將全橋劃分為300個(gè)節(jié)點(diǎn)、425個(gè)單元。主梁截面采用實(shí)際的，由4片T梁組成，不考慮普通鋼筋的影響。不考慮橋墩的作用，所有約束都在主梁上，邊墩與橋臺的位置處均采用單向滑動(dòng)支座約束主梁。圖1為全橋模型。

圖3　全橋模型

將后端部濕接縫澆筑與負(fù)彎矩張拉分為3種工序，分析3種工序?qū)Τ蓸騼?nèi)力的影響：工序一為依次澆筑、張拉，即簡支梁架設(shè)完畢后，后端部濕接縫一次澆筑完，由一端依次向另一端進(jìn)行負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋張拉；工序二為隔端澆筑、隔端張拉，即先澆筑1#和3#后端部濕接縫并進(jìn)行連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋張拉，再對2#和4#后端部濕接縫澆筑砼，張拉負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋；工序三為對稱澆筑、對稱張拉，即先澆筑1#和4#后連續(xù)端部砼，張拉連續(xù)段預(yù)應(yīng)力筋，最后澆筑2#和3#后端部濕接縫，當(dāng)砼達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉。

2.2計(jì)算結(jié)果分析

分析所采用的數(shù)據(jù)均為成橋狀態(tài)內(nèi)力值，考慮的荷載組合=恒荷載+預(yù)應(yīng)力鋼束+砼收縮徐變。

表1為各工序下各主梁截面L/4、L/2、3L/4的內(nèi)力數(shù)據(jù)。從表1可以看出：

（1）工序二隔端澆筑、隔端張拉施工方法的成橋彎矩內(nèi)力總體比工序一整體澆筑并依次張拉施工工序的小，跨中彎矩內(nèi)力差值比邊跨和次邊跨彎矩內(nèi)力小，次邊跨彎矩最大差值率達(dá)6%，邊跨內(nèi)力最大差值率也有3%，跨中只有1%。說明工序二施工方法對主橋產(chǎn)生的內(nèi)力影響比工序一施工方法的小。工序二與工序三相比，第一、三、五跨跨中彎矩相差不大，第二跨工序二下的跨中彎矩整體比工序三下的大7.4%左右，第三跨與第四跨工序三下的跨中彎矩比工序二下的大4.9%和6.3%，說明兩種施工工序?qū)χ髁簭澗氐挠绊懴喈?dāng)。

表1　各工序下各截面的內(nèi)力對比

續(xù)表1

（2）支墩部位的彎矩內(nèi)力值之差比主梁內(nèi)力差值大，最大達(dá)10%，最小1%。設(shè)為滑動(dòng)支座的支墩部位彎矩值比固定支座大，越遠(yuǎn)離固定支座彎矩值差異越大。按（最大值-最小值）/平均值比較3種工序下支墩處內(nèi)力值離散程度，工序一下，（最大值-最小值）/平均值=（3378.82-2674.13）/ 3011.19=0.23；工序二下，（最大值-最小值）/平均值=（3720.72-2670.88）/3212.85=0.33；工序三下，（最大值-最小值）/平均值=（3748.97-2117.05）/3161.17=0.52。工序三下成橋支墩內(nèi)力變化最大。

（3）剪力值方面，各主梁跨中差異較大，越靠近橋墩差異越小，這是由于主梁跨中量值較小，受到微小的剪力作用就會造成較大的差異。工序二中兩邊跨跨中與中跨跨中的剪力值比工序一、三的小，次邊跨跨中剪力值3種工序差異不大，除工序三跨中剪力值較大外，其他可忽略?？傮w來說，工序二對橋梁的剪力影響相對較小。

3　結(jié)論

影響各不相同，其整體連續(xù)效果也不盡相同，隔端澆筑、隔端張拉工序與對稱澆筑、對稱張拉工序的內(nèi)力值差別不大，整體比依次澆筑、張拉施工工序的內(nèi)力值小，前兩種工序的效果更好。

（2）從橋墩支點(diǎn)處內(nèi)力值的離散程度來看，隔端澆筑、隔端張拉工序所引起的橋墩支點(diǎn)處的內(nèi)力變化程度比對稱澆筑、對稱張拉工序的小，更有利于成橋后運(yùn)營。

（3）從剪力值比較，隔端澆筑、隔端張拉工序比其他兩種工序更有利于成橋后運(yùn)營，而且隔端澆筑、隔端張拉與對稱澆筑、對稱張拉的施工速度比依次澆筑、張拉施工工序快。因此，建議多跨先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁體系后連續(xù)端部施工采用隔端澆筑、隔端張拉的方法。

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（1）不同的后連續(xù)端部施工順序?qū)χ髁簝?nèi)力的

U445.1

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