良慶大橋鋼混凝土疊合梁橋面板施工方案研究

雷發錚，朱 廣

(1.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南 長沙 410114；2.廣西交通規劃勘察設計研究院有限公司，廣西 南寧 530029)

良慶大橋鋼混凝土疊合梁橋面板施工方案研究

雷發錚1，朱 廣2

(1.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南 長沙 410114；2.廣西交通規劃勘察設計研究院有限公司，廣西 南寧 530029)

以南寧良慶地錨式鋼混凝土疊合梁懸索橋鋼箱梁為研究對象，根據不同的橋面板施工方案分別建立模擬施工階段的空間三維分析模型，研究鋼箱梁在不同橋面板施工方案下的受力情況，選擇最合理的橋面板施工方案。

懸索橋；鋼箱加勁梁；橋面板；施工階段；應力

1 工程背景

良慶大橋是地錨式大寬跨比鋼混凝土疊合梁懸索橋，跨徑組成(168+420+168)m，成橋狀態下垂跨比1∶9。跨中設置鋼混凝土疊合梁，設計標準橋寬為38 m，近塔處橋面加寬至46 m，寬跨比約為1/10。下層為分離式鋼箱梁，它的組成形式為上下游吊索各連接一個鋼箱，通過工字型橫梁將上下游鋼箱連接成一個整體，再在橫梁頂底部用工字型小縱梁貫穿連接從而加強整體性；上層橋面板，通過預制拼裝施工形成整體。

2 橋面板施工方案及有限元模型的建立

2.1 橋面板施工方案

橋面板分預制板、現澆板、端橫梁現澆段及縱橫向現澆縫。預制板采用C50混凝土，尺寸為5.16 m×3.03 m，厚20 cm，重約9 t，每塊橋面板設置4個吊鉤，放置時間在5個月以上。現澆板、端橫梁現澆段及縱橫向現澆縫均采用C60纖維硅，現澆板全橋共8塊，預制板間的橫向、縱向現澆縫寬分別為0.47 m、0.44 m。

同一橫斷面上有4塊需要吊裝,根據現場施工情況,提出了四種橋面板施工方案。方案①由北岸向南岸鋪設預制橋面板，即將橋面板轉運到北岸引橋上，同一截面先鋪設靠橋軸線兩塊，在鋪設邊上兩塊，由一頭向另一頭施工；方案②則南岸、北岸同時向跨中處施工，即橋面板轉運到南北兩岸引橋處，兩頭同時開始鋪設，在跨中處匯合；方案③由跨中向南北兩岸施工。即由跨中處開始鋪設，然后分別向南岸和北岸引橋方向完成鋪設；方案④由主跨1/4和3/4位置處開始鋪設，然后其中一個向南岸和跨中施工，同時另一個則向北岸和跨中施工，各方案示意圖見圖1。

圖1 橋面板施工各方案示意圖

2.2 有限元模型的建立

具體計算過程中中，主纜和吊索采用了只受拉索單元模擬，主塔、鋼箱加勁梁采用梁單元模擬，鋼箱加勁梁通過等效剛度計算的方法采用了閉口箱型單鋼箱加勁梁，橋面板通過荷載等效的方式作用在相應位置，并且計算過程中按上文提到的橋面板四種方案分施工階段模擬，全橋施工階段模擬過程大致為成橋→空纜→鋼梁吊裝→橋面板吊裝→二期恒載。

3 橋面板吊裝方案對鋼箱梁受力影響分析

以組合最大應力為例，經計算發現鋼箱梁截面橋面板施工階段應力∣max∣>∣min∣，max值曲線如圖2，各方案最不利截面位置處應力柱狀對比見圖3。

圖2 鋼箱梁各截面組合最大應力max值曲線

圖3 最不利位置截面應力max值柱狀對比圖

通過對比以上各圖數據可以得出：方案一中施工階段最大彎矩應力值高達169 MPa，已非常接近應力允許值200 MPa，存在安全隱患，其余方案均處于安全范圍內，其中方案四彎矩應力值僅為118 MPa，最大組合應力僅為105 MPa，與方案一相差非常大；方案一單向施工，等同于一個施工段，方案二、方案三分別是對向或背向施工，相當于兩個施工段，方案四在四分點既對向跨中又背向兩岸，相當于四個施工段，橋面板施工過程中鋼梁應力值大小規律為方案一>方案二、方案三>方案四，方案一和方案四差異尤其明顯，多施工段吊裝還能顯著地縮短工期，但是需要投入更多人員、機械及成本。

4 結 論

(1)方案一單向連續吊裝法施工過程中鋼箱梁產生了極大的應力，威脅鋼箱梁受力安全，在實際施工中不宜采用。

(2)若僅從施工階段受力安全角度考慮，方案四是最優方案，在實際條件允許情況下不僅優化了鋼箱梁在橋面板施工階段受力，同時也能加快施工進度。

(3)在良慶大橋實際施工中，方案二保證鋼箱梁受力安全，同時兼顧了施工工期和施工成本及現場有限人員、機械，是最合適方案。

[1] 張林釗.鋼-混凝土組合箱梁橋面板的組合施工技術研究[D].重慶交通大學，2015.

[2] 聶建國，陶慕軒，吳麗麗等.鋼-混凝土組合結構橋梁研究新進展[J].土木工程學報，2012，(6)：110-122.

[3] 趙偉，胡兆同，吳文娟.鋼桁梁懸索橋混凝土橋面板架設方式研究[J].中外公路，2011，(6)：167-171.

2017-03-14

雷發錚(1991-)，男，湖南永州人，碩士研究生，研究方向：橋梁結構分析與施工控制。

U445

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：1008-3383(2017)06-0096-01