大跨度預應力混凝土連續剛構造橋長期撓度分析和施工控制措施

齊皖東

（汕頭大學，廣東 汕頭 515063）

0 前言

近幾年，我國橋梁興建中，傳統的橋梁建設結構已經無法滿足需求，大跨度橋梁逐漸興起，并成為當前橋梁建設的關鍵，具有大跨度、連續性等特點。因為，該結構下的橋梁具有墩梁固結、主梁連續等特點，連續梁間無伸縮縫隙，提高了行車安全性，增強了橋梁壽命。實際上，該種橋梁布局是由傳統的連續剛構橋延伸而來，T 型鋼架構被保留，支座建設、體系轉換等取消，施工困難度簡化。并且，在抗彎剛度與抗扭曲度上，與大跨徑受力相符。因為，該種剛構橋模式具有生命力，因此，該種剛構橋成為橋梁建設的首選。

1 大跨度預應力混凝土連續鋼構造橋的發展

在橋梁建筑史上，連續橋梁已經出現幾十年，但是，因施工方式落后，在上世紀六十年代之前，連續梁橋的跨度多在百米之下，橋梁建筑模式應用并不廣泛。建筑技術的發展，懸澆與懸拼施工技術的出現，T 型鋼結構的產生，推動了連續梁橋的發展與廣泛應用。當前，該種橋梁建筑結構的應用，橋梁已經能夠跨越200m距離，推動了連續梁橋這一橋梁構造模式的普及。并且，經過幾十年發展，橋梁具有養護便利、車輛行駛平坦、鋼結構幾乎不變形、抗震能力高等優勢[1]。

大跨度預應力連續梁橋主要由混凝土、鋼結構構成，其主要包含有橋梁墩臺、主梁構成，其中，主梁包括T 型鋼結構、連續梁等。雖然時在連續橋梁基礎上發展，但是，大跨度預應力混凝土連續鋼構造橋與其不同，柔性橋墩的采用是主要區別，高墩的柔性，保障橋梁在位移下仍然具有較高的適應性，即使是豎向荷載的影響，仍能夠保障墩臺結構受力的科學性[2]。

近幾年，我國連續建成多個大跨度鋼構造橋，跨度大于120m 的鋼構造橋已經建成70 座以上，如：1997年，我國第二座大跨度連續鋼構造橋建成，橋梁跨度為270m，其的跨度之長、在當時位居世界第一。這些都說明了在大跨度連續鋼構造橋上，我國已經掌握了國際上領先的建造技術。

2 大跨度連續剛構造橋長期撓度分析

在某大跨度連續鋼構造橋的建設工程中，該橋梁為三跨橋，跨徑分別為150m、270m、150m，橋面寬為32m。該橋梁的上部與下部均建設有單獨橋，單獨橋的面寬16m。為了解該橋梁的撓度，筆者對橋梁數據變化進行分析，結果發現，經過時間推移，橋梁下撓達到23cm。但是，與另一相同結構的預應力混凝土連續剛構橋的下撓相比（橋梁跨徑245m，下撓30cm），該橋梁的下撓力度并不大。實際上，縱觀我國各個大跨度連續鋼構造橋，可以發現，橋梁撓度提升的現象屢見不鮮。橋梁下撓，影響了行車的平穩，增大了行車的危險性。

2.1 對長期撓度的方法分析

在運營條件下，橋梁結構應力較小，與混凝土線性俆 變的理論相符，而多次施加應力時，所出現的應變與疊加原理相符。可由以下方面對橋梁俆 變展開探討：其一，橋梁主要構造已經完工，二期恒載未開始，對該階段的間隙時間進行剖析；其二，二期恒載已經完工，對通車的長期 俆變撓度并未測算；其三，利用橋梁長期撓度的預測值，剖析主橋上下結構俆 變前彼此的關系[3]。

2.2 分析計算

為掌握橋梁俆 變和時間的關系，文章選擇了ANSYS 程序與三維有限元分析。對于二次開發，應利用程序特性進行，將新規內的混凝土俆 變公式引入其中，因混凝土降溫與收縮方式等同，可以此思考兩者間關系。在ANSYS 程序中，可選擇方式較多，文章選擇了初始應變法，將混凝土與預應力筋沿橋梁縱向劃分為多個單元，保障預應力筋與混凝土同時發揮作用，對于力筋的應力不同，可在各單元中選擇不同實數模仿，模擬應力消耗帶來的影響。

在該鋼構造橋工程建設中，第一階段主體結構已經建成，二期恒載俆 變還未施行，展示了：一期恒載作用下，隨著時間的推移，橋梁俆 變變形逐漸出現上撓，俆變與時間呈正比例關系，因此，為降低俆 編變形，應盡可能推遲二期恒載工程建設。然而，現實中的工期較短，混凝土一旦達到強度需求，二期恒載工程會馬上開始，假定二期恒載的動工時間為40 天。

在完成第一階段的主體結構之后，不應該馬上開始施工第二階段，以免增加橋梁繞度。若上階段竣工至下階段動工間間隔40 天，以此對橋梁俆 變進行計算，得出結果顯示：俆 變下撓力度不斷增大，且與時間推移成正比關系。 俆變想要達到平穩，若沒有任何外力作用，需要1800 天。

在新要求中，長期撓度涵蓋了預測需要觀察多個方面，尤其是準永久值的影響。依照40 天的一期竣工與二期施工的間隔時間，竣工后橋梁工程可直接通車，以此分析得出：在第三階段，俆變回出現下撓現象，間隔時間越長，則下撓值增大，與第二階段相比，第三階段的計算值增大，與實測值類似。

2.3 理論分析

通過對比三個階段的實際結果與理論結果，我們發現第二階段的繞度實際值跟理論值相差有40%，這是非常大的。再吧準永久值造成的影響考慮進去之后發現，第三階段撓度值的理論結果與實際結果相差減小，約22%。

在第二階段，若預應力水平相差較小，后期俆 變撓度也相對較小。第三階段，若預應力水平相差較大，后期俆 變撓度也會增大。對此，降低預應力差值，能夠有效控制后期俆 變，因此，在鋼結構橋施工設計時，應將預應力的差值、后續撓度影響等考慮其中，保障橋梁的安全性與壽命[4]。

然而，經過幾年時間，第三階段的預測撓度值與實際結果間的誤差逐漸顯現，因為，橋梁不僅要承受恒載，還要承受循環荷載。對此，想要全面掌握該橋梁的俆變，應根據第三階段所得數據，將混凝土變化考慮其中，探討預應力混凝土連續鋼結構橋的長期性，探討其的后期疲勞性能，全面掌握橋梁工作期間的狀態變化，有效降低應變撓度，成為關鍵。

3 大跨度連續剛構造橋的施工控制措施

為提高連續鋼構造橋的施工控制，文章探討了鋼構造橋的施工流程、預應力施工技術。

3.1 施工流程

本工程可直接選用懸臂澆筑法，施工具體流程如下： 其一，在橋墩位置，提前設置支架，為后續工程提供支撐。在支架上，以混凝土澆筑梁段，為拼裝掛籃奠定基礎。其二，在掛籃拼裝時，工作人員應以懸臂澆筑方式利用混凝土澆筑梁段，有效控制該階段的施工質量。其三，因邊孔與梁段相鄰，梁段可直接澆筑于支架。在梁段澆筑中，應保障每個梁段的間距在3-4m，并保障梁段強度與設計相符，方可進行后續施工。其四，以懸臂澆筑進行施工，依照規范的施工流程展開施工，保障施工速度與質量。

3.2 預應力施工技術

在本次橋梁施工中，為達到縱向預應力的需求，選擇錨具型號為OVM15-7；為滿足豎向預應力，選擇錨具型號為YGM。

首先，預應力管道埋設時，選擇70mm 內徑的波紋管作為縱向預應力，埋設偏差控制在5mm 以下，保障波紋管所處位置的準確性。同時，在對鋼筋進行定位時，可在箱梁的曲線0.5m、直線1m 處設置“井”字結構，此為波紋管所在位置。

其次，壓漿嘴、排氣孔的科學設置。在橋梁施工中，進漿渠道即為壓漿嘴，應將其設置在與底部臨近的兩個管道間；排氣孔應以硬塑管為材料，設置在頂部錨板的臨近位置，保障兩者作用的高效發揮，有效控制施工質量。

再次，鋼絞線的張拉。選擇4 臺性能良好的千斤頂，在預應力張拉時，可直接利用千斤頂提供幫助，簡化工作難度。在鋼絞線的張拉中，工作人員應對初應力及時調整，將張拉應力控制在15%，分段張拉，對鋼絞線的伸長量進行詳細記錄，通過將記錄的伸長量和理論伸長量進行對比，保障鋼絞線張拉效果達標。之后，施工人員可進行錨固。

最后，壓漿作業，施工前清理管道雜物，配置水泥漿時，遵循試驗規定，保障壓力低于40Mpa，由壓漿孔將泥漿壓入，保障其符合施工需求。后展開割束作業，利用砂輪切割機展開施工，保障外漏長度低于3cm。最后，對錨口進行清潔，清洗干凈后可進行鑿毛處理，并根據工程設計對鋼筋進行設置，形成鋼筋網片后，可進行封錨工作。

3.3 施工控制

在橋梁施工中，不僅要重視施工技術控制，還要對橋梁結構的內部應力進行監測，若結構荷載發生變化，必然導致橋梁內力發生變化。對此，積極利用計算機，對結構內力實時監控，掌握其的變化情況。同時，還要對施工溫度進行控制，溫度直接影響著橋梁撓度，而溫度變化主要表現在季節變化與日照變化。對此，實時測量溫度差，掌握溫度對橋梁的影響，有效控制溫度，降低其對工程撓度的影響。

4 總結

總而言之，在大跨度連續鋼構造橋建設中，全面分析長期撓度，加強施工控制，能夠有效提高橋梁質量。上文探討了連續剛構造橋的長期撓度展開分析，并對橋梁施工的控制展開探討，工程質量與壽命得到保障，推動了該種橋梁結構的廣泛應用。