預應力混凝土連續梁橋臨時固結鈍化對施工預拱度的影響

(廣州大學 廣東 廣州 510006)

一、工程概況

本文以某三跨預應力混凝土連續梁橋為背景，其中橋跨組合為54.5m+95m+54.5m，主橋長192m。橋面總寬17m。主橋上部結構采用單箱雙室截面的三向預應力混凝土結構，采用掛籃懸臂澆注法施工，混凝土標號為C55，縱橫向預應力束為低松弛270級鋼絞線。下部結構的橋墩采用兩根直徑3.0m的柱形墩。基礎采用直徑為Φ2000的6根鉆孔灌注樁，樁頂與承臺固結形成群樁基礎。橋梁設計荷載為城—A。大橋總體布置圖，如圖1所示。

圖1 大橋總體布置圖(單位：cm)

(一)設置預拱度的目的

橋梁建設時設置預拱度是為了抵消梁體在荷載作用下產生的下撓，在箱梁施工時預先設置一個撓度反向值即為施工預拱度值。以前往往憑借經驗設置，若設置過大，則會增加鋪裝層厚度；若設置過小，則無法抵消梁體的下撓，達不到設計線型。隨著計算機的發展，目前已有許多軟件能計算出相對合適的預拱度值，我們可以根據施工實際情況和現場識別的設計參數對預拱度進行調整，以保證橋梁順利合攏，最終線形符合設計要求。

(二)結構計算模型

采用MIDAS/civil 2017橋梁專用分析軟件對大橋上部結構建立計算模型，全橋根據施工順序共劃分為68個單元，107個節點。該橋的計算模型圖，如圖2所示。

根據混凝土容重、強度和彈性模量等實測參數進行仿真計算，并結合施工工藝和工序，掛籃的結構形式和臨時施工荷載等數據，計算各個施工階段的撓度和預拱度，為施工監控提供理論值[1]。由此，進行偏差分析，以保證合攏精度和體系轉換后結構安全。

圖2 計算模型圖

二、臨時固結的作用

由于連續梁橋在施工時的受力特點與成橋后有很大差異，且箱梁隨著時間不斷向外延伸，使得施工時的受力比成橋后更復雜。設計時一般對施工過程中的受力很難考慮周全，懸臂施工時需要對縱向的位移進行限制和抵抗不平衡力，所以在0號塊進行臨時固結，等到體系轉換后在進行拆除，以保證施工的安全和結構的穩定[2]。

(一)臨時固結鈍化對施工預拱度的影響

連續梁橋施工過程中包含了一次體系轉換過程，去掉臨時固結，使箱梁與橋墩由剛接變成鉸接，在進行模型計算時就需要臨時固結進行鈍化。臨時固結是否鈍化，將會對施工預拱度的計算產生影響。將臨時固結進行鈍化，預拱度的計算結果如圖3所示。

圖3 臨時固結鈍化對施工預拱度的影響圖(單位：mm)

由圖3可知，臨時固結不鈍化，將對施工預拱度計算產生較大的偏差，最大偏差在中跨10#截面最大，達到30mm，這將對成橋后的線型產生很大影響。

三、施工控制結果

圖4 最終成橋線型對比圖(單位：m)

經過模擬計算，并在施工過程中加入表1的預拱度值，最終大橋順利合攏，各施工階段按照預期目標順利的完成，合攏誤差、主梁成橋線性滿足《公路橋涵施工技術規范》(JTG/T F50—2011)中規定的±L/5000(即：±0.019 m)范圍之內[3]。最終成橋線型對比圖，如圖4所示。大橋臨時固結鈍化后得到的預拱度值見表1。

表1 大橋預拱度表 (單位：cm)

四、結論

本文借助于橋梁專業軟件Midas Civil 2017進行仿真分析，分析臨時固結的鈍化與否對施工預拱度的設置的影響，發現當臨時固結未鈍化時，施工預拱度較鈍化時大很多，所以模型計算時應認真檢查臨時固結是否鈍化。