多跨简支连续分布式箱梁桥合理施工工序研究

韩合轩

(河南省公路工程局集团有限公司，河南 郑州 450052)

1 研究背景

目前对于先简支后连续结构体系施工工序因现场实际条件而更改设计施工图，由于对先简支后连续结构体系的后连续施工工艺缺乏力学特性分析[1-3]，因而不可避免的出现设计图的频繁变更，给工程建设带来了很多不必要的麻烦，严重的影响工期，造成工程上的浪费。现将对几种可能的工序逐一进行分析，详细研究各种施工工序下先简支后连续结构体系的力学特性。利用虚拟层合单元法对不同的后连续端部的浇筑及后连续预应力的张拉进行数值模拟研究，分析不同工序下关键点的位移变化情况，从中选取结构最为合理的情况作为最优的端部浇筑和预应力张拉顺序。

2 施工工序

在进行工序优化时，主要考虑不同的施工工序下各跨的跨中挠度变化情况。本文以一座五跨一联预应力箱梁桥为背景，把施工工况分为六种施工工序，施工工序简图见图1。

1)简支梁架设完毕后，端部材料一起浇筑，由一端部开始一次向另一端部逐渐张拉后连续预应力筋;2)简支梁架设完毕后，端部材料一次性浇筑，采用隔跨张拉预应力筋，即先张拉1，3号端部，再张拉2，4号端部;3)简支梁架设完毕后，端部材料一次性浇筑完毕后，对称张拉预应力筋，即先张拉1，4号端部，再张拉2，3号端部;4)浇筑一个端部后，当混凝土达到规定强度后张拉预应力筋，而后浇筑第二个端部，张拉第二个端部预应力筋，以此类推;5)隔端浇筑、隔端张拉，即先浇筑1，3号连续端，张拉预应力筋，后浇筑2，4号连续端部，张拉预应力筋;6)对称浇筑，对称张拉，即先浇筑1，4号端部，当混凝土达到设计强度，张拉预应力筋，而后浇筑2，3号端部，张拉预应力筋。

图1 施工工序简图

3 施工工序分析

3.1 一次浇筑依次张拉

对于一次浇筑依次张拉先简支后连续箱梁桥，各跨跨中挠度值变化曲线图见图2，根据图2的曲线分析可以得出，四个端部依次浇筑、第一个后连续端预应力张拉与后面3个预应力张拉对于本跨影响均为3 mm左右，但是对下一跨影响比后面几跨影响要大，在3个中跨，跨中挠度差别可达到30%左右，可见施工工序对成桥后的整体效果有着较大的影响。

图2 张拉工序1各工况下各跨中挠度

3.2 一次浇筑隔端张拉

在计算各跨中挠度计算结果时，不考虑后连续预应力之间的耦合作用，因此只分析1号和3号端部预应力张拉的情况。从图3可以看出1号和3号预应力张拉对第5跨影响最小，同样2号和4号端部预应力张拉对1跨的影响也很小，但最终的结构挠度与工序1相比差别很小。

图3 张拉工序2各工况下各跨中挠度

3.3 一次浇筑对称张拉

对该施工工序，只要考虑两种情况，即在5跨连续时候的后连续预应力张拉，从图4可以看出在对称跨中的挠度基本接近，中跨影响最小，当全部张拉结束，端部影响不一致。

图4 张拉工序3各工况下各跨中挠度

3.4 依次浇筑依次张拉

本张拉工序与工序1接近，但是最终挠度值比工序1小约30%。这与后张拉顺序有关，见图5。

3.5 隔段浇筑隔段张拉

按照工序5进行预应力张拉各跨跨中挠度最终值与工序1，2，3的最终值相比，各跨挠度分布极不均匀，且最大值明显偏大，达到30%左右，见图6。

图5 张拉工序4各工况下各跨中挠度

图6 张拉工序5各工况下各跨中挠度

3.6 对称浇筑对称张拉

图7是按照工序6进行预应力张拉的结构挠度结果曲线图。对于各跨的跨中挠度最终反应值与工序1，2，3的结果相比，各跨分布极不均匀，而与工序4，5相比相差不大。

图7 张拉工序6各工况下各跨中挠度

4 结语

1)综合考查工序1，2，3，对于一次浇筑端部的情况，在仅考虑结构挠度合理性的时候，后连续预应力的张拉顺序可根据施工方便自由选择。2)在工序4，5，6中均包含两跨单独进行张拉的情况，与一次浇筑结构相比，相当于减小张拉的约束，表现为各跨的跨中挠度增大。结构的挠度变化有着“隔跨影响很小”或“隔端影响很小”的规律，隔段张拉在施工组织上容易进行且互不干扰。综合考虑施工效果后，认为一次浇筑各个端部比较合理。

[1] 刘翠红.连续梁桥先简支后连续主梁结构体系转换施工[J].山西建筑，2007，33(6):322-323.

[2] 王洪超.先简支后连续梁桥体系的施工工序优化[J].岩土工程界，2006(8):53-56.

[3] 成 刚.先简支后连续梁桥体系转换最优化工序的研究[J].交通科技与经济，2007(1):22-29.