多跨簡(jiǎn)支連續(xù)分布式箱梁橋合理施工工序研究

韓合軒

(河南省公路工程局集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450052)

1 研究背景

目前對(duì)于先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系施工工序因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件而更改設(shè)計(jì)施工圖，由于對(duì)先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的后連續(xù)施工工藝缺乏力學(xué)特性分析[1-3]，因而不可避免的出現(xiàn)設(shè)計(jì)圖的頻繁變更，給工程建設(shè)帶來(lái)了很多不必要的麻煩，嚴(yán)重的影響工期，造成工程上的浪費(fèi)。現(xiàn)將對(duì)幾種可能的工序逐一進(jìn)行分析，詳細(xì)研究各種施工工序下先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特性。利用虛擬層合單元法對(duì)不同的后連續(xù)端部的澆筑及后連續(xù)預(yù)應(yīng)力的張拉進(jìn)行數(shù)值模擬研究，分析不同工序下關(guān)鍵點(diǎn)的位移變化情況，從中選取結(jié)構(gòu)最為合理的情況作為最優(yōu)的端部澆筑和預(yù)應(yīng)力張拉順序。

2 施工工序

在進(jìn)行工序優(yōu)化時(shí)，主要考慮不同的施工工序下各跨的跨中撓度變化情況。本文以一座五跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力箱梁橋?yàn)楸尘埃咽┕すr分為六種施工工序，施工工序簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

1)簡(jiǎn)支梁架設(shè)完畢后，端部材料一起澆筑，由一端部開(kāi)始一次向另一端部逐漸張拉后連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋;2)簡(jiǎn)支梁架設(shè)完畢后，端部材料一次性澆筑，采用隔跨張拉預(yù)應(yīng)力筋，即先張拉1，3號(hào)端部，再?gòu)埨?，4號(hào)端部;3)簡(jiǎn)支梁架設(shè)完畢后，端部材料一次性澆筑完畢后，對(duì)稱張拉預(yù)應(yīng)力筋，即先張拉1，4號(hào)端部，再?gòu)埨?，3號(hào)端部;4)澆筑一個(gè)端部后，當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力筋，而后澆筑第二個(gè)端部，張拉第二個(gè)端部預(yù)應(yīng)力筋，以此類推;5)隔端澆筑、隔端張拉，即先澆筑1，3號(hào)連續(xù)端，張拉預(yù)應(yīng)力筋，后澆筑2，4號(hào)連續(xù)端部，張拉預(yù)應(yīng)力筋;6)對(duì)稱澆筑，對(duì)稱張拉，即先澆筑1，4號(hào)端部，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，張拉預(yù)應(yīng)力筋，而后澆筑2，3號(hào)端部，張拉預(yù)應(yīng)力筋。

圖1 施工工序簡(jiǎn)圖

3 施工工序分析

3.1 一次澆筑依次張拉

對(duì)于一次澆筑依次張拉先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁橋，各跨跨中撓度值變化曲線圖見(jiàn)圖2，根據(jù)圖2的曲線分析可以得出，四個(gè)端部依次澆筑、第一個(gè)后連續(xù)端預(yù)應(yīng)力張拉與后面3個(gè)預(yù)應(yīng)力張拉對(duì)于本跨影響均為3 mm左右，但是對(duì)下一跨影響比后面幾跨影響要大，在3個(gè)中跨，跨中撓度差別可達(dá)到30%左右，可見(jiàn)施工工序?qū)Τ蓸蚝蟮恼w效果有著較大的影響。

圖2 張拉工序1各工況下各跨中撓度

3.2 一次澆筑隔端張拉

在計(jì)算各跨中撓度計(jì)算結(jié)果時(shí)，不考慮后連續(xù)預(yù)應(yīng)力之間的耦合作用，因此只分析1號(hào)和3號(hào)端部預(yù)應(yīng)力張拉的情況。從圖3可以看出1號(hào)和3號(hào)預(yù)應(yīng)力張拉對(duì)第5跨影響最小，同樣2號(hào)和4號(hào)端部預(yù)應(yīng)力張拉對(duì)1跨的影響也很小，但最終的結(jié)構(gòu)撓度與工序1相比差別很小。

圖3 張拉工序2各工況下各跨中撓度

3.3 一次澆筑對(duì)稱張拉

對(duì)該施工工序，只要考慮兩種情況，即在5跨連續(xù)時(shí)候的后連續(xù)預(yù)應(yīng)力張拉，從圖4可以看出在對(duì)稱跨中的撓度基本接近，中跨影響最小，當(dāng)全部張拉結(jié)束，端部影響不一致。

圖4 張拉工序3各工況下各跨中撓度

3.4 依次澆筑依次張拉

本張拉工序與工序1接近，但是最終撓度值比工序1小約30%。這與后張拉順序有關(guān)，見(jiàn)圖5。

3.5 隔段澆筑隔段張拉

按照工序5進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉各跨跨中撓度最終值與工序1，2，3的最終值相比，各跨撓度分布極不均勻，且最大值明顯偏大，達(dá)到30%左右，見(jiàn)圖6。

圖5 張拉工序4各工況下各跨中撓度

圖6 張拉工序5各工況下各跨中撓度

3.6 對(duì)稱澆筑對(duì)稱張拉

圖7是按照工序6進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉的結(jié)構(gòu)撓度結(jié)果曲線圖。對(duì)于各跨的跨中撓度最終反應(yīng)值與工序1，2，3的結(jié)果相比，各跨分布極不均勻，而與工序4，5相比相差不大。

圖7 張拉工序6各工況下各跨中撓度

4 結(jié)語(yǔ)

1)綜合考查工序1，2，3，對(duì)于一次澆筑端部的情況，在僅考慮結(jié)構(gòu)撓度合理性的時(shí)候，后連續(xù)預(yù)應(yīng)力的張拉順序可根據(jù)施工方便自由選擇。2)在工序4，5，6中均包含兩跨單獨(dú)進(jìn)行張拉的情況，與一次澆筑結(jié)構(gòu)相比，相當(dāng)于減小張拉的約束，表現(xiàn)為各跨的跨中撓度增大。結(jié)構(gòu)的撓度變化有著“隔跨影響很小”或“隔端影響很小”的規(guī)律，隔段張拉在施工組織上容易進(jìn)行且互不干擾。綜合考慮施工效果后，認(rèn)為一次澆筑各個(gè)端部比較合理。

[1] 劉翠紅.連續(xù)梁橋先簡(jiǎn)支后連續(xù)主梁結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換施工[J].山西建筑，2007，33(6):322-323.

[2] 王洪超.先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋體系的施工工序優(yōu)化[J].巖土工程界，2006(8):53-56.

[3] 成 剛.先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋體系轉(zhuǎn)換最優(yōu)化工序的研究[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2007(1):22-29.