連續剛構橋在非設計合龍溫度下合龍對策的研究

【摘 要】以一座三跨預應力混凝土連續剛構橋為背景，分析了主梁在非設計合龍溫度合龍時的施工原理及采取的施工對策，提出在高溫合龍時采取預施加反頂力的施工對策，通過計算分析和實踐表明該措施是有效的。

【關鍵詞】連續剛構橋；合龍；施工對策

置于自然環境中的橋梁結構，長期經受自然界氣溫的變化和日輻射等劇烈作用，會使結構產生較大的內力。對于預應力混凝土連續剛構橋來說，從施工到成橋階段要經歷一個復雜的體系轉換過程，結構由原來的靜定結構體系轉換成超靜定結構體系，溫度變化必然會在結構內產生次內力。因此對橋梁結構的體系轉換溫度必須進行嚴格控制，避免成橋后主梁發生破壞。但是，預應力混凝土剛構橋常常由于施工進度和天氣條件等原因使主梁不能在設計合龍溫度下進行合龍。為了不影響工期，必須在非設計合龍溫度下進行合龍。在非設計溫度下合龍必須采取相應的措施使得主梁合龍后的內力以及變形和在設計溫度下合龍的情況一致。

1、合龍原理及對策

采用懸臂澆筑的預應力混凝土連續剛構橋，如果是在設計合龍溫度下合龍，那么成橋后結構的線形和內力狀態就和設計一致，達到理想狀態。假如合龍溫度過高，主梁懸臂端會產生較大的變形，如不采取措施而強制進行合龍，則成橋后結構的實際狀態會脫離理想狀態，嚴重時可能會導致主梁破壞。因此，對于高溫合龍的情況，可采用消除墩頂水平位移的方法來控制。在成橋狀態下，計算各墩頂由實際合龍溫度下降到設計合龍溫度的水平位移，并換算成頂推力，通過外力（千斤頂等）使墩頂產生與合龍溫差引起的水平位移值相等的反向位移。下面就以一座連續剛構橋為例，在高溫合龍時的對策進行具體的闡述。

2、實例

某三跨預應力混凝土連續剛構橋，橋跨布置為：82+150+82m。墩身采用雙薄壁柔性墩，鉆孔灌注樁基礎。橋寬2×19.45m，左右幅分離。箱梁為單箱單室截面，箱梁頂寬19.45m，底寬9.15m，墩頂處梁高10m，梁端及跨中梁高3.5m。箱梁梁高按1.6次拋物線變化，箱頂面設置2%單向橫坡，箱梁底面平置。箱梁設縱、橫、豎三向預應力體系。箱梁采用掛籃懸臂澆筑施工，0號塊長10m，箱梁單“T”懸澆劃分為19對梁段，從根部至跨中箱梁縱向分段長度為：7×3.0+12×4.0m，邊、中跨合龍段長均為2m。該橋設計合龍溫度為15℃。由于施工進度的提前，致使合龍期月平均最低溫度為25℃。很難達到設計合龍溫度，主梁在合龍時溫度控制在25℃，比原設計溫度高了10℃。通過計算，主橋在成橋狀態下降溫10℃各點水平位移如表1。

表1 主橋成橋狀態下降溫10℃

各點水平位移 mm

位 置左支座第一個T構墩頂中心第二個T構墩頂中心右支座

水平

位移2618-18-26

注：位移向左為負，向右為正

主橋合龍順序為先邊跨合龍，然后中跨合龍。在25℃合龍時，首先使左支座向向左預偏26mm的水平位移，右支座向右預偏26mm的水平位移，臨時固結兩邊支座，然后澆筑邊跨現澆段并同時合龍兩個邊跨。中跨合龍時要預先使第一個T構墩頂中心向左產生18mm的水平位移，使第二個T構墩頂中心向右產生18mm的水平位移。通過計算，在合龍段梁端形心處采用千斤頂施加3156.7kN時，墩頂產生相應的水平位移。所以合龍時預先向兩邊頂推，鎖定合龍勁性骨架，澆筑合龍段。合龍完成后，解除兩端支座的臨時固結，完成整個橋梁的體系轉換。

3、結語

預應力混凝土連續剛構橋由于施工進度及氣候條件的限制，需要在非設計合龍溫度下合龍。為了不影響施工進度，在非設計溫度下合龍時需要采取相應的措施，即使兩邊支座及T構墩頂中心預先產生一定的位移，從而成橋后使結構能夠滿足設計要求。實踐證明，這種方法是可行的、經濟的。

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