高墩連續剛構鐵路橋梁合龍頂推力計算研究

李滟浩　陳歡歡

摘要：為確定高墩鐵路連續剛構橋梁合龍時頂推力值，以貴州情久河鐵路橋為例，采用橋梁博士建立計算模型，通過計算得到頂推過程中關于線形、應力的理論值，將理論值與施工實測值進行比較研究，得出此類橋梁合龍頂推過程中頂推力引起線形、應力的變化規律，總結了頂推施工中應注意的問題。

關鍵詞：高墩；鐵路橋梁；連續剛構；頂推；合龍

0引言

由于長期荷載作用混凝土產生收縮徐變，主梁中跨產生指向跨中的次內力，邊跨收縮指向橋墩[1]，中跨由合龍前頂推預先在墩頂施加一水平推力使墩頂產生水平預偏量，從而抵消次內力及次內力給橋墩帶來的不平衡彎矩。頂推力的確定主要考慮混凝土在包括預應力在內的各種荷載長時間作用下的收縮徐變及合龍溫度的影響[2]。

1橋梁概況

情久河大橋主橋為預應力混凝土連續剛構橋。主橋跨徑布置為（52+96+52）m預應力混凝土連續剛構，全長201.4m(兩側梁端至邊支座中心各0.70m)，4#墩高98m，5#墩高96m，主梁根部高6.8m，跨中截面高3.6m，主墩為變截面空心墩，主梁采用懸臂施工方法對稱施工，先合龍中跨后現澆邊跨。

2理論計算

為分析模擬該橋施工過程以及后期運營，采用橋梁博士建立有限元模型，模型共包含125個單元，130個節點，模型中不考慮主梁內橫隔板的作用，僅將其重量以永久荷載形式施加在相應位置，其余按實際情況建模[3]。模型分別考慮3年、5年、10年[4]后主梁混凝土收縮徐變以及升降溫引起的墩頂位移，其中10年收縮徐變在4#、5#墩引起的位移分別為17.71mm、-16.24mm；升溫15℃引起的位移分別為-7.08mm、6.84mm。

在模型的最長懸臂梁端分別施加一對300kN、600kN和900kN水平作用力，得到4#墩、5#墩水平位移計算結果見表1。

3頂推力確定

該橋設計合龍溫度為15℃，在實際施工方案中，由于在凌晨低溫合龍，僅考慮成橋后10年收縮徐變值的影響，由表1可計算出，收縮徐變引起4#墩、5#墩產生的墩頂位移分別為17.71mm、-16.24mm。頂推過程中，由于焊接勁性骨架需要大約2小時，在此期間千斤頂會產生少量回油，通過討論，決定將實際合龍頂推力值定為600kN，比施工圖推薦的900kN小。

4實橋頂推

在中跨懸臂端部頂板及底板各預埋兩塊鋼板，焊接勁性骨架做臨時固結，箱梁四個倒角附近布置4個著力點，共安裝4套千斤頂。在懸臂端箱梁頂板勁性骨架預埋鋼板附近布置高程及頂開間距觀測點，全橋共布置4個，此外，在墩頂0#塊頂部分別布置1個觀測點。

該橋中跨合龍時間為凌晨5點，大氣溫度為12℃，箱梁內部溫度20℃，跨中采用沙袋配重。頂推中首先施加20%頂推力，持荷2~3min，檢查勁性骨架及預埋鋼板均無異常發生，再持續將頂推力逐步施加到100%。頂推完成后，觀測點距離及高程實測與理論值如表2所示。

頂推結束迅速完成測量，并焊接勁性骨架，張拉頂底板鋼束至50%設計值，拆除千斤頂，綁扎鋼筋后開始澆筑合龍段混凝土，隨著混凝土澆筑同步卸載跨中配重，其余工況按照常規施工完成跨中合龍。

頂推前后分別對主梁0#塊根部截面頂面和底面應力進行測量，與理論計算值比較，結果表明，頂推600kN后，0#塊根部應力變化極小，且無拉應力出現。

5結論

頂推施工的質量直接對橋梁的線形與受力產生較大影響，合龍前的施工是為抵消混凝土梁體后期運營過程的收縮徐變產生的次內力，同時也可以作為消除高溫合龍帶來的不利影響。情久河大橋合龍施工過程中，合龍溫度較低，因此頂推力主要考慮收縮徐變的影響，整個施工過程各測點觀測值與理論計算值吻合度較好，且整個施工過程中無異常情況發生。

參考文獻：

[1]何財基.大跨徑連續剛構橋合龍段頂推施工技術[J].鐵道建筑，2012(03):20-22.

[2]范立礎.預應力混凝土連續梁橋[M].北京:人民交通出版社, 1988.

[3]蔣國云.大跨徑連續剛構橋中跨頂推合龍施工技術[J].施工技術，2012,41(360):38-40.

[4]羅勛.連續剛構橋頂推合攏的計算分析及施工監控[J].廣東公路交通,2009(01):29-35.endprint