淺析控制大跨連續剛構橋梁過度下撓的技術措施

藍煜毅+王年福

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，橋梁建設也取得良好的發展，為大跨徑預應力連續剛構橋的發展提供了有利條件，連續梁橋包括多種類型，預應力混凝土連續鋼構橋是其中的一種類型，剛構橋可通過高墩柔度，促使結構因徐變、收縮、溫度變化，從而產生位移。剛構橋具備結構剛度適宜、養護簡單、抗震能力好、行車舒適、變形小等特征，應用效果較好。本文主要分析大跨連續鋼構橋梁過度下撓的控制方法，探討應對方式。

關鍵詞：連續鋼構橋梁 過度下撓 技術措施

從目前的橋梁建設橋型上看，大跨度預應力混凝土連續鋼結構屬于常用橋型，在交通建設事業中具有重要意義。從這類橋梁的使用情況上看，或多或少都存在跨中下撓過大的情況，這種現象的產生對橋梁行車舒適度具有一定影響，嚴重情況下，甚至會誘發安全隱患。通過研究大跨連續剛構橋梁過度下撓問題，有利于將現階段橋梁存在的問題盡早解決，且能夠為未來橋梁建設提供依據。預應力混凝土連續剛構橋是上部為墩梁、橋梁間采用固結的一種橋梁體系，該橋梁體系的應用能夠促使橋墩柔性作用充分發揮，對橋梁縱向變形起到分擔功能，該體系在大跨度高橋墩連續梁橋中非常適用。從連續鋼構橋結構上看，大多屬于次超靜定體系，橋梁內力會受到墩臺不均勻、徐變、混凝土收縮等因素的影響，不過這種橋梁也具有很多優勢，例如橋型簡潔、結構受力合理、抗扭轉力良好、抗震性能佳、整體性好等。按照構造的不同，可將其分為跨中設鉸、主跨跨中連續兩種類型。就這類橋梁梁墩固節點而言，大多選取于大跨度橋墩鏈接點部位，橋梁墩身設置非常高。近幾年，在橋梁施工中，連續鋼構橋梁的應用較多。

1.大跨連續鋼構橋梁的特征

同其他橋梁類型相比，連續梁橋具有較多的優勢，梁體、連續鋼構橋與基礎會形成一個整體，并且能夠共同受力，促使橋梁整體性增強。橋墩高度、墩身等因素會對橋梁整體受力狀況產生一定影響，因此，在設計連續鋼構橋時，調節空間會更大，可將連續梁、T形鋼構的優勢充分展現出來。從連續鋼構橋梁的特點上看，主要表現在以下幾個方面：

（1）連續剛構橋梁體、主墩間的結構形式一般為墩梁固結形式，橋墩固結后，需要一定柔度對水平位移進行分擔，為此，若橋梁結構墩身高、跨徑大，則需選用連續鋼構形式。

（2）就受力情況而言，墩梁固結不會對連續梁受力性質產生太大影響，且會對上部受力起到分擔作用，減小梁體所受彎矩。橋墩柔性可以使框架結構性質得以保持，還能夠分擔因溫度變化、徐變、收縮、水平力所誘發的水平位移，促使大跨度橋梁受力需求得以滿足，再加上橋墩擁有良好的柔度，有利于降低梁體所受彎矩。

（3）在剛構橋中，墩梁固結形式的應用為懸臂施工提供了有利條件，無需利用大型支座，可使養護成本得以節約，同時有利于將難以控制懸臂施工平衡的問題解決。

（4）若邊跨相對剛度大、橋墩偏矮，為了使上部結構位移需求得以滿足，必須對柔性基礎進行設置，或者將支座設置在墩頂。

（5）設置伸縮縫時，需選取橋梁兩側橋臺部位設置伸縮縫，另外，也可選取長橋鉸接部位進行設置，這種設置方式能夠使施工更加方便，確保橋梁平穩性，同時能夠確保橋梁伸縮性能。

（6）墩梁固結性質能夠有效增強順橋、橫橋的抗彎能力與抗扭能力。 連續剛構橋具有較多的優勢，它是一種非常先進的橋型，目前應用比較廣泛，不過這類橋型也存在一定的適應條件，在設計時，要充分考慮到橋墩柔度，在分孔少、橋墩高、跨徑大的橋梁中適用。

2.大跨連續鋼構橋梁過度下撓產生的影響因素與控制技術措施 在大跨連續鋼構橋梁中，最突出的問題表現就是梁體下撓過度，致使底板橫向裂紋、頂板橫向裂紋、腹板斜向裂紋的形成，通過相互影響，導致裂紋加劇，形成一種惡性循環。在這種狀態下，梁體會出現開裂現象，橋梁整體剛度會被削弱，對橋梁結構的耐久性、安全性會產生一定影響。

2.1 大跨連續鋼構橋梁過度下撓產生的影響因素

（1）受到收縮徐變的影響。最早認為，在成橋3個月內，混凝土收縮徐變變形發展速度會非?？欤居?年內完成，這種認知與已建成剛構橋現狀相較存在一定差異性。近幾年，人們對混凝土收縮徐變機理、特征有著更加深入的研究，通過研究了解到，收縮徐變過程需要較長的時間，在設計時，設計人員要將其長期性特征納入考慮范圍內。

（2）受到預應力度、本構特征的影響。如果連續剛構橋跨度超過160m，恒載作用比例超過90%，若跨度超過20Om，則恒載作用比例會超過95%。因梁體橫截面非常有限，導致可被配置預應力數量也受到了一定限制，也就是指預應力度有限。預應力效應無法使恒載彎曲效應處于平衡狀態，在處于成橋狀態過程中，梁體會獲取過大初始彎曲效應，為梁體下撓的形成提供了條件。

（3）受養護、混凝土密實度、配合比因素的影響

與混凝土強度增長相比，早期彈性模量增長速度相對較慢，然而連續鋼構橋施工工期并不長，節段混凝土澆筑工作完成后，一般養護3至5天后，就需施加預應力，盡管施加預應力在強度上能夠符合要求，但是會降低彈性模量，會增強收縮徐變變形。

如果混凝土水灰比例太大，則其微觀構造會變得更加疏松，增加徐變值，在施工期間，為了使長距離泵送施工與運輸工作變得更加方便，通常選用較大比例水灰，對大跨連續剛構橋梁的施工具有影響。除此之外，有效的養護可確保水泥水化程度，增加凝膠體密實度，在施工過程中，因高空作業難度較大，導致養護、振搗工作不充分，正因受到上述不利因素的影響，無法保證混凝土質量，在收縮徐變作用下，導致橋梁梁體下撓加劇。

2.2 控制大跨連續鋼構橋梁過度下撓的技術措施

（1）選用鋼混組合結構形式

橋梁梁體下撓的前提條件就是因恒載比例太大，導致成橋初始彎矩太大，為此，必須采取措施，促使結構自重降低。從輕質混凝土的使用情況上看，我國可以使用輕質骨料，不過其彈性模量要求難以滿足，如果從北美進口材料，則會增加橋梁整體造價。為了使經濟上、技術上均能夠滿足，可將結構體系作為突破點，采用鋼混組合結構，選取跨中部分長度，將以往的混凝土梁利用鋼箱梁代替，鋼箱梁具有輕質高強的特征，應用效果更好。在確定鋼箱梁長度時，要將降低實施難度、技術難度納入考慮范圍內，同時還需考慮造價因素。

（2）設計預應力配束

在實際的橋梁工程施工中，因梁體橫截面有限，導致可被配置預應力數量非常有限，無法滿足零彎矩需求。在工程設計階段，設計人員必須使這種理想狀態盡量達到，在布置主拉應力區域預應力束時，復線橋豎向預應力束在主拉應力相對較高梁段選用二次張拉的鋼絞線束，有利于使短束預應力損失減少。主拉應力、下彎束應力兩者的方向接近，為了能夠對主拉應力進行更好的控制，在布置過程中，需將梁高三分之二以上區域覆蓋，是有效作用區域得以擴大。

（3）體外索的控制手段

體外索控制手段由體外索的設置決定，體外索主動控制具有多種功能，其一，可使梁體預應力度增加，促使梁體受力得以優化；其二，鋼箱梁體系轉換完成后，可通過張拉體外索，對梁體下撓、內力進行主動控制；其三，梁體下撓達到一定程度之后，可通過體外索再次張拉，達到平衡的目的，對梁體過度下撓進行控制。

體外索主動控制的設計要求設計人員將設置目的明確，了解體外索作用，同時要綜合考慮到體內預應力與布置數量，對可調節型構造進行更換，根據實施順序，確定是否需要根據批次實施，明確張拉應力值與張拉時機。

3.結語

總之，大跨連續鋼構橋梁是現階段應用非常廣泛的一種橋型，在施工過程中，不僅需要施工單位進行合理的組織與施工，而且要確?；炷琉B護時間充足。施工人員要確?；炷了冶壤弦?，強化對混凝土的養護、振搗操作。在結構選擇上，可選用鋼混組合結構形式，促使預應力效應增加，將結構自重減輕，通過采取有效的措施，有利于對大跨連續鋼構橋梁過度下撓現象進行合理控制，保證橋梁施工質量。endprint