簡支變連續后連續端部澆筑與張拉順序研究

余錢華，楊建

（長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙 410004）

簡支變連續后連續端部澆筑與張拉順序研究

余錢華，楊建

（長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙 410004）

在簡支變連續的體系轉換過程中，不同施工工藝與施工順序的改變對主梁的應力重分布影響不同，尤其是連續后端部砼的澆筑與連續預應力鋼束的張拉順序，既要能滿足施工要求、人力及各設備資源的合理利用，又要使結構體系中關鍵部位的應力及位移變化較均勻，對于后端連續部分砼澆筑與張拉順序應引起重視。文中就該問題進行建模仿真分析，通過不同工序下主梁撓度應力的比較分析，得出隔端澆筑、隔端張拉為最優施工順序。

橋梁；先簡支后連續；應力重分布；仿真分析

為滿足施工要求、人力資源的合理利用和結構體系轉換過程中受力較均勻，必須采用合理的后連續端部砼澆筑與張拉順利。不同的澆筑、張拉順序勢必會引起臨時支座應力發生重分布，同時后連續端部的預應力的作用既要保證永久支座產生一定的壓力，又要抵抗二期恒載和活載產生的壓應力，避免連續端部產生裂縫開裂。該文就不同后連續端部砼澆筑與張拉順序對成橋內力的影響進行分析。

1　工程概況

湘西某二級公路上一大橋的引橋為5×25m預應力砼先簡支后連續結構T梁橋，全線采用雙向兩車道二級公路標準，橋寬9m，設計汽車荷載等級為公路-Ⅱ級，設計速度40km/h。圖1為橋梁立面圖，圖2為T梁截面尺寸圖。

圖1　5×25m先簡支后連續結構T梁橋立面圖（單位：mm）

圖2　T梁結構尺寸圖（單位：mm）

砼重力密度γ=26.0kN/m3，彈性模量Ec= 3.45×104MPa；預應力鋼筋的彈性模量Ep=1.95 ×105MPa，松弛率ρ=0.035，松弛系數ζ=0.3；錨具變形、鋼筋回縮按6mm（一端）計算；塑料波紋管摩阻系數μ=0.2，管道偏差系數k=0.0015。

2　結構施工工序分析

2.1建立模型

采用MIDAS/Civil軟件進行梁桿單元建模，采用梁單元模擬，采用梁格法將全橋劃分為300個節點、425個單元。主梁截面采用實際的，由4片T梁組成，不考慮普通鋼筋的影響。不考慮橋墩的作用，所有約束都在主梁上，邊墩與橋臺的位置處均采用單向滑動支座約束主梁。圖1為全橋模型。

圖3　全橋模型

將后端部濕接縫澆筑與負彎矩張拉分為3種工序，分析3種工序對成橋內力的影響：工序一為依次澆筑、張拉，即簡支梁架設完畢后，后端部濕接縫一次澆筑完，由一端依次向另一端進行負彎矩預應力筋張拉；工序二為隔端澆筑、隔端張拉，即先澆筑1#和3#后端部濕接縫并進行連續預應力筋張拉，再對2#和4#后端部濕接縫澆筑砼，張拉負彎矩預應力筋；工序三為對稱澆筑、對稱張拉，即先澆筑1#和4#后連續端部砼，張拉連續段預應力筋，最后澆筑2#和3#后端部濕接縫，當砼達到一定強度后進行預應力筋張拉。

2.2計算結果分析

分析所采用的數據均為成橋狀態內力值，考慮的荷載組合=恒荷載+預應力鋼束+砼收縮徐變。

表1為各工序下各主梁截面L/4、L/2、3L/4的內力數據。從表1可以看出：

（1）工序二隔端澆筑、隔端張拉施工方法的成橋彎矩內力總體比工序一整體澆筑并依次張拉施工工序的小，跨中彎矩內力差值比邊跨和次邊跨彎矩內力小，次邊跨彎矩最大差值率達6%，邊跨內力最大差值率也有3%，跨中只有1%。說明工序二施工方法對主橋產生的內力影響比工序一施工方法的小。工序二與工序三相比，第一、三、五跨跨中彎矩相差不大，第二跨工序二下的跨中彎矩整體比工序三下的大7.4%左右，第三跨與第四跨工序三下的跨中彎矩比工序二下的大4.9%和6.3%，說明兩種施工工序對主梁彎矩的影響相當。

表1　各工序下各截面的內力對比

續表1

（2）支墩部位的彎矩內力值之差比主梁內力差值大，最大達10%，最小1%。設為滑動支座的支墩部位彎矩值比固定支座大，越遠離固定支座彎矩值差異越大。按（最大值-最小值）/平均值比較3種工序下支墩處內力值離散程度，工序一下，（最大值-最小值）/平均值=（3378.82-2674.13）/ 3011.19=0.23；工序二下，（最大值-最小值）/平均值=（3720.72-2670.88）/3212.85=0.33；工序三下，（最大值-最小值）/平均值=（3748.97-2117.05）/3161.17=0.52。工序三下成橋支墩內力變化最大。

（3）剪力值方面，各主梁跨中差異較大，越靠近橋墩差異越小，這是由于主梁跨中量值較小，受到微小的剪力作用就會造成較大的差異。工序二中兩邊跨跨中與中跨跨中的剪力值比工序一、三的小，次邊跨跨中剪力值3種工序差異不大，除工序三跨中剪力值較大外，其他可忽略。總體來說，工序二對橋梁的剪力影響相對較小。

3　結論

影響各不相同，其整體連續效果也不盡相同，隔端澆筑、隔端張拉工序與對稱澆筑、對稱張拉工序的內力值差別不大，整體比依次澆筑、張拉施工工序的內力值小，前兩種工序的效果更好。

（2）從橋墩支點處內力值的離散程度來看，隔端澆筑、隔端張拉工序所引起的橋墩支點處的內力變化程度比對稱澆筑、對稱張拉工序的小，更有利于成橋后運營。

（3）從剪力值比較，隔端澆筑、隔端張拉工序比其他兩種工序更有利于成橋后運營，而且隔端澆筑、隔端張拉與對稱澆筑、對稱張拉的施工速度比依次澆筑、張拉施工工序快。因此，建議多跨先簡支后結構連續橋梁體系后連續端部施工采用隔端澆筑、隔端張拉的方法。

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（1）不同的后連續端部施工順序對主梁內力的

U445.1

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2016-02-29