臨時(shí)固結(jié)解除順序?qū)χ髁簱隙扰c關(guān)鍵截面應(yīng)力的影響

郎強(qiáng)強(qiáng)

摘 要：當(dāng)變截面連續(xù)梁橋采用掛籃懸臂澆筑時(shí)，其合攏前后必經(jīng)體系轉(zhuǎn)換，即解除臨時(shí)固結(jié)。而在臨時(shí)固結(jié)拆除時(shí)，其主梁的應(yīng)力及位移都會(huì)發(fā)生變化。拆除臨時(shí)固結(jié)的順序不同，主梁成橋后的應(yīng)力和位移也會(huì)發(fā)生相應(yīng)不同的改變。

關(guān)鍵詞：懸臂澆筑連續(xù)梁橋；解除臨時(shí)固結(jié)；關(guān)鍵截面應(yīng)力；節(jié)點(diǎn)位移變化

中圖分類號(hào)：U441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）24-0169-02

1 工程概況

江綦路廣興互通連接線綦江橋是江綦高速公路廣興互通連接線跨綦江大橋，它位于廣興互通連接線上，跨越綦江航道。綦江橋主橋采用73+130+73 m的三跨連續(xù)梁，橋梁全長(zhǎng)350.575 m，橋梁全寬12.00 m，采用懸臂澆筑施工法，全分18個(gè)節(jié)段進(jìn)行澆筑。

2 臨時(shí)固結(jié)解除方案

2.1 臨時(shí)固結(jié)介紹

本橋主梁施工過(guò)程中，在主跨合龍前，主墩與主梁臨時(shí)固接；采用臨時(shí)墊塊承受壓力與普通鋼筋錨固承受彎矩產(chǎn)生的拉力。

2.2 解除臨時(shí)固結(jié)方案

①解除臨時(shí)固結(jié)方案1：待邊跨合龍后，主跨合龍前，割斷錨固鋼筋，將墩梁固接轉(zhuǎn)換為墩梁鉸支，再及時(shí)合龍主跨，成為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

②解除臨時(shí)固結(jié)方案2：張拉邊跨合攏段的預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后將中跨合攏段用鋼筋焊接，使兩中跨懸臂端鎖定在一起，然后割斷錨固鋼筋與臨時(shí)固結(jié)塊，再及時(shí)合攏主跨。

③解除臨時(shí)固結(jié)方案3：待中跨合攏段混凝土澆筑后，割斷錨固鋼筋、臨時(shí)固結(jié)塊進(jìn)行拆除，然后再進(jìn)行中跨合攏段的預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉。

臨時(shí)固結(jié)在有MIDAS CIVIL中的模擬示意圖，如圖1所示。

其中，彈性鏈接24-95、22-94，模擬的是支座兩邊的臨時(shí)固結(jié)塊，彈性鏈接的激活鈍化與其約束方向的剛度伴隨臨時(shí)固結(jié)的生成拆除變化。中間的23-95彈性鏈接模擬墩頂永久支座，在臨時(shí)固結(jié)拆除后作為墩梁的主要連接部分。

臨時(shí)固結(jié)解除前，因墩與主梁固結(jié)，所以綜合考慮臨時(shí)固結(jié)及墩的剛度對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)剛度的影響；臨時(shí)固結(jié)解除后，僅考慮主梁剛度及永久支座的剛度。

通過(guò)對(duì)三種不同臨時(shí)固結(jié)拆除時(shí)序的模型進(jìn)行有限元分析，我們得到其施加二期荷載后的模型分析結(jié)果，見(jiàn)表1。

2.2.1 主梁豎向撓度

通過(guò)三種時(shí)序的模型數(shù)據(jù)分析，方案二、三的豎向撓度一致，中跨撓度略大于方案一，邊跨撓度略小于方案一，但其差值不大，均在1 mm 以內(nèi)。說(shuō)明三種方案中，唯有方案一的線形豎向位移在固結(jié)拆除后突變略小，而且最終成橋撓度小。因此，從線形上說(shuō)無(wú)論方案一、還是方案二、方案三的臨時(shí)固結(jié)解除順序均對(duì)三跨連續(xù)梁的成橋線形無(wú)太大影響，但考慮到突變對(duì)主梁結(jié)構(gòu)剛度會(huì)產(chǎn)生一定的影響，且影響大小與撓度突變大小成正比例關(guān)系，故從線形變化對(duì)主梁剛度的影響上，采取方案一的解除順序?qū)θ珮騽偠刃Ч靡恍?/p>

2.2.2 主梁縱向位移

在用一般彈性連接模擬支座要輸入支座的各個(gè)自由度的實(shí)際剛度。經(jīng)查，在綦江河大橋的盆式橡膠支座，其縱向具有一定的抗推剛度能起到一定的限制縱向位移的作用。同時(shí)，擋塊與支座間的橡膠塊也一定抗推能力，所以，考慮主梁的縱向位移能了解到不同時(shí)序的臨時(shí)固結(jié)解除對(duì)成橋后擋塊的推力，對(duì)主梁結(jié)構(gòu)的安全分析更有全面的認(rèn)識(shí)。

從合攏段縱向位移表中，我們可以清晰的看到，中跨合攏段位置方案一的位移要率大于方案二、三，而在邊跨合攏段位置方案二、三的縱向位移要明顯大于方案一。

可見(jiàn)，三種方案的體系轉(zhuǎn)換順序?qū)Y(jié)構(gòu)的縱向位移以及主墩的推力大小還是有影響的。方案一，在中跨合攏前解除掉臨時(shí)固結(jié)，體系中跨合攏時(shí)將由靜定結(jié)構(gòu)變?yōu)槿纬o定，結(jié)構(gòu)此時(shí)成為一個(gè)整體，并無(wú)較大次內(nèi)力的產(chǎn)生，對(duì)結(jié)構(gòu)成橋后的縱向位移基本無(wú)影響。而方案二、三在體系轉(zhuǎn)換時(shí)，結(jié)構(gòu)由七次超靜定變?yōu)槿纬o定，此時(shí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生釋放次內(nèi)力，結(jié)構(gòu)的位移及內(nèi)力發(fā)生顯著的變化，這無(wú)異于加大我們的施工監(jiān)控難度，而且對(duì)主梁也有一定的損傷。

2.2.3 關(guān)鍵截面的應(yīng)力分析

關(guān)鍵截面的應(yīng)力，見(jiàn)表2。

通過(guò)模型的模擬分析數(shù)據(jù)，可以看出：

方案一，在整個(gè)合攏過(guò)程以及成橋后，主梁一致處于全截面受壓狀態(tài)，而且在體系轉(zhuǎn)換時(shí)未出 現(xiàn)大的截面應(yīng)力突變；

方案二中，在結(jié)構(gòu)進(jìn)行中跨合龍段鎖定后，其中跨合攏段的前一節(jié)段出現(xiàn)了拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)超靜定次數(shù)的增多導(dǎo)致了應(yīng)力發(fā)生突變，出現(xiàn)了懸臂澆筑中需盡量避免的拉應(yīng)力狀況。而且在成橋階段，其中跨合攏段截面上下緣均存在拉應(yīng)力的現(xiàn)象，也是連續(xù)梁施工中應(yīng)盡量避免發(fā)生的情況；

方案三，在成橋后無(wú)拉應(yīng)力的存在，但是在其臨時(shí)固結(jié)解除后，由于需要釋放較大的次內(nèi)力和位移突變，中跨合攏段附近截面出現(xiàn)了拉應(yīng)力，這會(huì)使養(yǎng)護(hù)后的混凝土受到一定程度上的拉傷，使后期的混凝土在強(qiáng)度上難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 方案總結(jié)

經(jīng)過(guò)上述對(duì)三跨連續(xù)梁模型的建立、分析、數(shù)據(jù)比較，我們發(fā)現(xiàn)在線形控制方面，各個(gè)方案在固結(jié)解除后，線形都略有突變，但是差距都不大，而且從數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出，方案一的突變、成橋后的線形更加符合監(jiān)控方對(duì)施工安全、線形美觀的要求。

應(yīng)力控制方面：按照監(jiān)控要求，全橋在生產(chǎn)階段，需盡量保證各截面各個(gè)位置存在的壓應(yīng)力，尤其務(wù)必保證成橋后各個(gè)位置混凝土受壓。

然而，我們從有限元模擬出的模型中了解到，方案二、三在中跨合攏段連接后再接觸固結(jié)塊，都會(huì)是中跨合攏段受拉，而且方案二導(dǎo)致中跨合攏段在成橋后依舊存在著拉應(yīng)力，這無(wú)疑對(duì)混凝土的強(qiáng)度及耐久性都造成了不小的影響，這對(duì)橋梁現(xiàn)階段施工和成橋都會(huì)在成一定的安全隱患。

上述三種解除固結(jié)的方案，我們偏向于方案一的解除順序，無(wú)論是在線形控制、美觀方面，還是在施工過(guò)程中橋梁安全、日后橋梁維護(hù)方面，方案一都體現(xiàn)出了優(yōu)越性。

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