連續梁不同合龍方案下成橋狀態分析

李偉龍

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

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連續梁不同合龍方案下成橋狀態分析

李偉龍

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

連續梁合理的合龍方案，可以確保梁體在合龍后處于良好的受力與工作狀態，并為線路運行的平穩性與安全性提供可靠地保障。文章以新建銀川至西安鐵路中某雙線(60+100+100+60)m預應力混凝土連續箱梁為工程背景，運用有限分析軟件，計算了兩種合龍方案下成橋后梁體的內力及撓度值，并對兩種方案的計算結果進行了對比分析。結果表明，合龍方案會對成橋后梁體的內力及線形產生一定的影響；該橋采用先進行邊跨合龍后中跨合龍的方案，在成橋后梁體的內力相對較小，梁體的線形更加平順、合理。從而也為今后同類工程的實施提供一定的參考。

連續梁； 合龍方案； 模型分析； 內力； 線形

工程實踐中，預應力混凝土連續梁由于其具有結構剛度大、橋面變形小、動力性能好、變形曲線平順、有利于高速行車等特點，在跨越河流、溝谷及立交時被優先采用[1]。預應力混凝土連續梁常用的施工方式為掛籃懸臂施工，懸臂施工不受橋高、河深等的影響，適應性強。然而施工階段中涉及多次的體系轉換會引起結構內力重分布[2-3]，進而導致梁體的變形、內力發生變化。其中合龍段的施工是預應力連續梁橋懸臂施工中的重要環節。

懸臂施工連續梁合龍前，共扼懸臂端面之間的相對位置(間距、高差和轉角)主要是受日照、降雨、降溫等導致的不均勻溫度場的影響，其次是受合龍段自重、混凝土收縮徐變、預加應力和施工荷載以及風荷載、基礎變位等的影響[4]。而合龍順序的不同，也會對成橋狀態產生直接的影響[5]。因此，施工前應制定合理的合龍方案，可以確保橋梁在合龍后處于良好的受力與工作狀態。本文利用有限元軟件，分析了兩種不同合龍方案下的成橋內力及線形，提出了合理的合龍方案，為今后同類工程的實施提供一定的參考。

1 工程背景

新建銀川至西安鐵路某雙線(60+100+100+60) m預應力混凝土連續箱梁(圖1)，由于對稱性，圖中僅顯示橋梁長度的二分之一，其中邊支座中心距離梁端0.75 m。梁體采用單箱單室、直腹板箱型截面；邊支點處梁高4.85 m，中支點處梁高7.85 m，箱梁頂寬12.6 m，梁底采用2次拋物線，方程為y=0.0014177x2。主要設計指標為時速250 km/h、有砟、活載采用ZK標準活載、地震加速度為0.1g。

圖1 1/2梁體立面圖(單位:cm)

梁段劃分及截面參數見表1，表中包含邊跨現澆段及1/6梁段的數據。零號塊澆筑完成后，為了承受施工過程中可能出現的不平衡力矩，保證施工過程中結構的穩定可靠，須將零塊與橋墩臨時固結，固結后沿橋梁縱向，分別向左右兩端懸臂澆筑施工，大橋在施工過程中共形成3個T型剛構。

2 計算及分析

2.1 合龍方案

合龍方式的不同，則會對成橋后梁體位移和內力產生不同的影響。一般而言，連續梁在合龍時多采用對稱逐跨合龍的施工方式，即對稱的合龍段同時施工，同時合龍。在合龍過程中能夠保證一端固結另一端自由，避免張拉時因臨時固結而引起較大的預加力次內力和因溫差引起較大的溫度內力。而且施工進度也相對較快[6]。本橋擬采用的合龍方案見表2。

2.2 模型計算

論文采用Midas civil程序對方案一和方案二分別進行了模型計算，全橋共建立了75個單元，模型反應了整個梁體的施工過程。兩種方案下，成橋后梁體的內力及撓度計算結果見圖2、圖3。

2.3 結果分析

成橋后恒載作用下的撓度及彎矩圖為自重、二期恒載、收縮徐變及預應力作用下的疊加。活載作用下撓度及彎矩值相同，故不作研究。

由圖2可知，方案二較方案一成橋后恒載作用下跨中撓度值增大1.6 mm，邊跨撓度變化不大；由圖3可知，方案二較方案一成橋后恒載作用下跨中彎矩增大0.85 %，邊跨彎矩增大0.49 %，影響不大，因此綜合考慮，合龍時采用方案一，可使成橋后結構的撓度及受力更加合理，對結構更加有利。

表1 梁截面參數

表2 合龍方案

3 結束語

大跨連續梁橋可通過選擇合理的合龍方案，使成橋后的內力、線型得到最優化，并方便施工控制。本文以新建銀西線中某連續梁為背景工程，分析了不同合龍方案對成橋狀態的影響，結果表明：

(1)連續梁合龍是施工和設計中非常重要的一項工作，合龍順序對連續梁成橋內力及線型都有一定的影響。因此，選擇合理的合龍方案，既有利于成橋后梁體的受力狀態及線形控制，也有利于梁體在運行階段的平穩性及安全性。

(2)通過計算分析可知，本橋在施工過程中采用方案一時，在成橋后梁體的內力相對較方案二的小；而且采用方案一合龍時，成橋后梁體產生的撓度較方案二小，梁體的線形更加平順、合理。綜上所述，本橋在進行合龍時，推薦使用先邊跨合龍，后中跨合龍的施工方案。

圖2 方案一和方案二下成橋后恒載作用下撓度

圖3 方案一和方案二下成橋后恒載作用下彎矩

[1] 姚玲森.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2008.

[2] 張繼堯,王昌將.懸臂澆筑預應力混凝土連續梁橋[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3] 周履.混凝土收縮徐變引起的鋼-混凝土結合梁的內力重分配[J].橋梁建設,2001(2):1-4.

[4] 石現峰.施工方法對混凝土連續梁橋內力及變形的影響[J].工程力學,1998( 增刊) : 543-549.

[5] 張謝東,詹昊,舒洪波,等.大跨度預應力混凝土連續梁橋合龍施工技術研究[J].橋梁建設,2005(2):63-66.

[6] 萬重文,肖星星.多跨長聯預應力混凝土連續箱梁橋合龍方案分析[J].中外公路,2009(2).

李偉龍(1988～)，男，工學碩士，助理工程師，從事橋梁設計工作。

U442.5

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[定稿日期]2017-03-28